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

Rozwiązania konstrukcyjne

Stanowiska baterii kondensatorów i dławików przeciwrezonansowych wykonano jako stanowiska napowietrzne. Zainstalowane urządzenia posadowiono na stalowych konstrukcjach wsporczych w ustawieniu niskim, a zajęty przez nie obszar oddzielono ogrodzeniem. Każda bateria kondensatorów tworzy układ podwójnej gwiazdy z wbudowanym przekładnikiem prądowym na połączeniu gwiazd. Kondensatory przynależne do jednej fazy są rozmieszczone na tym samym poziomie, a poszczególne fazy, usytuowane jedna nad drugą, tworzą układ pionowy, pozwalający na znaczne ograniczenie zajmowanego terenu.

Również dławiki ochronne dla poszczególnych faz ustawione są jeden nad drugim, aby nie zajmować niepotrzebnie miejsca. Wzajemne połączenia poszczególnych kondensatorów tworzących baterię zostały poprowadzone z wykorzystaniem izolatorów wsporczych przymocowanych do konstrukcji wsporczej baterii. Przykładowy układ konstrukcyjny stanowiska baterii  kondensatorów zademonstrowano na rysunku 2.

Rys. 2. Stanowisko baterii kondensatorów

Dla rozdzielni 15 kV przewidziano zabudowanie nowych budynków kontenerowych. Są to kontenery żelbetowe, prefabrykowane. Kontenery były dostarczane na poszczególne obiekty w postaci kilku modułów przeznaczonych do montażu na miejscu i wyposażenia w niezbędne instalacje. Każdy z kontenerów posiada piwnicę pełniącą funkcję kablowni umożliwiającej wprowadzenie kabli do pól rozdzielczych i zabudowanie przekładników ziemnozwarciowych. Rozmiar kontenera dla konkretnego
obiektu był uzależniony od liczby pól, w jakie wyposażona była rozdzielnia 15 kV.

Kable SN łączące transformatory mocy z rozdzielniami SN i rozdzielnie ze stanowiskami baterii kondensatorów poprowadzono, w zależności od indywidualnych możliwości terenowych każdego z obiektów i przewidywanych obciążeń, w ziemi, w kanałach kablowych bądź w przepustach.

Proces realizacji

Realizacja zadania polegającego na zabudowaniu baterii kondensatorów w wybranych stacjach elektroenergetycznych
nie należała do łatwych. Przede wszystkim prace należało prowadzić na czynnych obiektach, które ze względu na swoje znaczenie w systemie elektroenergetycznym nie mogły w żadnym razie ograniczać pełnionej przez siebie funkcji. Ponadto każda z wyposażanych w baterie kondensatorów stacji była poddawana niemal w tym samym czasie innym procesom modernizacyjnym, jak chociażby instalacja i rozbudowa systemów sterowania i nadzoru czy unowocześnianie układów chłodzenia transformatorów mocy. Kluczowe dla powodzenia zadania stało się więc odpowiednie skoordynowanie wszystkich realizowanych na poszczególnych obiektach prac.

Bardzo ważną rolę odegrały, organizowane przez PSE Operator SA w trakcie całego przedsięwzięcia, narady koordynacyjne, na których analizowano postęp prac, pojawiające się zagrożenia i ustalano zakres niezbędnych wyłączeń. Trzeba także zauważyć, że ze względu na zapewnienie poprawnej pracy systemu elektroenergetycznego, transformatory, do których miały zostać przyłączone baterie kondensatorów, mogły być wyłączane jedynie w nocy bądź podczas weekendów i oczywiście nie wszystkie jednocześnie. Był to czynnik, który z pewnością nie ułatwiał realizacji zadania, ale trudno sobie wyobrazić, by istniejąca sytuacja mogła zapewnić większy komfort wykonywania prac. Aby uniknąć przestojów z powodu braku możliwości wyłączenia transformatorów, prace należało tak prowadzić, aby czynności związane na przykład z wymianą zabezpieczeń transformatorów
czy też próbami funkcjonalnymi urządzeń, trafiały dokładnie podczas weekendu. Wymagało to oczywiście odpowiedniej koordynacji prac na danym obiekcie, ale także pomiędzy realizowanymi obiektami.

Uzyskane efekty

Przeprowadzone pomiary przebiegów prądów i napięć, zarówno chwilowych jak i w stanach ustalonych, a następnie okres eksploatacji potwierdziły wyniki wcześniejszych analiz teoretycznych. Baterie kondensatorów znacznie ograniczyły przepływy mocy biernej w danych węzłach sieciowych odciążając linie przesyłowe 220 i 400 kV, jak również miały wpływ na wartości napięć tych węzłów.