Baterii de condensatoare
Bateriile de condensatoare (şunt), se montează obişnuit în instalaţiile trifazate de medie tensiune ale staţiilor coborâtoare de 110 kV/MT în conexiune stea când sistemul energetic din zonă prezintă regim deformant sub 5%; pentru modificarea (reglajul) circulaţiei de putere reactivă se folosesc una sau mai multe trepte de puteri egale ce se comută manual sau automat.
O instalaţie de condensatoare este un ansamblu de instalaţii electrice, format din bateria de condensatoare, celulele de medie tensiune de alimentare, cablurile de racordare şi dulapurile de comandă şi protecţie. Bateria de condensatoare (sau baterie, treaptă) este un ansamblu de unităţi monofazate racordate între ele electric şi formează un sistem de conexiuni trifazate. Un condensator (sau unitate) este un ansamblu format din unul sau mai multe elemente aşezate într-o singură cuvă şi legate la bornele de ieşire. Un element de condensator (sau element) este partea invizibilă a unui condensator, formată din armături separate printr-un di electric.
Prin nivel de izolaţie al unei baterii de condensatoare se înţelege o combinaţie a valorilor tensiunilor de încercare la frecvenţă industrială şi la impuls ce caracterizează aptitudinea izolaţiei de a suporta solicitările dielectrice între bornele de ieşire ale bateriei şi părţile metalice legate la pământ. Puterea nominală a condensatorului (Qc) este puterea reactivă la tensiunea nominală şi la frecvenţa nominală, pentru care a fost realizat condensatorul. O celulă generală de MT, este o celulă de condensator, racordată direct la bornele principale ale staţiei de distribuţie şi destinată alimentării unei baterii de condensatoare cu mai multe trepte de putere. O celulă de treaptă de medie tensiune este o celulă de condensator, racordată direct la bornele principale ale staţiei de distribuţie şi destinate alimentării unei baterii de condensatoare cu mai multe trepte.
în fig.6.1 sunt prezentate diferite scheme electrice de alimentare a bateriilor de condensatoare pentru celule generale şi de treaptă.
1.1. Schemele electrice de alimentare şi de conexiuni ale bateriilor de condensatoare
Bateriile de condensatoare de medie tensiune (6, 10, 20 kV) pot fi cu una, două sau maximum trei trepte, cu sau fără celulă generală şi sunt alimentate prin cablu de la celulele de condensator ale instalaţiei de distribuţie de medie tensiune, celule echipate cu diverse aparate, conform fig.6.1. Se foloseşte sau nu celulă generală funcţie de spaţiul disponibil în clădirea staţiei de distribuţie de medie tensiune şi de rezultatul comparaţiei tehnico-economice a celor două variante. Celula generală poate avea celule de treaptă echipate cu întreruptor (fig.6.1.a) sau contactor
Bateriile de condensatoare trifazate şunt de medie tensiune se amplasează obişnuit în exterior (cu excepţia cazului când zona are grad ridicat de poluare) şi conexiunea lor se face de obicei în dublă stea cu neutrele izolate faţă de pământ, cu transformator de curent pe legătura dintre neutru (ce alimentează o protecţie diferenţială împotriva defectelor interne din condensatoare), conform fig.6.2.a. Nu se realizează conexiunea în stea simplă a bateriilor de condensator (fig.6.2.b) deoarece la defecte interne în unităţi nu poate fi asigurată protecţia.
Dacă tensiunea unui condensator este inferioară tensiunii nominale a reţelei, se conectează în serie pe fază mai multe unităţi iar dacă trebuiesc puteri mai mari decât cele corespunzătoare unităţilor, acestea se conectează în paralel pe fază,
conform fig.6.3.
Pentru a folosi un număr redus de condensatoare se folosesc unităţi monofazate de 100 kVAR cu care se realizează obişnuit puteri până la 3 MVAR pe treaptă la 6 şi 10 kV şi până la 6 MVAR la 20 kV.
1.2. Alegerea şi dimensionarea bateriilor de condensatoare
Bateriile de condensatoare se folosesc pentru compensarea puterii reactive.
Dimensionarea bateriilor de condensatoare şunt şi amplasarea lor se face pe baza analizei structurii sistemului energetic din zonă, curbei de sarcină reactivă pe 24 ore şi a măsurătorilor armonicilor superioare, stabilindu-se dacă bateria este cu o treaptă sau cu mai multe trepte (la puteri de peste 1,2 MVAR). Dacă în locul de amplasare sunt armonici de ordinul 5 şi 7, proiectantul trebuie să prevadă viitoarea instalaţie şi cu filtre de armonici.
Conectarea, deconectarea şi descărcarea automată a bateriilor este însoţită de fenomene tranzitorii.
Conectarea bateriilor de condensatoare produce un curent de şoc. Dacă curentul de şoc este prea mare se creşte lungimea cablurilor de racord.
Şocul de tensiune ce apare la conectarea bateriilor de condensatoare şunt trebuie să fie mai mic cu 3% ca tensiunea nominală a reţelei. Dacă se depăşeşte limita admisă a şocului de tensiune bateria trebuie să funcţioneze în trepte.
