Baterii de condensatoare pentru îmbunatatirea factorului de putere

BATERII DE CONDENSATOARE PENTRU ÎMBUNATATIREA FACTORULUI DE PUTERE

Prin baterie de condensatoare se intelege ansamblul de condensatoare legate intre ele si utilizate in retelele electrice de distributie pentru reducerea consumului propriu tehnologic .

Bateriile de condensatoare sunt constituite fie din unitati monofazate conectate in dubla stea cu neutrul izolat fata de pamant, fie din unitati trifazate .

La bateriile realizate cu unitati monofazate, acestea se leaga electric in paralel pentru a obtine puterea reactiva necesara si in serie pentru a obtine tensiunea necesara.

Clasificarea bateriilor

a)     dupa amplasament :

Ø     exterioare ;

Ø     interioare .

b)     dupa locul de montare :

Ø     de statie ;

Ø     de post ;

Ø     de linie ;

c)     dupa tensiunea nominala a retelei :

Ø     de 6 kV ;

Ø     de 10 kV ;

Ø     de 20 kV .

d)     bateriile comutabile se clasifica astfel :

Ø     nefractionate , cu o singura treapta de putere ;

Ø     fractionate cu mai multe trepte de puteri egale .

e)     dupa modul de comutare :

Ø     manuale sau automate .

Caracteristici tehnice

Puterile recomandate pentru treptele bateriilor de condensatoare din statii sunt urmatoarele :

Ø     3 MVAr pentru bateriile de 6 si 10 kV ;

Ø     1,2 MVAr ; 1,8 MVAr ;2,4 MVAr ;si 4,8 MVAr pentru bateriile de 20 kV .

puterea max a bateriilor de condensatoare necomutabile prin posturi nu trebuie sa depaseasca 20% din puterea nominala a trafo .

in posturile de transformare se pot monta baterii de condensatoare numai daca trafo sunt incarcate peste 30 % din puterea lor nominala .

Aceste conditii se impun pentru evitarea incalzirii trafo si a supracompensarii retelei de distributie .

Conditii de functionare

bateria de condensatoare trebuie sa suporte timp nelimitat o supratensiune de 1,1 Un cu conditia nedepasirii tensiunii maxime admise de condensatoare.

Abaterea maxima a capacitatilor pe faza a bateriilor trebuie sa fie :

Ø     0 la +10% pentru baterii pana la 3 MVAr inclusiv ;

Ø     0 la +5% pentru bateriile peste 3 MVAr .

Factorul deformant al undei de tensiune in nodul de retea unde se instaleaza bateria trebuie sa fie de max 5%.

Bateria de condensatoare trebuie sa suporte in functionare un curent de max 1,3 In. Tinand seama de toleranta de capacitate de 1,1 Cn , curentul maxim posibil pentru baterie poate fi de 1,43 In.

Aparatajul de comanda, protectia si racordurile bateriilor de condensatoare trebuie dimensionate pentru a suporta in functionare continua un curent de 1,43 In.

Categoria de temperatura uzuala pentru bateriile de condensatoare exterioare este de--30¤C/+40¤C iar pentru bateriile de condensatoare interioare este de - 10 ¤C/+40 ¤C.

Bateriile de condensatoare din posturi si linii se protejeaza cu sigurante fuzibile .

Curentul nominal al fuzibilelor sigurantelor trebuie sa fie de cel putin  1,5 - 2 In al bateriei protejate .

Bateriile de condensatoare din statii se prevad, de regula, cu urmatoarele protectii :

Ø     protectie maximala de curent ;

Ø     protectie maximala de tensiune ;

Ø     protectie minima tensiune ;

Ø     protectie diferentiala de curent .

Orice baterie de condensatoare trebuie prevazuta cu dispozitiv de descarcare conectat nemijlocit intre bornele sau barele bateriei, capabil sa reduca tensiunea reziduala sub 50 V in max 5 min la statii si linii si sub40 V in max 1 min la posturi , atunci cand bateria este separata de instalatia de alimentare. Acest dispozitiv poate fi realizat cu rezistente, bobine de reactanta sau trafo de tensiune.

Celulele de condensator trebuie prevazute cu CLP interblocate cu poarta imprejmuirii bateriei.

Stativele metalice izolate fata de sol trebuie prevazute cu CLP , care vor fi inchise pe durata lucrarilor ce se efectueaza in incinta bateriei .

Distanta dintre cuve trebuie sa fie 150 - 200 mm.

SIGURANTE FUZIBILE DE ÎNALTA

TENSIUNE

Sigurantele fuzibile de inalta tensiune sunt aparate de conexiune si protectie destinate a intrerupe circuitul in care sunt conectate, intrerupand astfel si curentul, cand acesta depaseste o valoare data .

