Układy do kompensacji mocy biernej w abonenckich stacjach transformatorowych są już od dawna bardzo rozpowszechnionym rozwiązaniem. Najbardziej rozpowszechnionymi urządzeniami stosowanymi urządzeniami montowanymi w stacjach są baterii kondensatorów lub dławików (mimo co raz więcej zyskujących popularność statycznych generatorów mocy biernych, o których pisaliśmy w innym naszym artykule). O stosowanym typie urządzenia decyduje charakter pobieranej mocy biernej: czy ona jest indykcyjna czy pojemnościowa odpowiednio. Jednocześnie w bateriach kondensatorów niekiedy stosowane są również dławiki, mające już zupełnie inną funkcję w porównaniu do onych w bateriach dławikowych.
1. Baterie dławików kompensacyjnych.
Jak wynika z nazwy w bateriach dławików są stosowane tzw. dławiki kompensacyjne. Najczęściej baterie dławików są stosowane na obiektach z długimi liniami kablowymi (szczególnie w przypadku występowania okresów z bardzo małym obciążeniem), urządzeniami UPS lub oprawami oświetleniowymi LED. Sam dławik kompensacyjny przedstawia sobą (i przypomina wyglądem) transformator. Podstawowymi elementami dławika są rdzeń (wykonany ze blachy elektrotechnicznej) oraz nawijane na niego uzwojenie z drutu bądź profilu miedzianego. Jeden koniec uzwojeń zakończony jest zaciskami, a drugi łączy się w gwiazdę z punktem neutralnym. Uzwojenia dławików zazwyczaj poddawane są impregnacji próżniowej. Njaważneijszym parametrem dławika kompensacyjnego, jak i baterii w całości jest wytwarzana moc bierna.
2. Dławiki ochronne.
Dławiki ochronne z kolei stosowane są w bateriach kondensatorów i pełnią funkcję ochronną, polegającą na zabezpieczeniu kondensatorów przed oddziaływaniem podwyższonej wartości skutecznej prądów harmonicznych. Prądy te są skutkiem odbiorów nieliniowych, które są źródłami prądów i napięć harmonicznych. Kondensatory stosowane w układach kompensacji mocy biernej są przystosowane do pracy w sieci z częstotliwością 50Hz i posiadają ograniczoną wytrzymałość prądową. Budowa dławika ochronnego podobna jest do budowy dławika kompensacyjnego, ale w tym przypadku zaciski po jednej stronie podłączane są po stronie sieci, a z drugiej do kondensatora. Takie podłączenie sprawia, że wraz z kondensatorem dławik stwarza filtr dolnoprzepustowy LC – tzn. taki, który tłumi wszystkie prądy o częstotliwości harmonicznej powyżej tzw. częstotliwości granicznej (w przypadku dławików częstotliwość ta zwana jest częstotliwością rezonansową). Dlatego dławiki należy dobierać w zależności od tego jakiego rzędu harmoniczne należy filtrować. Jednym z podstawowych parametrów dławika ochronnego jest współczynnik tłumienia p, który oblicza się zgodnie z poniższym wzorem:
Gdzie:
– fn – częstotliwość sieci w Hz,,
– fr – częstotliwość rezonansowa w Hz.
Najbardziej rozpowszechnionymi wartościami współczynnika p są 7% i 14%, co odpowiada częstotliwościom rezonansowym wynoszącym w przybliżeniu 189 Hz i 134 Hz. Przy takich częstotliwościach dławiki pozwalają na skuteczną filtrację składowych harmonicznych powyżej czwartej i trzeciej odpowiednio. Ważnym jest pamiętać, że stosowanie dławików ochronnych obniża rzeczywistą moc bierną baterii kondensatorów, co należy uwzględniać przy doborze elementów onej.
Ze swojej strony EG System gwarantuję, że w przypadku gdy Państwo zwrócicie się do nas z potrzebą doboru rozwiązania w zakresie kompensacji mocy biernej – zostanie to wykonane na najwyższym poziomie z użyciem najlepszej wiedzy naszych specjalistów.
Autor: Radosław Ciemniewski
Dyrektor Działu Technicznego firmy EG System Sp. z o.o. Sp. k.