Statyczne źródła mocy biernej – baterie kondensatorów SN i WN jako narzędzia do poprawy warunków pracy sieci elektroenergetycznych

Baterie kondensatorów przyłączone do uzwojeń wyrównawczych transformatorów mocy

Prace przygotowawcze i projektowe

Bezpośrednią realizację zadania poprzedziły pomiary parametrów sieci, głównie zawartości harmonicznych w napięciu i prądzie, mające na celu dobór odpowiednich filtrów chroniących baterie kondensatorów przed szkodliwym wpływem harmonicznych i efektem rezonansu.

Następnie przyszedł czas na opracowanie projektów. Trzeba oczywiście zauważyć, że inwestycja nie ogranicza się tylko do ustawienia samej baterii. Aby móc przyłączyć ją do transformatora potrzebna jest rozdzielnia SN o odpowiednich parametrach, pozwalających na łączenie dużych pojemności. Nie można także zapomnieć o specyfice zabezpieczeń baterii i ich współpracy z pozostałymi elementami systemu elektroenergetycznego.

W przypadkach, gdzie wcześniej uzwojenia wyrównawcze transformatorów nie były wykorzystywane, pojawiła się potrzeba wymiany zabezpieczeń różnicowych transformatorów tak, aby ochroną objęte były także uzwojenia wyrównawcze.

Odrębne zagadnienie stanowił dobór kabli łączących transformator z rozdzielnią SN i rozdzielnię ze stanowiskiem baterii. Możliwości przesyłowe kabli musiały uwzględniać dopuszczalne wg normy przeciążenia baterii, a przewidywane trasy musiały zapewniać właściwe odprowadzenie ciepła wydzielającego się w kablach podczas przepływu prądu. Stąd też w niektórych przypadkach konieczne było zaprojektowanie kanałów kablowych z wymuszoną wentylacją.

Instalowanie baterii kondensatorów w takim rozwiązaniu jak to miało miejsce w opisywanych przypadkach wiąże się nieuchronnie z potrzebą koordynacji dostaw dużej ilości urządzeń i materiałów, często o bardzo indywidualnym charakterze i wyszukanych właściwościach. Trzeba znaleźć spełniających wysokie wymagania dostawców, a następnie zapewnić realizację zamówienia w oczekiwanym czasie. To dość skomplikowane zagadnienie logistyczne udało się zrealizować dzięki coraz bogatszej ofercie rynkowej i znaczącym wysiłku projektantów, polegającym na proponowaniu, wszędzie tam gdzie było to możliwe, kilku równoważnych kierunków dostaw.

Zastosowane urządzenia i ich parametry techniczne

Rozdzielnice SN
W większości przypadków ze względu na poziom napięcia uzwojeń wyrównawczych transformatorów, zastosowano rozdzielnice 15 kV z izolacją gazową SF6.

Wyłącznik zastosowany w polach, do których przyłączone są baterie kondensatorów ma specjalną budowę polegającą na szeregowym połączeniu dwóch komór. W ten sposób uzyskuje się gwarancję poprawnego działania podczas łączenia dużych pojemności.

Przykładowy schemat układu baterii przyłączonej do trzeciego uzwojenia transformatora za pośrednictwem rozdzielni 15 kV przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1. Schemat przyłączenia baterii kondensatorów do transformatora 400/110 kV

Kondensatory
W bateriach zastosowano kondensatory jednofazowe, dwuizolatorowe, w wykonaniu napowietrznym typu Phafo firmy VISHAY z Niemiec. Kondensatory są wyposażone w wewnętrzne urządzenia rozładowcze obniżające napięcie na zaciskach po wyłączeniu do poziomu 75 V w czasie 10 min oraz wewnętrzne bezpieczniki zwijek. W poszczególnych stacjach elektroenergetycznych zabudowano baterie o mocach przedstawionych w tabeli 1.

Dławiki ochronne
W bateriach 15 kV zastosowano bezrdzeniowe dławiki ochronne o stopniu tłumienia 7% (częstotliwość rezonansowa fr = 189 Hz) w wykonaniu napowietrznym. Dławiki wykonane są przez firmę Trench.