Sigurantele fuzibile de inalta tensiune sunt formate , in principal , din urmatoarele elemente

componente :

Ø     Ansamblul purtator, compus dintr-un soclu si un element portfuzibil ;

Ø     Element de inlocuire, constand din partea sigurantei ce cuprinde elementul fuzibil care poate fi inlocuit dupa functionarea sigurantei inaintea reconectarii ei in circuit .

Ø     Unele sigurante dispun in plus de un indicator care are rolul de a semnala functionarea sigurantei.

Sigurantele fuzibile de inalta tensiune se clasifica in :

a)     dupa felul instalatiei in care sunt montate :

Ø     de interior ;

Ø     de exterior .

b)     dupa numarul de poli :

Ø     monopolare ;

Ø     multipolare .

c)     dupa elementul protejat :

Ø     pentru trafo de forta ,

Ø     pentru trafo de masura .

Elementele fuzibile, denumite patroane, pot avea diferite forme constructive . Cele mai uzuale sunt patroanele formate dintr-un tub de portelan in care se gaseste un fir fuzibil inconjurat cu nisip de cuart.

Sigurantele fuzibile de inalta tensiune se simbolizeaza dupa cum urmeaza :

a)pentru protectia trafo de forta :

Ø     sigurantele de interior se noteaza :SFI (cu patron FI pentru tensiune de 6 - 20 kV) si SFIn ( cu mare putere de rupere si cu patron Fin pentru tensiunea de 6 - 20 kV) ;

Ø     sigurantele de exterior se noteaza : SFE (cu patron FE - 6 -20 kV) si SFEn cu mare putere de rupere ( cu patron FEn - 6-20kV ).

b) pentru protectia trafo de tensiune :

Ø     sigurantele de interior se noteaza SFIT-6-20kV ;

Ø     sigurantele de exterior se noteaza :SFET si SFETn .

Caracteristicile principale care determina alegerea sigurantelor fuzibile de inalta tensiune sunt:

Ø     tensiunea nominala - este valoarea tensiuni pentru care au fost dimensionate siguranta si fuzibilul, in functie de care se determina conditiile de incercare si tensiunea de servici ;

Ø     curentul nominal - este curentul la care atat soclul cat si fuzibilul rezista timp indelungat fara ideteriorari si fara a depasi incalzirea permisa

Ø     curentul de rupere - este curentul de scc pe care siguranta il poate inrerupe la o anumita tensiune de restabilire ;

Ø     caracteristica timp - curent (caracteristica de topire) - este curba ce reprezinta durata de functionare, in functie de valoarea efectiva a curentului .

Exploatarea sigurantelor fuzibile de inalta tensiune

În cazul arderii unui patron fuzibil se interzice inlocuirea lui inainte de a stabili si elimina cauza care a provocat arderea .

Se interzice inlocuirea patroanelor fuzibile arse cu improvizatii sau cu patroane avand alte caracteristici. Patroanele arse se vor inlocui numai cu patroane similare.

Înlocuirea patroanelor arse la sigurantele care protejeaza TT se va face numai dupa ce se va stabili ca sunt in stare de functionare , deoarece fuzibilele nu sunt sensibile la scc la bornele de j.t. ale acestor trafo .

Se interzice scoaterea sau introducerea patroanelor in contactele sigurantei cand circuitul este sub sarcina.

În cazul celulelor de interior care nu sunt prevazute cu separatoare , inlocuirea patroanelor arse se va efectua numai cu ajutorul clestilor electroizolanti si cu utilizarea echipamentului de protectie prevazut de NPM .

ECHIPAMENTUL POSTURILOR DE TRANSFORMARE

Un post de transformare alimentat in bucla de la o retea de medie tensiune in cablu, a carui schema se prezinta in figura 1.26, cuprinde:

a) Celulele de medie tensiune avand diverse variante de echipare functie de destinatia circuitului pe care-l materializeaza. Pot fi celule de linii (celula 1 de sosire si celula 2 de plecare), de transformator (celulele 3 si 4), de masura (celula 5) etc.;

b) Transformatoarele de putere m₁ si m₂ de tip TTU-NL (transformator trifazat in ulei, cu circulatie naturala a uleiului si racire naturala cu aer) avand de obicei conexiunea Dy_n - 5, care permite un dezechilibru al sarcinii de aproximativ 30%, cu tensiunea secundara de 0,4kV, cu posibilitati de reglaj a tensiunii in lipsa sarcinii, pe partea de medie tensiune, de 5%. Transformatorul reprezinta echipamentul principal al unui post de transformare fiind si cel mai scump.

