2tom327

9. URZĄDZENIA DO KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ 656

Regulator mocy biernej baterii kondensatorów składa się zwykle z trzech członów: pomiarowego, zwłoczncgo i wykonawczego.

Człon pomiarowy mierzy wielkość przyjętą za zasadę działania regulatora i porównuje ją z wartością nastawioną. Po jej przekroczeniu przesyła impuls do członu zwłoczncgo.

Zadaniem członu zwlocznego jest uniknięcie zbędnych łączeń stopni baterii przy krótkotrwałych zmianach wielkości mierzonej oraz umożliwienie rozładowania wyłączonego stopnia baterii przed jego ponownym załączeniem. Zwłoka może trwać od kilku sekund do kilku minut.

Człon wykonawczy wysyła impuls powodujący zadziałanie wyłącznika (lub stycznika) baterii i załączenie lub wyłączenie jednego lub więcej stopni baterii wg przyjętej zasady łączeniowej.

Aby uniknąć tzw. pompowania, czyli wielokrotnego załączania lub wyłączania baterii przy oscylowaniu wartości wielkości mierzonej wokół wartości nastawionej, wysyłanie impulsu do łącznika następuje przy innej wartości po przekraczaniu jej w górę (tv_(j), a innej

po przekraczaniu jej w' dół (w₄). Różnica w_h—jest zw'ana strefą nieczułości (lub nie-dzialania) regulatora. Stanowi ona stały parametr regulatora albo może być nastawiana.

W regulatorze reagującym na dwie wielkości, wielkość dodatkowa (zwykle napięcie lub czas) staje się nadrzędna, tzn. jeśli napięcie sieci jest wyższe od nastawionego na regulatorze, to załączenie baterii kondensatorów nie nastąpi mimo, że np. współczynnik mocy jest mniejszy od w artości zadanej.

Bateria regulowana jest podzielona na kilka członów (zwykle 3 9) o jednakowej lub różnej mocy. Łączenie członów odbywa się wg określonych zasad łączeniowych, np. 1:1:1, 1:2:2, 1:2:4 (liczby odpowiadają względnym mocom stopni), co umożliwia uzyskanie odpowiednio 3, 5 i 7 stopni mocy baterii. Według zasady 1:2:4 (przy czym Q₂ — 2Q,; Qz = 42,) przy 3 członach baterii można uzyskać 7 stopni jej mocy od Q_l do2₇ skokami co 2i-

9.4.3. Rodzaje regulatorów mocy baterii kondensatorów

Pierwsze regulatory mocy baterii kondensatorów miały mechaniczne człony zwłoczne i wykonawcze. Impulsy z członu pomiarowego (proporcjonalne do nastawionej wielkości — najczęściej cos<p) uruchamiały nawrotny silniczek synchroniczny, który — poprzez wałek z krzywkami — powodował otwieranie lub zamykanie styków rtęciowych, sterujących działaniem styczników poszczególnych członów baterii. Zegar sterujący regulatora powodował wyłączenie baterii, np. w nocy.

W latach osiemdziesiątych zaczęto stosować regulatory elektroniczne, np. eBR, przeznaczone do sieci o symetrycznym obciążeniu. Regulator taki miał 6-e9 stopni regulacji; wielkością nastawianą był cos<p_M w zakresie 0,85-e- 1,0; czas zadziałania (wyczekiwania) wynosił 4, 40 lub 240 s, zaś szereg łączeniowy mocy stopni 1:1:1, 1:2:2 lub 1:2:4.

Obecnie stosuje się regulatory elektroniczne nowej generacji, w których czynności pomiaru, regulacji, sterowania i informacji są realizowane przez mikroprocesor.

Regulatory takie można stosować w sieciach trójfazowych trój- i czteroprzewodowych. Wielkością nastawianą może być tgę>, cosip, Isiiup, czas lub napięcie. Liczba stopni regulacji wynosi od 3 do 12, czas zadziałania od 1 s. Bywają wyposażone w zegar sterujący pracą baterii, blokadę uniemożliwiającą załączenie danego stopnia baterii przed jego rozładowaniem (ważne przy szybkich zmianach obciążenia biernego), sygnalizację dźwiękową lub optyczną w przypadku wzrostu napięcia ponad określoną wartość. Stan każdego członu baterii (załączenie lub wyłączenie) sygnalizują diody luminesccncyjne. Wskaźnik cyfrowy informuje o aktualnej wartości wielkości nastawionej. Regulator może współpracować z komputerem dla prowadzenia odpowiedniej statystyki. Regulatory tego typu są produkowane również w kraju.

9.5. Statyczne urządzenia do nadążnej kompensacji mocy biernej

9.5.1.    Wiadomości wstępne

W statycznych kompensatorach mocy biernej zmiany parametrów kompensatorów realizuje się bezstykowo za pomocą aparatury energoelektronicznej.

Kompensatory przeznaczone do współpracy z odbiornikami wywołującymi duże i szybkozmienne obciążenia bierne dzieli się na układy o działaniu symetrycznym i niesymetrycznym. Układy o działaniu niesymetrycznym umożliwiają symetryzację prądów źródła oraz kompensację składowej symetrycznej zgodnej prądu biernego.

Zadaniem nadążnych kompensatorów obciążeń biernych jest zmniejszenie mocy pozornej pobieranej ze źródła oraz ograniczenie wahań napięcia wywołanych zmiennym w czasie obciążeniem biernym. Spośród wielu rozwiązań kompensatorów zastosowanie w przemyśle znalazły układy omówione w p. 9.5.2...9.5.5.

9.5.2.    Kompensator ze stałą baterią kondensatorów i zwartym przez indukcyjność prostownikiem tyrystorowym

Na rysunku 9.7 przedstawiono uproszczony schemat statycznego kompensatora nadąż-nego, w którym do pojemnościowego prądu biernego stałych baterii kondensatorów dodaje się indukcyjny prąd bierny pobierany przez zwarty dławikiem L_d dwunastopul-sowy prostownik tyrystorowy. Dławik L_d zapewnia ciągłość prądu wyprostowanego.

Rys. 9.7. Uproszczony schemat uniwersalnego kompensatora ze stałą baterią kondensatorów i zwartym przez dławik L_d 12-pulsowym prostownikiem tyrystorowym

Przy ciągłym prądzie wyprostowanym Jednakowych wartościach napięć zasilających oba mostki tyrystorowe MTy i jednakowych kątach opóźnienia wyzwalania tyrystorów obu mostków, prąd uzwojenia pierwotnego transformatora zawiera harmoniczne rzędu n = 1 +12k, przy czym k = 0; 2; 3;... — o względnej wartości IJI, < Mn. Podstawowa harmoniczna tego prądu, w każdej fazie, jest przesunięta w stosunku do napięcia fazowego o kąt bliski it/2.

Wartość prądu biernego jest regulowana przez zmianę średniej wartości napięcia wyprostowanego zwartego dławikiem prostownika. Napięcie to jest bardzo niskie, ze względu na małą rezystancję dławika. Regulacja napięcia odbywa się przez nieznaczne zmiany kąta opóźnienia wyzwalania tyrystorów w otoczeniu kąta a s; rt/2.

42 Poradnik inżyniera elektryka tom 2