3.11 Dimensionarea bateriei de condensatoare Pentru compensarea factorului de putere se vor folosi baterii de condensatoare amplasate de joasa tensiune legate la tabloul general din postul de transformare. 1.Puterea reactiva totala Q BC a bateriei de condensatoare:
Q BC =
P c ⋅ (tg ϕ nat − tg ϕ N ) 1 + pc ⋅ tg ϕ N
unde P este puterea ceruta totala a consumatorului , la nivelul de tensiune la care se face compensarea puterii reactive, la factorul de putere natural , caruia ii corespunde ϕnat ; tg ϕ c
pc - pierderile specifice in condensatoarele de putere. In lipsa unor date concrete , se −3 poate considera pc = 3,5 ⋅10 KW/Kvar;
ϕ - tangenta unghiului corespunzatoare factorului de putere pana la care se face tg ϕ N compensarea puterii reactive , egal de obicei cu cel neutral , cos ϕ N = 0,92 , pentru care
ϕ N tg ϕ
= 0, 426
.
S ck _ total = 125,16 KWA
cosϕ nat
=
cosϕ nat
cos ϕ N ϕ N tg ϕ
P ck _ total = 89,14 KW
P ck _ total S ck _ total = 0,70
ϕnat tg ϕ
= 1,020
= 0,92
= 0,426
pc = 3,5 ⋅10 −3 KW/KVA Qbc =
Qbc
P ck _ total ⋅ (tg ϕ nat − tg ϕ N )
= 52,87
1 + pc ⋅ tg ϕ N
Qbc
=
89,14 ⋅ (1,020 − 0,426) 1 + 0,0035 ⋅ 0,426
= 52,87
KVar
KVar
2.Treapta fixa a bateriei de condensatoare se alege astfel incat sa compenseze puterea reactiva la mersul in gol al unui singur transformator, conform relatiei:
Qc 0
≤
S Tn
= 63
Qc 0
= 0,2 ⋅ S Tn = 12,6
Qc 0
0,2 ⋅ S Tn kvar
(kvar)
≤ 12,6
(kvar)
(kvar)
3. Alegerea tipului de condensator se face pe baza datelor caracteristice din tabelul 1,principlele conditii fiind ca tensiunea nominala a condensatorului U cn sa fie cel putin egala cu tensiunea retelei U r , iar condensatoarele sa fie de top trifazat: U cn
≥U r ;
; m=3
Caracteristicile nominale ale condensatoarelor de JT fabricate in Romania Tabelul 1 C nf Qcn U cn Tipul Nr. De faze m condensatorului kvar V µF CU-0,50-15-1 15 500 193 1 CU-0,50-15-3 15 500 64 3 CS-0,50-15-1 15 500 193 1 CS-0,50-15-3 15 500 64 3 Obs: CU- cu ulei mineral; CS- cu ulei sintetic
Caracteristicile condensatorului sunt : CU-0,50-15-3
Qcn
= 15
U cn
= 500
C nf
F = 64 µ
kvar V
m=3 (faze) 4. Puterea reactiva reala a unui condnsator , care functioneaza la o tensiune a retelei diferita de cea nominala a acestuia , este data de relatia:
Qcr = Qcn ⋅ (
U r U cn
) = 9,6 2
(kvar) ,
Ceea ce conduce la observatia ca marimea fizica ce ramane constanta , atunci cand condensatorul functioneaza la diferite tensiuni , este cap acitatea(nominala) acestuia.
U r = 400 V Qnc
= 15
U nc
= 500
kvar V
Nr faze=m m=3; Qcr
= 9,6
(kvar)
5. Se determina numarul total de condensatoare ale bateriei
Q Bc Qcr
n Bc =
n Bc
= 5,507
n Bc
=6
Parantezele drepte avand semnificatia de parte intreaga , precum si numarul de condensatoare incluse in treapta fixa
Q Bc 0 Qcr
n Bc 0 =
n Bc 0
= 1,131
C f
F = 64 µ
→ 1 treapta, si 2 trepte comutabile
6. Diferenta dintre numarul total n Bc de condensatoare si numarul de condensatoare alocate treptei fixe n Bc 0 , se repartizeaza pe un numar de trepte n BT ∈{3, 4,5} , de obicei inegale , pentru a mari flexibilitatea bateriei de condensatoare in ceea ce priveste puterea reactiva compensate. Ponderile treptelor comutabile ale bateriei de condensatoare pot fi proportionale cu numerele {1,2,2} sau {1,4,4} , in cazul a 3 trepte sau cu numerele {1,2,2,4,4}, in cazul a 5 trepte , ceea ce mareste numarul de combinatii posibile .