Bateriile de condensatoare se conectează numai dacă sunt complet descărcate, deoarece în caz contrar pot apare suprapresiuni şi supracurenţi mari care pot să deterioreze instalaţia electrică şi chiar să perturbeze parţial sistemul energetic.
Bateriile de condensatoare se prevăd cu instalaţii fixe de descărcare automată care sunt astfel dimensionate încât după maximum 5 min de la deconectare să reducă tensiunea sub 50 V. Instalaţia de descărcare este formată din înfăşurările a două transformatoare de tensiune bifazate legate în triunghi deschis şi racordate direct la bornele bateriei de condensatoare.
Capacităţile condensatoarelor repartizate pe fază trebuie să aibă o abatere maximă de 10% dacă puterea nominală este de până la 3 MV AR şi de maximum 5% dacă puterea nominală este de peste 3 MVAR.
1.3. Instalarea bateriilor de condensatoare
Bateriile de condensatoare şi conductoarele pentru alimentarea lor trebuie să aibă un nivel de izolaţie corespunzător tensiunii instalaţiei unde se montează. Dacă nivelul de izolaţie al unităţilor este mai mic ca al bateriei (unităţi în serie pe fază), trebuie izolate suplimentar unităţile sau stativele.
Bateriile de condensatoare se montează obişnuit în exterior, cu împrejmuire cu panouri cu plasă din sârmă a fiecărei trepte de putere (pentru a putea lucra la o treaptă când cealaltă este în funcţie) şi poartă cu blocaj electromagnetic, pe stavile metalice din oţel, protejate împotriva coroziunii şi fixate în fundaţii de beton prin intermediul unor suporturi izolante ce realizează atât izolaţia fazelor cât şi cea faţă de pământ. Stativele se leagă la centura de punere la pământ (direct dacă stativul este neizolat sau printr-un cuţit de legare la pământ dacă stativul este izolat faţă de pământ).
 |
| Baterie de condensatoare într-o staţie electrică exterioară |
Fig.6.5. Baterie de condensatoare într-o staţie electrică exterioară
Condensatoarele trebuie descărcate (prin scurtcircuitarea bornelor cu o ştangă izolată) măsurate şi apoi sortate pentru a realiza la montaj ramuri cât mai echilibrate.
Montarea condensatoarelor se face obişnuit în poziţie verticală, pe stative în locuri fără vibraţii sau şocuri, cu legături la aparate din bare rigide de aluminiu sau conductoare flexibile de oţel-aluminiu şi legături între ele din conductoare flexibile pentru ca bornele să nu fie solicitate. Cuvele condensatoarelor se leagă galvanic cu stativele metalice în carcasele aparatelor din incintă, cutiile terminale ale cablurilor şi împrejmuirea metalică a bateriei se leagă la priza de pământ a bateriei (situată în exteriorul incintei şi legată la priza staţiei). Dacă este prevăzută de fabricant protecţia condensatoarelor de radiaţie solare, se execută un parasolar din material uşor, rezistent la foc şi intemperii. în incintă se mai montează transformatoarele de măsură şi instalaţia de descărcare automată. Pentru protecţia bateriei contra supratensiunilor atmosferice, amplasamentul bateriei trebuie să fie în zona de protecţie a staţiei.
în interior, bateriile de condensatoare se montează de asemenea pe stative metalice fixate în pardoseală. încăperea unde se instalează condensatoarele trebuie prevăzută cu ventilaţie naturală, cu goluri de admisie şi evacuare. Dacă ventilaţia naturală nu este satisfăcătoare se realizează ventilaţie mecanică.
Bateria de condensatoare trebuie montată într-o încăpere uscată, protejată contra incendiului şi exploziilor, fără gaze agresive şi neexpusă temperaturilor ridicate. Bateria trebuie amplasată astfel încât să nu fie expusă luminii directe solare, prin ferestre. Dacă încăperea are lungimea de peste 10 m trebuie prevăzută cu uşi la ambele capete.
1.4. întreţinerea şi exploatarea bateriilor de condensatoare
Conectarea la reţea a bateriilor de condensatoare încărcate poate produce supratensiuni şi supracurenţi şi ca urmare este admisă conectarea lor numai în stare complet descărcată iar după deconectare de avarie, conectarea este admisă numai după înlăturarea cauzelor ce au produs deconectarea.
Când urmează a se efectua lucrări la baterie, după descărcarea automată trebuie făcută şi descărcarea suplimentară de 5 s cu ştangă izolată şi scurcircuitarea bornelor condensatorului.
în timpul funcţionării trebuie efectuat zilnic controlul vizual al bateriei urmărind zgomotele, scurgerile de di electric ca şi bombarea cuvei. Un condensator defect trebuie scurtcircuitat cu un conductor ce leagă bornele şi cuva, conductor ce se păstrează şi în timpul transportului.
Condensatoarele nu prezintă pericol de incendiu dar prezintă pericol de explozie şi ca urmare amplasarea lor lângă căile cu circulaţie frecventă trebuie evitată. Lucrările la instalaţia de condensatoare se execută cu întreruperea totală a tensiunii.
în timpul cât bateria de condensatoare nu este conectată la reţea trebuie legată la pământ (prin cuţite sau scurtcircuitoare).
Trimiteți un comentariu