Fig.1.26 Schema electrica de conexiuni a unui post de transformare cu doua transforma-

toare.

c) Separatoarele a₃, ,a₄ , a₅ , si a₆, de tip STI (separator trifazat de interior), permit o separare vizibila a circuitelor fata de barele colectoare, avand rolul de a proteja personalul de exploatare. Pentru a nu se permite deschiderea separatoarelor in sarcina, acestea pot fi prevazute cu dispozitive de blocare mecanica sau electrica, care permit deschiderea acestora numai cand intreruptorul circuitului respectiv este deschis.

d) Separatorul a₂, de tip STIP, este prevazut si cu cutite de punere la pamant ce se inchid cand este necesar a efectua lucrari de intretinere si reparatii pe linia respectiva.

e) Separatorul de sarcina a₁, de tip STIS, are in plus si rolul de intreruptor pentru curentii nominali ai circuitului. Este echipat suplimentar cu cutite de rupere si o camera de stingere a arcului electric din material gazogen, avand o putere de rupere maxima de 7MVA.

f) Sigurantele fuzibile de medie tensiune e₁ si e₂, de tip SFI (sigurante fuzibile de interior), cu mare putere de rupere, destinate protectiei impotriva curentilor de scurtcircuit, pot inlocui intreruptorul in retelele cu puteri de scurtcircuit de pana la 1000MVA.

g) Sigurantele fuzibile de medie tensiune e₃, de tip SFIT, servesc pentru protejarea transformatorului de tensiune.

h) Transformatorul de tensiune f₅, de tip TIRB (transformator de tensiune bifazat, pentru montaj interior, cu izolatie din rasini de turnare), serveste la masurarea tensiunii si pentru instalatia de protectie prin relee (alimentarea bobinelor de tensiune).

i) Transformatoarele de curent f₁ si f₂ de medie tensiune, de tip CIRS (transformator de curent tip suport, cu izolatie din rasini turnate pen-tru montaj interior), utilizate pentru masurarea curentului, puterii si a energiei electrice si pentru instalatia de protectie prin relee (alimentarea bobinelor de curent).

j) Barele colectoare din aluminiu, cu sectiune dreptunghiulara, montate pe izolatoare din portelan tip suport.

k) Tabloul general care contine toate aparatele de comutatie si protectie de joasa tensiune aferente circuitelor de sosire si plecare din tablou.

Circuitele de sosire in tabloul general de la transformatoarele de putere sunt echipate cu:

1⁰ Întreruptoarele automate a₉ si a₁₀ de tip OROMAX. Protectia la suprasarcina si scurtcircuit se realizeaza cu acelasi declansator fabricat in doua variante:

* declansatorul tip H cu actiune temporizata la suprasarcina si instantanee la scurtcircuit;

* declansatorul tip Ksi cu caracteristica de protectie in trei trepte, primele doua fiind cu temporizare, iar a treia instantanee.

2⁰ Separatoarele a₇ si a₈ cu actionare manuala de tip STI.

3⁰ Transformatoarele de curent f₃ si f₄, de tip CIT (transformator de curent tip trecere, cu izolatie din bachelita, pentru montaj interior), utilizate pentru masurare si pentru protectie.

Cupla longitudinala a₁₁ este constituita dintr-un intreruptor automat OROMAX ce poate fi prevazut si cu instalatie AAR.

Circuitele de plecare din tabloul general utilizeaza pentru actionare intreruptoare cu parghie sau maneta, intreruptoare pachet, contactoare electromagnetice sau intreruptoare automate de tip USOL sau OROMAX. Pentru protectia impotriva curentilor de scurtcircuit se folosesc sigurantele fuzibile cu filet, sigurantele fuzibile cu mare putere de rupere MPR si declansatoarele electromagnetice ale intreruptoarelor automate, iar pentru protectia impotriva curentilor de suprasarcina, releele si declansatoarele termice.

Protectia transformatoarelor de putere se face la supracurenti de natura externa (suprasarcini sau scurtcircuit) si la defecte interne cu ajutorul releelor de gaze Buchholz. Protectia impotriva curentilor de scurtcircuit, pe partea de medie tensiune, se realizeaza cu ajutorul sigurantelor fuzibile de medie tensiune, iar pe partea de joasa tensiune cu ajutorul declansatoarelor electromagnetice ale intreruptoarelor automate. Protectia impotriva suprasarcinilor de durata se face cu ajutorul declansatoarelor termice ale intreruptoarelor automate.

În cazul receptoarelor la care nu pot aparea suprasarcini, cum sunt cele de iluminat, in locul intreruptoarelor automate se pot utiliza sigurante fuzibile cu mare putere de rupere, ele comportandu-se satisfacator la eventualele scurtcircuite pe barele de joasa tensiune. Protectia trebuie astfel reglata, incat sa se asigure selectivitatea intre intrerupatorul automat sau sigurantele fuzibile de joasa tensiune si sigurantele fuzibile de medie tensiune.

Pentru imbunatatirea factorului de putere, la barele de joasa tensiune ale tabloului de distributie se leaga baterii de condensatoare (k₁ si k₂) cu conexiunea in triunghi, prevazute cu aparate de conectare si protectie.