2tom330

9. URZĄDZENIA DO KOMPENSACJI MOCY BIERNEJ 662

Rys. 9.12. Wartości wyższych harmonicznych w prądzie dławika w funkcji kąta a opóźnienia wyzwalania tyrystorów łącznika

Kompensatory dużej mocy (ok. kilkudziesięciu Mvar) wykonuje się z kilku równolegle połączonych sekcji dławikowych. Sekcje te są sterowane w ten sposób, że tylko w jednej z nich kąt opóźnienia wyzwalania tyrystorów łączników jest zawarty w przedziale it/2 > a > 0. Pozostałe sekcje są albo wyłączane (a = n/2) albo załączane do ciągłego przewodzenia (a = 0). Wskutek tego tylko jedna sekcja generuje wyższe harmoniczne. Powoduje to zmniejszenie zawartości wyższych harmonicznych, a ponadto zwiększa pewność ruchową kompensatora umożliwiając wyłączenie z pracy w przypadku zwarć lub przeglądów tylko jednej sekcji.

Napięcie łączników tyrystorowych nie przekracza chwilowej wartości napięcia zasilania. W tego typu kompensatorach nie są groźne błędne załączenia łącznika, gdyż prądy są zawsze ograniczone przez dławiki. Kompensatory te umożliwiają zarówno płynną regulację kompensowanej mocy biernej, jak i realizację pełnej symetryzacji dzięki możliwości wywołania reaktancji indukcyjnej w gałęziach międzyfazowych. Kompensacja taka jest możliwa do realizacji wówczas, gdy B_L(0> > B_c.

Kompensatory wykonuje się na napięcia międzyfazowe do 1000 V z łączników nie wymagających szeregowego łączenia tyrystorów. W przypadku napięć wyższych przyłącza się je przez transformatory lub wykonuje w wersji wysokonapięciowej z łącznikami z szeregowo łączonych tyrystorów.

Ze względu na płynną zmianę parametrów oraz możliwość wywołania indukcyjnego charakteru susceptancji międzyfazowej kompensatory szczególnie dobrze współpracują z niesymetrycznymi odbiornikami o szybkozmiennych i niesymetrycznych obciążeniach biernych (np. piece łukowe). W kompensatorach mogą być wykorzystane baterie kondensatorów do poprawy współczynnika mocy, zainstalowane w sieciach o różnych napięciach w danym zakładzie.

Zmiana parametrów kompensatora w każdym boku trójkąta odbywa się w czasie od przejścia napięcia międzyfazowego przez wartość amplitudową (niezależnie od znaku napięcia) do przejścia napięcia przez zero. W układzie trójfazowym wymaga to dla wszystkich elementów międzyfazowych czasu odpowiadającego 7/12 okresu, czyli 11,7 ms. Jeżeli w pozostałej części okresu zostanie zrealizowany pomiar wielkości kompensowanej i obliczenie parametrów kompensatora, to pełny czas reakcji kompensatora jest równy 20 ms.

Kompensatory takie o nazwie fabrycznej L-SKIF produkuje Elektromontaż w Nowej Hucie.

9.5.5. Sterowanie nadążnymi statycznymi kompensatorami mocy biernej w zamkniętych układach regulacji

Zadaniem nadążnych kompensatorów jest ograniczenie wahań mocy biernej wywołanych pracą odbiorników „niespokojnych". Moc kompensatora nadążnego winna być równa amplitudzie składowej zmiennej obciążenia biernego. Składowa stała tego obciążenia może być kompensowana przez nieregułowane baterie kondensatorów (np. baterie filtrów wyższych harmonicznych prądu).

Rys. 9.13. Schemat blokowy typowego układu kompensacji mocy biernej za pomocą uniwersalnego kompensatora nadążnego

Na rysunku 9.13 przedstawiono schemat blokowy typowego układu kompensacji mocy biernej z kompensatorem nadążnym. Baterie kondensatorów pokrywają średnie zapotrzebowanie na moc bierną Q_c, zaś nadążny kompensator — zapotrzebowanie na składową zmienną mocy biernej odbiornika Q_k. W zamkniętym układzie regulacji mierzy się wielkość kompensowaną we wspólnym torze zasilającym odbiornik i kompensator. Sterownik S bezpośrednio steruje kompensatorem zmieniając jego parametry w odpowiedzi na sygnały wyjściowe regulatora R. Regulator dąży do utrzymania mierzonej wielkości kompensowanej na nieprzekroczonym zadanym poziomie.

Wielkością podlegającą stabilizacji w zamkniętym układzie regulacji może być moc bierna fazowa lub składowa bierna prądów' fazowych podstawowych harmonicznych.

Ten sam element kompensatora może mieć różną moc bierną w zależności od aktualnej wartości napięcia, natomiast susceptancje od niego nie zależą. Najczęściej wielkościami mierzonymi są zmiany susceptancji poszczególnych faz odbiornika i kompensatora. Susceptancje tc są określane jako stosunek składowych biernych podstawowych harmonicznych prądów sieci do odpowiadających im podstawowych harmonicznych napięć fazowych. Susceptancje charakteryzują odbiornik pod względem poboru mocy biernej i niesymetrii. Kompensacja polega na doprowadzeniu susceptancji fazowych do wartości zadanej, jednakowej dla każdej fazy. W tym celu należy uzyskać następujące susceptancje elementów międzyfazowych kompensatora:

B.iBk = —j(.B_a + B_b—B_c+B„)

Beck = -y (~ B_a + B„ + B_c+ BJ (9.93)

BcAk — —j(B_a—B_b+B_c+B„)

przy czym: B_A ,B_b,B_c—susceptancje fazowe, — susceptancja fazowa po kompensacji.

W zamkniętym układzie regulacji są mierzone zmiany (przyrosty) susceptancji fazowych. Następnie są one sumowane i zapamiętywane, a na ich podstawie — zgodnie z zależnością (9.93) — są określane aktualne parametry kompensatora.