|
|
|
Baterii de condensatoare
Bateriile de condensatoare (sunt), se monteaza obisnuit in instalatiile trifazate de medie tensiune ale statiilor coboratoare de 110 kV/MT in conexiune
stea cand sistemul energetic din zona prezinta regim deformant sub 5%; pentru
modificarea (reglajul) circulatiei de putere reactiva se folosesc una sau mai multe
trepte de puteri egale ce se comuta manual sau automat.
O instalatie de condensatoare este un ansamblu de instalatii electrice,
format din bateria de condensatoare, celulele de medie tensiune de alimentare,
cablurile de racordare si dulapurile de comanda si protectie. Bateria de condensatoare (sau baterie, treapta) este un ansamblu de unitati monofazate racordate intre ele electric si formeaza un sistem de conexiuni trifazate.
Un condensator (sau unitate) este un ansamblu format din unul sau mai multe elemente
asezate intr-o singura cuva si legate la bornele de iesire. Un element de condensator (sau element) este partea invizibila a unui condensator, formata din armaturi separate printr-un dielectric.
Prin nivel de izolatie al unei baterii de condensatoare se intelege o combinatie a valorilor tensiunilor de incercare la frecventa industriala si la impuls ce caracterizeaza aptitudinea izolatiei de a suporta solicitarile dielectrice intre bornele de iesire ale bateriei si partile metalice legate la pamant. Puterea nominala a condensatorului (Qc) este puterea reactiva la tensiunea nominala si la frecventa nominala, pentru care a fost realizat condensatorul. O celula generala de MT, este o celula de condensator, racordata direct la bornele principale ale statiei de distributie si destinata alimentarii unei baterii de condensatoare cu mai multe trepte de putere.
O celula de treapta de medie tensiune este o celula de condensator, racordata direct la bornele principale ale statiei de distributie si destinate alimentarii unei baterii de
condensatoare cu mai multe trepte.
In fig.6.1 sunt prezentate diferite scheme electrice de alimentare a bateriilor
de condensatoare pentru celule generale si de treapta.
1.1. Schemele electrice de alimentare si de conexiuni
ale bateriilor de condensatoare
Bateriile de condensatoare de medie tensiune (6, 10, 20 kV) pot fi cu una, doua sau maximum trei trepte, cu sau fara celula generala si sunt alimentate prin cablu de la celulele de condensator ale instalatiei de distributie de medie tensiune, cellule echipate cu diverse aparate, conform fig.6.1. Se foloseste sau nu celula generala functie de spatiul disponibil in cladirea statiei de distributie de medie tensiune si de rezultatul comparatiei tehnico-economice a celor doua variante. Celula generala poate avea celule de treapta echipate cu intreruptor (fig.6.1.a) sau contactor (fig.6.1.b,c).
Bateriile de condensatoare trifazate sunt de medie tensiune se amplaseaza obisnuit in exterior (cu exceptia cazului cand zona are grad ridicat de poluare) si conexiunea lor se face de obicei in dubla stea cu neutrele izolate fata de pamant, cu transformator de curent pe legatura dintre neutru (ce alimenteaza o protectie diferentiala impotriva defectelor interne din condensatoare), conform fig.6.2.a. Nu se realizeaza conexiunea in stea simpla a bateriilor de condensator (fig.6.2.b) deoarece la defecte interne in unitati nu poate fi asigurata protectia.3 Daca tensiunea unui condensator este inferioara tensiunii nominale a retelei, se conecteaza in serie pe faza mai multe unitati iar daca trebuiesc puteri mai mari
decat cele corespunzatoare unitatilor, acestea se conecteaza in paralel pe faza,conform fig.6.3
Fig.6.3. Schema de conexiuni a bateriilor de condensatoare
cu mai multe unitati pe faza
Pentru a folosi un numar redus de condensatoare se folosesc unitati monofazate de 100 kVAR cu care se realizeaza obisnuit puteri pana la 3 MVAR pe treapta la 6 si 10 kV si pana la 6 MVAR la 20 kV.
1.2. Alegerea si dimensionarea bateriilor de condensatoare
Bateriile de condensatoare se folosesc pentru compensarea puterii reactive. Dimensionarea bateriilor de condensatoare sunt si amplasarea lor se face pe baza analizei structurii sistemului energetic din zona, curbei de sarcina reactiva pe 24 ore si a masuratorilor armonicilor superioare, stabilindu-se daca bateria este cu o treapta sau cu mai multe trepte (la puteri de peste 1,2 MVAR). Daca in locul de amplasare sunt armonici de ordinul 5 si 7, proiectantul trebuie sa prevada viitoarea instalatie si cu filtre de armonici.
Conectarea, deconectarea si descarcarea automata a bateriilor este insotita
de fenomene tranzitorii.
Conectarea bateriilor de condensatoare produce un curent de soc. Daca curentul de soc este prea mare se creste lungimea cablurilor de racord. Socul de tensiune ce apare la conectarea bateriilor de condensatoare sunt trebuie sa fie mai mic cu 3% ca tensiunea nominala a retelei. Daca se depaseste limita admisa a socului de tensiune bateria trebuie sa functioneze in trepte. Bateriile de condensatoare se conecteaza numai daca sunt complet descarcate, deoarece in caz contrar pot apare suprapresiuni si supracurenti mari care pot sa deterioreze instalatia electrica si chiar sa perturbeze partial sistemul energetic.
