2tom328

9. URZĄDZENIA DO KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ 658

Moc bierna kompensatora przy podstawowej harmonicznej jest wyrażona wzorem

Q_t = Q_P(*)~Q»    (9.83)

przy czym: Q_h — moc bierna baterii kondensatorów; Q_p(<x) — moc bierna prostownika tyrystorowego.

Baterie kondensatorów, podzielone na kilka sekcji i wyposażone w dławiki, pełnią rolę filtrów wyższych harmonicznych prądu generowanych przez kompensator i kompensowane odbiorniki.

Kompensator ze względu na symetryczną budowę i sterowanie wywołuje jednakową moc bierną w każdej fazie. Tym samym nie eliminuje on składowej symetrycznej przeciwnej prądu, w przypadku gdy odbiornik kompensowany ją generuje. Według [9.18] w układzie o mocy 15 Mvar uzyskano szybkość narastania mocy biernej 3 Mvar/ms. Kompensator likwiduje zmiany obciążenia biernego zachodzące z częstotliwością do 15 Hz.

Zamknięty układ regulacji kompensatora stabilizuje przez odpowiednie sterowanie prostownikiem, wypadkową moc bierną kompensowanego odbiornika i kompensatora, czyli moc bierną pobieraną ze źródła energii.

9.5.3. Kompensator z wieloczłonowymi bateriami kondensatorów przyłączanymi łącznikami tyrystorowymi

Kompensator taki (ang. TSC— Thyristor Switched Capacitors) zmienia swoją moc bierną za pomocą łączników tyrystorowych przez zmianę liczby (od kilku lub kilkunastu) pracujących członów baterii kondensatorów (rys. 9.8).

L1    L2 L3

Rys. 9.8. Schemat członu kompensatora z baterią przyłączoną za pomocą łączników tyrystorowych

Poszczególne trójfazowe człony kompensatora mogą mieć jednakową lub różną moc bierną. W pierwszym przypadku w kompensatorze //-członowym cala jego moc bierna Q_k jest rozłożona w H jednakowych zunifikowanych członach, każdy o mocy Q_H = QJH.

W drugim przypadku, przy stosowanym zwykle podziale binarnym w //-członowym kompensatorze, moc n-tego członu wynika ze wzoru

Q„ = Q_k^J    (9-84)

Kompensator zawierający H członów, w którym moc bierna każdego następnego jest równa podwójnej mocy członu poprzedniego, umożliwia regulację mocy biernej z dokładnością określoną zależnością

(9.85)

a e = a

1

* 2"—T

Zastosowanie podziału binarnego mocy kompensatora znacznie zwiększa dokładność regulacji, lecz powoduje brak unifikacji jego elementów.

Kompensatory o jednakowych członach składają się z powtarzalnych elementów; upraszcza to ich budowę oraz eksploatację, co jest szczególnie istotne w przypadku awarii lub przeglądów.

Moc bierna jednego członu — stanowiąca maksymalną wartość błędu regulacji — nie powinna powodować spadku napięcia na reaktancjach sieci większego od dopuszczalnego (por. p. 9.3.4). A zatem

Q S_k(~)    (9-86)

przy czym: S_k — moc zwarcia w węźle zasilającym kompensator i odbiornik, dla którego przyjęto dopuszczalny względny spadek napięcia (AŁ//C7)_dop.

Łączniki tyrystorowe umożliwiają załączenie baterii kondensatorów do pracy w ściśle wybranych chwilach czasu, przy takich warunkach napięciowych, które zapewniają minimalizację amplitud składowych przejściowych prądu i napięcia [9.25]. Wyłączenie baterii z pracy (jednofazowej baterii zasilanej napięciem międzyfazowym) następuje w sposób naturalny z chwilą przejścia prądu baterii przez zero wówczas, gdy tyrystor łącznika umożliwiający przepływ prądu w kierunku przeciwnym nie zostanie wyzwolony.

Po wyłączeniu z przewodzenia prądu kondensator jest naładowany do napięcia

U a, =    (9-87)

n o ^— i

przy czym: U_p — napięcie międzyfazowe; n₀ = -JX_cjX_L — względna częstotliwość drgań własnych obwodu LC.

Kondensatory są wyposażone w dławiki ochronne (por. p. 9.6.3) dobrane zwykle do n₀ = 4,44-4,8.

Ponowne załączenie baterii może nastąpić wówczas, gdy różnica pomiędzy chwilową wartością napięcia źródła i napięciem baterii, czyli napięcie na łączniku, osiąga najmniejszą wartość. Zwykle układ sterowania realizuje załączenie łącznika przy amplitudzie napięcia międzyfazowego i napięciu na łączniku niższym od określonej minimalnej wartości. Załączenie odbywa się z minimalną amplitudą składowych przejściowych.

Aby załączenie takie było zawsze możliwe, nic pracujące baterie utrzymuje się w stanie naładowanym do napięcia bliskiego amplitudzie napięcia międzyfazowego. W tym celu jeden z tyrystorów łącznika jest załączany w chwili, gdy napięcie zasilające przechodzi

Rys. 9.9. Układ połączeń oraz przebieg zmiany biegunowości (przeładowania) członu baterii w kompensatorze typu SKIF

1 — praca, 2 i 4 — doładowanie, 3 — przeładowanie

42*