Kapacitivna kompenzacija

Kompenzacija jalove moči, dosežena z dodatnim kapacitivnim bremenom, se imenuje kapacitivna kompenzacija. Ta vrsta nadomestila je tradicionalna za vlečne postaje AC v Ruski federaciji, kjer je na ta način mogoče bistveno povečati učinkovitost opreme in zmanjšati izgube.

Na primer, prepustnost železniškega električnega prometa se močno poveča zaradi kapacitivne kompenzacije jalove moči, to je z uporabo kondenzatorskih blokov. In ker se omrežna napetost tako ali drugače spremeni, je treba kondenzatorske baterije prilagoditi. Kapacitivna kompenzacija je lahko vzdolžna, prečna in vzdolžno-prečna, kar bo podrobneje opisano v nadaljevanju besedila.

Bočna kapacitivna kompenzacija — KU

Kapacitivna stranska kompenzacija se nanaša na zmanjšanje komponente jalovega toka zaradi priključitve dodatnega vira jalove moči neposredno na breme. Kondenzatorske banke po meri ne vključujejo le kondenzatorjev, temveč tudi reaktorjizaporedno ali vzporedno povezani s kondenzatorji. Stopenjske naprave omogočajo izklapljanje in vklapljanje posameznih stopničk kondenzatorja ali celo spreminjanje sheme povezovanja naprave.

Regulirane kondenzacijske enote z reaktorji

Če je krmiljeni reaktor priključen vzporedno na kondenzatorsko baterijo, bo skupna jalova moč takšne kondenzatorske naprave enaka razliki med jalovo močjo reaktorja in kapacitivnostjo. Zlasti, če je jalova moč kondenzatorske baterije enaka reaktivni moči reaktorja, potem elektrarna kot celota sploh ne bo proizvajala jalove moči.

S prilagoditvijo parametrov reaktorja in ustreznim zmanjšanjem njegove moči se poveča jalova moč, ki jo ustvari celotna kondenzatorska baterija. Stanje reaktorja se uravnava s prilagajanjem nasičenosti jekla magnetnega kroga, ko je prečno ali vzdolžno magnetizirano z enosmernim tokom. Danes se prečni odklon reaktorjev ne uporablja več zaradi neekonomičnosti tega pristopa.

Danes so skoraj povsod v omrežjih, od 35 kV, regulirani reaktorji tiristorji… Velikost toka reaktorja od nič do nominalne vrednosti se v takšnih tokokrogih nastavi preko kota vžiga tiristorjev. Ta način krmiljenja reaktorjev je precej zanesljiv, čeprav vključuje s prisotnostjo višjih harmonikov, ki jih je treba odpraviti s filtri z lihimi harmoniki.

Za zmanjšanje napetosti, s katero delujejo tiristorji, se uporablja reaktorski transformator ali pa sta kondenzatorska banka in vezje s tiristorji povezana preko padajočega transformatorja (avtotransformatorja).

Na sliki je prikazan diagram statičnega tiristorskega kompenzatorja s skupino reaktorjev, ki je krmiljen s tiristorji in ima filtrirna kompenzatorska vezja. Na splošno kompenzator vključuje:

• enofazna tiristorsko-reaktorska skupina, ki omogoča gladko regulacijo jalove moči;

• filtrsko-kompenzacijsko vezje, ki služi kot filter z višjimi harmoniki in vir jalove moči;

• Nizkoprepustni filter, ki zmanjša uničujoč učinek resonančnih pojavov za tiristorski kompenzator.

Poleg tega statični kompenzator vključuje krmilni in zaščitni sistem, ki ga sestavljajo tiristorski bloki za krmiljenje in relejno zaščito ter tiristorski hladilni modul.

Enote s stopenjsko regulacijo

Inštalacija stopenjske regulacije vključuje več odsekov, tako da je po potrebi za prilagoditev toka, napetosti ali jalove moči možno odklopiti ali priklopiti enega ali drugega odseka. Naprava vsebuje kondenzatorsko baterijo, reaktor, gasilno vezje in glavno stikalo.

Najpomembnejša stvar pri načrtovanju kondenzatorskega modula s stopenjsko regulacijo je pravilna organizacija omejevanja prenapetosti in tokov v trenutkih priključitve in odklopa odsekov. Prehodni procesi so dejavnik zmanjšane zanesljivosti tovrstnih naprav.

Vzdolžna kapacitivna kompenzacija — UPC

Za zmanjšanje vpliva induktivne komponente vlečnega omrežja in transformatorja na napetost odjemnikov toka električnih lokomotiv se uporabljajo vzdolžne kapacitivne kompenzacijske naprave, to je kondenzatorji, ki so z njimi zaporedno povezani.

V vlečnih transformatorskih postajah v Rusiji so vzdolžne kompenzacijske naprave nameščene v sesalnih vodih, kjer te instalacije povečajo napetost, pomagajo odpraviti učinke faznega napredovanja ali zamika, spodbujajo napetostno simetrijo pri enakih tokovih v krakih, znižajo napetostni razred opreme in na splošno poenostavi načrt namestitve.

Slika prikazuje enega od teh odsekov. Tu se prek kondenzatorjev in upora prek tiristorskega stikala napetost napaja v nizkonapetostna navitja dveh zaporedno povezanih transformatorjev. Visokonapetostna navitja teh transformatorjev so povezana v nasprotnih smereh. V trenutku kratkega stika se napetost na kondenzatorjih napeljave poveča. In takoj, ko napetost doseže nastavljeno raven, se tiristorsko stikalo odpre, oblok se takoj vžge v razelektrilnik in nadaljuje z gorenjem, dokler se vakuumski kontaktor ne zapre za delček sekunde.

Takšne nastavitve pomagajo zmanjšati nihanje napetosti v odjemnikih toka in naredijo napetosti vodil simetrične. Pomanjkljivosti vključujejo težje pogoje delovanja kondenzatorjev, v zvezi s katerimi tovrstne naprave zahtevajo ultra hitro zaščito. Najbolje je, da CPC uporabljate skupaj s KU.