Bateriile de condensatoare se prevad cu instalatii fixe de descarcare automata care sunt astfel dimensionate incat dupa maximum 5 min de la deconectare sa reduca tensiunea sub 50 V. Instalatia de descarcare este formata din infasurarile a doua transformatoare de tensiune bifazate legate in triunghi deschis si racordate direct la bornele bateriei de condensatoare.
Capacitatile condensatoarelor repartizate pe faza trebuie sa aiba o abatere
maxima de 10% daca puterea nominala este de pana la 3 MVAR si de maximum
5% daca puterea nominala este de peste 3 MVAR.
1.3. Instalarea bateriilor de condensatoare
Bateriile de condensatoare si conductoarele pentru alimentarea lor trebuie
sa aiba un nivel de izolatie corespunzator tensiunii instalatiei unde se monteaza.
Daca nivelul de izolatie al unitatilor este mai mic ca al bateriei (unitati in serie pe
faza), trebuie izolate suplimentar unitatile sau stativele.
Bateriile de condensatoare se monteaza obisnuit in exterior, cu imprejmuire cu panouri cu plasa din sarma a fiecarei trepte de putere (pentru a putea lucra la o treapta cand cealalta este in functie) si poarta cu blocaj electromagnetic, pe stavile metalice din otel, protejate impotriva coroziunii si fixate in fundatii de beton prin intermediul unor suporturi izolante ce realizeaza atat izolatia fazelor cat si cea fata de pamant. Stativele se leaga la centura de punere la pamant (direct daca stativul este neizolat sau printr-un cutit de legare la pamant daca stativul este izolat fata de pamant).
Condensatoarele trebuie descarcate (prin scurtcircuitarea bornelor cu o stanga izolata) masurate si apoi sortate pentru a realiza la montaj ramuri cat mai echilibrate.
Montarea condensatoarelor se face obisnuit in pozitie verticala, pe stative in locuri fara vibratii sau socuri, cu legaturi la aparate din bare rigide de aluminiu sau conductoare flexibile de otel-aluminiu si legaturi intre ele din conductoare flexibile pentru ca bornele sa nu fie solicitate. Cuvele condensatoarelor se leaga galvanic cu stativele metalice in carcasele aparatelor din incinta, cutiile terminale ale cablurilor si imprejmuirea metalica a bateriei se leaga la priza de pamant a bateriei (situata in exteriorul incintei si legata la priza statiei). Daca este prevazuta de fabricant protectia condensatoarelor de radiatie solare, se executa un parasolar din material usor, rezistent la foc si intemperii. In incinta se mai monteaza transformatoarele de masura si instalatia de descarcare automata. Pentru protectia bateriei contra supratensiunilor atmosferice, amplasamentul bateriei trebuie sa fie in zona de protectie a statiei.
In interior, bateriile de condensatoare se monteaza de asemenea pe stative metalice fixate in pardoseala. Incaperea unde se instaleaza condensatoarele trebuie prevazuta cu ventilatie naturala, cu goluri de admisie si evacuare. Daca ventilatia naturala nu este satisfacatoare se realizeaza ventilatie mecanica.
Bateria de condensatoare trebuie montata intr-o incapere uscata, protejata
contra incendiului si exploziilor, fara gaze agresive si neexpusa temperaturilor
ridicate. Bateria trebuie amplasata astfel incat sa nu fie expusa luminii directe
solare, prin ferestre. Daca incaperea are lungimea de peste 10 m trebuie prevazuta
cu usi la ambele capete.
1.4. Intretinerea si exploatarea bateriilor de condensatoare
Conectarea la retea a bateriilor de condensatoare incarcate poate produce supratensiuni si supracurenti si ca urmare este admisa conectarea lor numai in stare
complet descarcata iar dupa deconectare de avarie, conectarea este admisa numai dupa inlaturarea cauzelor ce au produs deconectarea.
Cand urmeaza a se efectua lucrari la baterie, dupa descarcarea automata trebuie facuta si descarcarea suplimentara de 5 s cu stanga izolata si scurcircuitarea bornelor condensatorului.
In timpul functionarii trebuie efectuat zilnic controlul vizual al bateriei urmarind zgomotele, scurgerile de dielectric ca si bombarea cuvei. Un condensator defect trebuie scurtcircuitat cu un conductor ce leaga bornele si cuva, conductor ce se pastreaza si in timpul transportului.
Condensatoarele nu prezinta pericol de incendiu dar prezinta pericol de explozie si ca urmare amplasarea lor langa caile cu circulatie frecventa trebuie evitata. Lucrarile la instalatia de condensatoare se executa cu intreruperea totala a tensiunii. In timpul cat bateria de condensatoare nu este conectata la retea trebuie legata la pamant (prin cutite sau scurtcircuitoare).
