Laboratorium Urządzeń Elektrycznych
TEMAT:	Badanie kondensatorów energetycznych				Marcin Szybowski Piotr Susuł Wojciech Szantyka Piotr Gawęcki
rok	grupa	zespół	data wyk.	data oddania	Ocena
III	D		20.11.02	4.12.02

Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych wiadomości z zakresu klasyfikacji i zastosowań technicznych kondensatorów energetycznych oraz badań niezbędnych do oceny ich przydatności energetycznej.

Dane znamionowe kondensatorów :

1. 380 V, Q = 18,9 kVAr, połączenie w trójkąt C₁₂=209 μF,C₂₃=210, C₁₃=208 μF

2. 380 V, Q = 14,9 kVAr, połączenie w trójkąt, C = 217 μF f = 50 Hz

3. 380 V, Q = 20,1 kVAr, połączenie w trójkąt, C = 444 μF f = 50 Hz

4. 3 kV, C_n = 30 μFC = 28,3 μF, ⇒ Q = 84,78 kVAr

Wyznaczenie gęstości mocy biernej.

O wykorzystaniu izolacji w kondensatorze decydują zastosowane naprężenia robocze oraz przenikalność dielektryczna materiału. Wskaźnikiem tego wykorzystania jest gęstość objętościowa mocy biernej określona wzorem :

1) V = 15,05 dm³ ⇒ q = 1,26 kVar/dm³

2) V = 18,41 dm³ ⇒ q = 0,81 kVar/dm³

3) V = 19.01 dm³ ⇒ q = 1,06 kVar/dm³

4) V = 19,01 dm³ ⇒ q = 4,46 kVar/dm³

Kontrola stanu izolacji

Wymagana wartość rezystancji izolacji powinna być większa od wartości U_n [V] * 1 [kΩ/V].

1. R_iz = 4500 MΩ wymagane R_iż = 380 kΩ

2. R_iż = 2600 MΩ wymagane R_iż = 380 kΩ

3. R_iż = 1600 MΩ wymagane R_iż = 380 kΩ

Wszystkie badane kondensatory spełniły wymagania co do stanu izolacji.

Sprawdzanie doboru rezystorów rozładowczych

Sprawdzanie stanu rezystorów rozładowczych przeprowadza się induktorem o napięciu 500 V lub 1000 V, pomiędzy dwoma parami zacisków dla 3-fazowych kondensatorów. W przypadku uzyskania małych wartości mierzonej rezystancji 0 ÷ 1 MΩ można uznać, że ciągłość obwodów rozładowczych jest zachowana.

Sprawdzanie prawidłowości doboru rezystorów rozładowczych ze względu na odpowiedni czas rozładowania należy wykonać przy uwzględnieniu, że :

• Kryterium prawidłowego doboru rezystora stanowi uzyskanie rozładowania pojemności w czasie 60s od wartości maksymalnej napięcia, mogącej wystąpić w układzie do wartości do wartości górnego dotykowego napięcia bezpiecznego U_L ≤ 50 V (w baterii kondensatorów o napięciu powyżej 1 kV - czas rozładowania 5 minut)

• Wartość maksymalna napięcia dla kondensatorów n.n gdy U_n - 380 V wynosi :

przy uwzględnieniu wartości szczytowej i możliwości 10 % zwyżki napięcia w sieci.

- Dla kondensatora 3-fazowego na pojemności C_L1L3 stała czasowa wynosi 2 C_L1L3R i jest dwukrotnie większa niż dla obu pozostałych pojemności międzyprzewodowych,

W celu wykonania pomiaru naładowaliśmy pojemność C_L1L3 z zasilacza napięcia stałego do wartości wynoszącej

U'_m. = k * U_m.

Przyjmując k = 0,03 * 600 = 18 V

Ponieważ z kryterium prawidłowego doboru rezystorów rozładowczych wynika, że po 60s napięcie U(60) ≤ 50 V, to po uwzględnieniu współczynnika skali k = 0,03 otrzymujemy :

U'(60) = 0,03 * 50 = 1,5 V

1) Po 37s do 1,5 V (50 V), a po 1 min 0,3 V (10 V)

2) Po 60s do 2,3 V (76,7 V), a po 1,14 min do 1,5 V (50 V)

3) Po 60s do 2,35 V (78,3 V), a po 1,17 min do 1,5 V (50 V)

W nawiasach podane są wartości rzeczywiste po przeliczeniu przez współczynnik k.

Wniosek: Kondensatory 2 i 3 mają źle dobrane rezystory rozładowcze.

Pomiar symetrii obciążenia faz zasilających kondensator

Pomiary przeprowadziliśmy używając amperomierza cęgowego. Sprawdzaliśmy czy asymetria obciążenia obliczona według wzoru :

nie przekracza dopuszczalnej przez przepisy wartości 10 % (dla baterii łączonej w trójkąt) lub 5 % dla połączenia w gwiazdę.

Tab.1 Pomiar symetrii obciążenia faz zasilających kondensator

Wnioski : Kondensator 1 nie spełnia warunku symetrii obciążenia faz.

Pomiar pojemności metodą techniczną

Pomiar przeprowadziliśmy w układzie wg.rys.2

Pomiary i wyznaczanie pojemności dla kondensatora 3-fazowego, połączonego w trójkąt, wykonuje się w sposób pośredni. Dokonuje się pomiarów między dwoma biegunami przy zwartych dwóch pozostałych.

gdzie :

,
,

Wartości napięć i prądów są to wartości średnie z 3 pomiarów.

Ostatecznie otrzymujemy :

[μF]

[μF]

[μF]

Warunek asymetrii pojemnościowej wymagany przez przepisy dla kondensatorów n.n połączonych w trójkąt przy przyjmowaniu i do eksploatacji jest następujący :

W naszym przypadku

Wniosek:

Badany przez nas kondensator spełnił warunek asymetrii pojemnościowej.

---