Systemy kontroli i sterowania w sieciach elektroenergetycznych
112
Dopuszcza się następującą wartość współczynnika mocy:
,
gdzie:
P – moc czynna pobierana w węźle odbiorczym,
Q – moc bierna pobierana w węźle odbiorczym,
f
– kąt przesunięcia fazowego.
Aby możliwe było utrzymanie wartości napięcia w wymaganych
granicach, konieczne jest stosowanie odpowiednich urządzeń.
Kontroli i zmiany wartości napięcia w sieciach elektroenergetycznych
dokonuje się przy użyciu transformatorów z przekładnią zmienną
pod obciążeniem, natomiast kompensacji mocy biernej
wykorzystując:
• baterie kondensatorów uruchamiane (zazwyczaj ręcznie) u końco-
wych odbiorców energii lub w głównych punktach zasilania,
• słabo obciążone linie elektroenergetyczne WN,
• generatory synchroniczne – czyli główne źródła mocy biernej
w systemie (także silniki synchroniczne u odbiorców końcowych),
• zaawansowane urządzenia energoelektroniczne – nadążne kom-
pensatory statyczne.
Występowanie mocy biernej bierze się z praw fizyki, dlatego nie jest
czymś złym, jednak dąży się do tego, aby ograniczyć jej przepływ.
Dodatkowo nie można całkowicie zrównoważyć mocy biernej, ponie-
waż wtedy mogłoby dojść do wystąpienia niekorzystnego zjawiska
rezonansu. Ponadto całkowite skompensowanie takiej mocy w jednym
punkcie sieci nie ograniczyłoby jej całkowicie w innych częściach sieci,
ponieważ nawet elementy sieciowe przyczyniają się do jej powstawa-
nia (pulsowania).
x x x
Elastyczny system przesyłowy prądu przemiennego
Elastyczny system przesyłowy prądu przemiennego FACTS (z ang.
Flexible Alternating Current Transmission Systems
) to rozwiązanie
składające się z urządzeń statycznych stosowanych do przesyłu
energii elektrycznej z wykorzystaniem prądu przemiennego. Inna
definicja mówi, że FACTS bazuje m.in. na wyposażeniu energo-
elektronicznym oraz statycznym, sterującym jednym lub wieloma
parametrami przesyłu energii w sieciach prądu przemiennego,
w celu usprawnienia zarządzania siecią i zwiększenia jej przepu-
stowości (zdolności przesyłowej). W takich systemach zmniejsza
się koszty oraz zwiększa efektywność przesyłu energii elektrycznej,
dzięki dostarczaniu do sieci potrzebnej mocy biernej indukcyjnej
lub pojemnościowej.
x x x
Kompensatory statyczne
Podstawowymi cechami tyrystorowych kompensatorów statycznych
jest ich niezawodność, szybkość działania oraz dynamika zmian.
Dzięki sprawności pracy są one czymś więcej, niż wprowadzeniem
dodatkowego źródła mocy biernej. Te urządzenia można stosować,
aby w sposób nadążny móc poprawiać parametry jakościowe przesy-
łanej energii.
Kompensatory statyczne są wykorzystywane do:
• regulacji napięcia,
• kompensacji mocy biernej,
• poprawy współczynnika mocy,
• tłumienia kołysań mocy.
Można je podzielić ze względu na sposób włączania do sieci na: sze-
regowe oraz równoległe. Zazwyczaj w sieciach stosowane są transfor-
matory obniżające napięcie, a układy tyrystorowe znajdują się po jego
niskiej stronie. Ponieważ kompensatory mają dostarczać duże ilości
mocy biernej, to po obniżeniu napięcia sieciowego po niskiej stronie
transformatora płyną bardzo duże prądy, zatem konieczne jest użycie
bardzo grubych przewodów.
Przykłady możliwych do wykorzystania kompensatorów statycznych
włączanych szeregowo:
• statyczny synchroniczny kompensator SSSC (z ang.
Static Synchro-
nous Series Compensator
),
• tyrystorowo sterowany kondensator TCSC (z ang.
Thyristor-Con-
trolled Series Capacitor
) – przez zmianę kąta załączania cewki połą-
czonej równolegle z kondensatorem możliwe jest płynne zmienianie
reaktancji, która z założenia jest pojemnościowa,
• tyrystorowo sterowana cewka TCSR (z ang.
Thyristor-Controlled
Series Reactor
),
• tyrystorowo załączany kondensator TSSC z (ang.
Thyristor-Switched
Series Capacitor
) – szeregowy bank do kompensacji mocy biernej
indukcyjnej,
• tyrystorowo załączana cewka TSSR (z ang.
Thyristor-Controlled
Series Reactor
) – szeregowy bank cewek.
Kompensatory, w których następuje sterowanie tyrystorowe (z ang.
thyristor-controlled), polegają na tym, że wartość ich indukcyjności lub
pojemności może być płynnie regulowana przez kierowanie kątem
załączenia tyrystora. Trzeba jednak podkreślić, że w przypadku kon-
densatora nie można dokonywać takiego płynnego załączania, ponie-
waż mogą wtedy pojawiać się bardzo duże impulsy napięcia. Dlatego
też w kompensatorach, które mają niejako stanowić dodatkową reak-
tancję pojemnościową, zazwyczaj steruje się kątem uruchamiania
cewki, połączonej równolegle z kondensatorem.
rys. K. Billewicz (2)
Rys. 1. Model kompensatorów szeregowych TSSC i TCSC
Rys. 2. Model kompensatorów szeregowych TSSR i TCSR
