Technologie

Kompensacja mocy biernej średnich napięć

Zmienność obciążeń oraz ich charakter, wymusza stosowanie inteligentnych rozwiązań z zakresu gospodarki mocą bierną w sieciach średniego napięcia. Dobór urządzenia kompensującego wymaga wykonania szczegółowych, pomiarów i analiz.

Fot. 1. Bateria kondensatorów SN typu BKWTx w wykonaniu poziomym oraz pionowym

Z uwagi na szerokie zastosowanie odbiorów nieliniowych urządzenie pomiarowe musi analizować, oprócz podstawowych parametrów wielkości elektrycznych takich jak moc, napięcie, natężenie prądu, częstotliwość, również zawartość poszczególnych harmonicznych zarówno prądu jak i napięcia.

Coraz powszechniejsze zastosowanie sieci kablowych SN (duża pojemność bez obciążenia np. farmy wiatrowe podczas braku generacji), wymusza potrzebę gospodarki mocą bierną zarówno indukcyjną jak i pojemnościową.  Właściwy dobór urządzenia kompensującego wymaga specjalistycznej wiedzy oraz wieloletniego doświadczenia.

Rys. 1. Układy połączeń baterii typu BKWTx

Taurus-Technic Sp. z o.o. od prawie 30 lat specjalizuje się m.in. w produkcji szerokiej gamy urządzeń służących do kompensacji mocy biernej na wszystkich poziomach napięć. W skład firmy wchodzi zespół projektantów, który właściwie dokonuje analiz potrzeb klienta w zakresie doboru właściwego kompensatora.

Baterie kondensatorów średniego napięcia służą do kompensacji mocy biernej indywidualnej, grupowej lub centralnej. Zasadniczo można podzielić je na kilka typów w zależności od kryteriów:

  • regulowane i  nieregulowane,
  • wnętrzowe i napowietrzne,
  • w szafach rozdzielczych lub wykonaniu kontenerowym,
  • w wykonaniu poziomym lub pionowym,
  • z dławikami ochronnymi lub bez nich,
  • hybrydowe (charakter zarówno pojemnościowy jak i indukcyjny),
  • z elementami energoelektronicznymi SVC lub STATCOM.

Bateria kondensatorów BKWTx

Przeznaczone są do kompensacji mocy biernej w sieciach rozdzielczych po stronie 6kV, 15kV, 20kV lub 30kV. Wykonane są w oparciu o jednofazowe kondensatory połączone w układzie podwójnej gwiazdy. Najczęściej bateria składa się z kondensatorów z dwoma izolatorami, a rzadziej z kondensatorów z jednym punktem izolowanym.

W połączeniu międzygwiazdowym zainstalowany jest przekładnik prądowy, który w połączeniu przekaźnikiem zabezpieczającym oraz wyłącznikiem w polu zasilającym baterię, tworzy zabezpieczenie od zwarć wewnętrznych i uszkodzeń baterii. Obwody wtórne przekładnika prądowego wyprowadzone są do skrzynki przyłączeniowej IP 65 zamontowanej na konstrukcji baterii. Bateria standardowo wyposażona jest w dwa przekładniki napięciowe w układzie V pracujące jako układ szybkiego rozładowania baterii. Ze względu na instalowanie kondensatorów z rezystorami wewnętrznymi, które pozwalają na samoistne rozładowanie baterii można zrezygnować z tych przekładników, jednak jest to rozwiązanie rzadko stosowane.

W  tabeli powyżej przedstawiono przykładowe parametry techniczne baterii typu BKWTx.

Szczególnym typem baterii jest typ BKWTx-Wind dedykowany farmom wiatrowym i stacjom rozdzielczym. W tym przypadku urządzenie posiada specjalną konstrukcję chroniącą przed dotykiem bezpośrednim wszystkich elementów stanowiących wyposażenie wewnętrzne baterii. Osłony dodatkowo zabezpieczają poszczególne aparaty przed działaniem warunków atmosferycznych co powoduje dłuższą żywotność urządzenia. Bez wątpienia dodatkową zaletą jest też mała powierzchnia wymagana do montażu urządzenia.

Baterie regulowane typu BKWTR

Zmienność obciążeń sieci SN uzależniona od pory dnia, roku, procesów technologicznych itp. wymusza zastosowanie regulowanych baterii kondensatorów SN. Urządzenie takie wyposażone jest w regulator mocy biernej, który monitoruje charakter obciążenia i w zależności od potrzeby załącza wymagane przez sieć obciążenie o charakterze pojemnościowym.  Baterie tego typu stosuje się coraz częściej w energetyce zawodowej, ale również w przemyśle. Służą do kompensacji grupowej lub centralnej.

Tego typu bateria zbudowana jest z kilku członów w zależności od potrzeb sieci. Bateria dobierana jest indywidualne pod potrzeby klienta. Wyposażona jest m. in. w dławiki blokujące wyższe harmoniczne lub  pikowe ograniczające prądy łączeniowe, bogaty system zabezpieczeń (przekładnik w pkt. zerowym + przekaźnik MiCOM, podstawy bezpiecznikowe wraz w wkładkami, przekładniki prądowe wykrywające prądy przeciążaniowe, odłącznik w polu zasilającym, uziemnik w polu zasilającym – opcjonalnie, dodatkowe przekładniki napięciowe jako szybkie rozładowanie kondensatorów. Posiada rozbudowany system blokad mechanicznych i elektrycznych. Najczęściej budowane są w układzie podwójnej gwiazdy.

Fot. 2. Zainstalowane baterie kondensatorów SN typu BKWTx-Wind dedykowane jednej z farm wiatrowych

Filtry wyższych harmonicznych

Zwiększający się udział odbiorników nieliniowych, wpływ prądów tych odbiorników na zniekształcenie sinusoidy napięcia powoduje zwiększenie strat mocy, powoduje także zakłócenia w pracy urządzeń energoelektronicznych zasilanych tym napięciem.  Aby temu zapobiec buduje się układy eliminujące występujące i szkodzące wyższe harmoniczne. Są to filtry wyższych harmonicznych.
Filtr zbudowany jest z szeregowo połączonego dławika z kondensatorami. Parametry dławika  i kondensatora dobiera się tak aby przy mającej być usuniętej harmonicznej impedancja zbudowanego dwójnika dławik-kondensator była bardzo mała. Dwójnik ten przyłączony jest równolegle do pracującej sieci. Prąd mającej być usuniętej wyższej harmonicznej płynie przez zwierającą gałąź poprzeczną filtra a nie przez sieć.

Fot. 3. Regulowana bateria kondensatorów typu BKWTR zainstalowana w cementowni
Fot. 4. Filtr 3-ciej harmonicznej

Jest to tzw. filtr pasywny, budowany jako jednogałęziowy (eliminacja jednej harmonicznej) lub wielogałęziowy (eliminacja kilku harmonicznych).

Szczególnymi urządzeniami do kompensacji mocy biernej SN są urządzenia zbudowane w oparciu o energoelektronikę tzw. STACOM lub SVC. Dedykowane są sieciom o szybkozmiennym obciążeniom np. dźwigi, zgrzewarki, piece lukowe.

Firma Taurus-Technic posiada doświadczenie w dostawie również tego typu urządzeń.

W celu uzyskania szerszej wiedzy z zakresu kompensacji mocy biernej na poziomie SN zapraszamy do kontaktu.

mgr inż. Marek Sikora
Taurus-Technic Sp. z o.o.
ul. Szosa Gdańska 9
86-031 Osielsko k/Bydgoszczy
Tel.: +48 52 320 33 00
Fax: +48 52 320 33 50

Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top