7. Curentul de linie al treptei j a bateriei de condensatoare , independent de conexiunea utilizata , este dat de relatia : I lcj =
Q cj 3 ⋅ U ln
=
ncj ⋅ Qcr 3 ⋅ U ln
=
1 ⋅ 9,6 ⋅1000 3 ⋅ 400
= 13,85
A
In care Qcj este puterea reactiva a treptei j, avand ncj condensatoare , U ln tensiunea de linie.
8. Amplitudinea curentului de conectare a treptei j se determina cu relatia:
I mcc
=
2
⋅ I lcj 1 +
S sc
⋅ 1000 = 767,57 Qc
Pentru ca avem o valoare mai mare de 10 I ln vom folosi formula de calcul: I mcc
= 10 ⋅ I lcj
I mcc
= 138,564
(A)
9. Curentul de serviciu I st al releelor termice , pentru protectia condensatoarelor impotriva curentilor de suprasarcina , se alege din conditia:
1,3 ⋅ I lc 1,3 I lc ÷ = [17.098 − 28,497] k srM k t ° k sr min k t °
I st ∈
Astfel incat dupa alegerea curentului de serviciu dintre valorile posibile se efectueaza reglajul releului termic cat mai aproape de valoarea : I rt
= 1,3 ⋅ I lc = 18,005
10. Contactorul pentru comutatia treptelor bateriei de condensatoare trebuie sa aiba curentul nomina conform relatiei: I kn
≥ 1,4 I lc ≥ 19,39
11.Siguranta fuzibila pentru protectia la scurtcircuit a treptelor bateriei de condensatoare se alege in baza setului de conditii dupa cum urmeaza:
I Fn
≥ I lc ≥13,85;
I Fn
≥
I Fn
≥ k tf I rt = 1,004 ⋅18.005 = 18.077;
I Mcc 2,5
≥
767,57 2,5
≥ 307.03;
In care k tf ∈{2,5 MPR ;3 medPR } reprezinta factorul de multiplicare asigurand selectivitatea protectiei dintre releul termic si siguranta fuzibila , dupa cum aceasta din urma este de tip cu mare respective cu medie putere de rupere. 12.Conductele electrice pentru circuitele treptelor bateriei de condensatoare se aleg pe baza unor conditii similare cu cele de la instalatiile de forta , dintre care unele se refera la intensitatea de curent admisa iar altele la sectiunea conductoarelor: 1,4 I lc
I cadm
≥
I Cadm
≥
I Cadm
≥
s
≥ s min
s
≥
K I rt 1,5
≥
1,4 ⋅13,85 1,053
≥ 18,414
≥ 27.0075
I Fn 3 ≥ 1,5
I Mcc J adm
≥
767,57 35
≥ 21.93;
Cu aceleasi semnificatii ale marimilor de calcul ca la instalatiile electrice de forta. 13.Pentru coloana de alimentare a tabloului de compensare (TC) de penta fuzibila de care pleaca circuitele pentru fiecare din treptele bateriei de condensatoare , se ia in considerare o echipare cu sigurante fuzibile , la capatul amonte (la TG) si cu separator , la capatul aval. 14.Siguranta fuzibila de pe coloana TC se alege pe baza urmatorului ansamblu de conditii: I Fn
≥ I lBc ≥
I Fn
≥
I McTM 2,5
6 ⋅ 9,6 ⋅1000 3 ⋅ 400 + I ic ( n −1) ≥
≥ 83,14;
767,57 2,5
≥ 307,03;
→ MPR 630/400 in care I lBc reprezinta curentul de linie al intregii baterii de cond ensatoare; I McTM - curentul maxim de conectare al treptei celei mai mari a bateriei; I lc ( n −1) -curentul de linie al celorlalte (n-1) trepte ,inclusive cea fixa;
I FnTM -curentul nominal al celui mai mare fuzibil , prevazute pe circuitele
bateriei avand pozitia k la sirul curentilor nominali ai fuzibilelor; 15.Separatorul de pe intratea TC se alege in baza conditiei:
I Qn
≥ I lBc ≥ 83,14
→SP100 16.Conducta electrica din compunerea coloanei de alimentare a TC se alege pe baza urmatorului set de conditii: I Cadm
≥
I Cadm
≥
s
≥ s min
s
≥
1,4 ⋅ I lBc K I Fn
≥
1,4 ⋅ 83,14 1,053
≥ 110,54;
≥ 133,33;
3 ≥ 1,5;
I McTM
+ I c ( n −1)
J adm
→3FY70+FY50
≥
767,57 35
≥ 21,93