2tom324

9. URZĄDZENIA DO KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ 650

Jeśli natomiast warunki te nie są spełnione, to może nastąpić przebicie przerwy międzystykowej i tzw. zapłon ponowny (wczesny — w pierwszym ćwierćokresie od chwili rozejścia się styków lub późny —jeśli przebicie to wystąpiło później). Zapłony ponowne późne, zwłaszcza wielokrotne, są groźne zarówno dla kondensatorów jak i aparatury łączeniowej, gdyż powstają wtedy duże przepięcia i udary prądowe. Dlatego do łączenia baterii stosuje się łączniki o gwarantowanej przez wytwórcę przydatności i sprawdzonej (w czasie montażu) jednoczesności rozchodzenia się styków. Nie należy stosować do łączenia baterii łączników z napędem ręcznym.

Rozładowanie baterii kondensatorów

Na odłączonej od sieci baterii kondensatorów pozostaje ładunek proporcjonalny do maksymalnej wartości napięcia (zgaszenie luku następuje przy przejściu krzywej prądu przez zero). Może on spowodować porażenie obsługi i dlatego przepisy [9.29] wymagają, by baterie kondensatorów i każdy ich człon były wyposażone w urządzenia rozładowcze, przyłączone na stałe. Powinny one obniżyć napięcie na zaciskach odłączanej baterii kondensatorów do 50 V w czasie nic dłuższym niż 1 min w bateriach o U_N < 1 kV oraz 5 min w bateriach o U_N > 1 kV, a w bateriach sterowanych samoczynnie do wartości U <0,1 U_s w chwili ponownego jej załączenia. Wymóg ten jest nieco ostrzejszy niż w normie IEC [9.13], wg której w bateriach na napięcie V_N > 1 kV urządzenia rozładowcze powinny obniżyć napięcie na zaciskach baterii do 75 V w czasie 10 min.

Kondensatory na napięcie U_N < 1 kV są dostarczane z opornikami rozładowczymi (zwykle zewnętrznymi), natomiast produkowane obecnie kondensatory o napięciu U_s > 1 kV mają wbudowane fabrycznie oporniki wewnętrzne obniżające napięcie na ich zaciskach zgodnie z normą IEC. W bateriach WN instalowanych w latach ubiegłych stosowano 2 przekładniki napięciowe w układzie V, które rozładowywały baterię w wymaganym czasie. Baterie do indywidualnej kompensacji silników indukcyjnych (asynchronicznych) lub transformatorów rozładowują się przez uzwojenia tych urządzeń.

Na kondensatorze (baterii) rozładowanym przez iskiernik, zwierający przez krótki czas jego zaciski, może po pewnym czasie (po kilku minutach) pojawić się napięcie. Oznacza to, że kondensator zawiera pewien ładunek, tzw. ładunek szczątkowy. Przyczyną występowania tego ładunku są procesy polaryzacyjne w niejednorodnym dielektryku. Dlatego kondensator odłączony od sieci należy zawsze traktować jak naładowany. Zjawisko ładunku szczątkowego nic wystąpi, gdy rozładowanie kondensatora trwa dostatecznie długo, lub zwieranie zacisków jest powtarzane kilkakrotnie.

9.3.3. Zjawiska rezonansów równoległych i szeregowych w układach z baterią kondensatorów

Rezonans równoległy

Impedancja większości urządzeń elektroenergetycznych oraz maszyn elektrycznych ma charakter indukcyjny. Reaktancja pojemnościowa baterii kondensatorów może tworzyć przy określonej częstotliwości — z równoległą w stosunku do niej rcaktancją indukcyjną — obwód rezonansu równoległego, w którym prąd i napięcie mogą znacznie przekraczać prąd i napięcie znamionowe baterii.

Rezonans równoległy wystąpi przy częstotliwości względnej*

n„ = JXJX_L    (9-77)

Jeżeli częstotliwość względna jest liczbą całkowitą, to nazywa się ją rzędem harmonicznej lub n-tą harmoniczną-przy czym: X_c = Vbs!Qb — reaktancja pojemnościowa baterii kondensatorów; X_L — wypadkowa reaktancja indukcyjna sieci wyrażona wzorem

(9.78)

J___1    1    1

przy czym:

—    reaktancja zwarciowa w miejscu przyłączenia baterii (bez składowej od silników elektrycznych)

X_k=\,\V²jS_k    (9.79)

gdzie: U — napięcie międzyfazowe sieci, kV; S_k — moc zwarcia w miejscu przyłączenia baterii, MV-A;

—    reaktancja silników indukcyjnych o znamionowej mocy pozornej S_as, MV • A *_m = (0.1-0,2)£/7S„

— reaktancja silników synchronicznych

_ku²x_±

¹ 100S_s

gdzie: S_s — moc pozorna silników synchronicznych, MV A; k_s = 0,7 dla maszyn z biegunami jawnymi; k_s = 0,9 — z biegunami utajonymi; X₂ — reaktancja dla składowej przeciwnej.

W obliczeniach przybliżonych przyjmuje się, że

x_L*x_k

Jeśli napięcie znamionowe baterii jest równe napięciu sieci, to wzór (9.77) przyjmuje postać n_p *    (9.80)

Rezonans szeregowy

Jeżeli bateria kondensatorów jest załączona przez transformator lub dławik (zwarciowy, ochronny czy też rezonansowy) i stanowi jego jedyne lub dominujące obciążenie, to między jego reaktancją pojemnościową X_c a poprzedzającą ją reaktancja indukcyjną X_Tr wystąpi rezonans szeregowy przy częstotliwości względnej

= jXJX_T,    (9.81)

Przy znamionowym napięciu baterii bliskim lub równym napięciu sieci

n

s

(9.82)

w której: S_Tr — moc transformatora, MV - A; u_x — składowa indukcyjna napięcia zwarcia transformatora, %.

Tablica 9.1. Względna moc baterii kondensatorów niskiego napięcia (QJS_P,) • 100%, przy której wystąpi rezonans szeregowy wyższych harmonicznych

Składowa napięcia zwarcia	Rząd harmonicznej
ux, %	5	7	11	13	17	19	23	25
4,5	88,9	45,4	18,4	13,2	7,7	6,2	4,2	3,6
6,0	66,7	34,0	13,8	9,9	5,8	4,6	3,2	2,7