1 Cuprins Capitolul 1Soluii tehnice de compensare a puterii reactive ...................................................................... 3 1.1.Factorul de putere i implicaiile energetic .................................................................................. 3 1.2. Cauzele scderii factorului de putere, respectiv a creterii consumului de putere reactiv............. 7 1.3.Efectele compensarii locale a puterii reactive ................................................................................ 11 1.4. Compensarea natural a puterii reactive ........................................................................................ 14 1.5.Compensarea puterii reactive utiliznd surse artificiale................................................................. 16 Capitolul 2Determinarea necesarului de putere reactiv ......................................................................... 19 2.1 Generalitai ....................................................................................................................................... 19 2.2. Determinarea puterii reactive i a tipului de surs .......................................................................... 21 2.3.Alegerea locului de amplasare a surselor de reactiv ...................................................................... 25 2.4. Sistem monofazat compensare parial ....................................................................................... 26 2.5. Sistem trifazat compensare total i parial ............................................................................... 27 2.6. Compensarea instalaiilor cu ajutorulbateriilor de condensatoare ............................................... 30 Capitolul 3Proiectarea instalaiilor de compensare a factorului de putere.............................................. 31 3.1. Generaliti ...................................................................................................................................... 31 3.2. Probleme de rezonan ................................................................................................................... 36 3.2.1.Creteri de tensiune datorate instalaiilor de reglare cu condensatori ................................... 37 3.2.2. Vrfuri de curent la cuplare ...................................................................................................... 39 3.3. Echipament dezacordat ................................................................................................................. 42 3.4.Masuri de tehnic securitaii .......................................................................................................... 53 3.5. Instalaii de condensatoare pentru mbuntirea factorului de putere ........................................ 56 Capitolul .4Instalaia de compensare automata a factorului de putere. Model practic .......................... 61 4.1.Generalitai ..................................................................................................................................... 61 4.2. Cutie metalic .................................................................................................................................. 64 4.3. Contactoare...................................................................................................................................... 67 4.4. Regulatorul automat ........................................................................................................................ 70 4.5 Sigurane automate .......................................................................................................................... 73 2 4.6 Condensatoare .................................................................................................................................. 76 4.7 Msurtori efectuate n cadrul instalaiei ........................................................................................ 81 Bibliografie .................................................................................................................................................. 88 3 Capitolul 1Soluii tehnice de compensare a puterii reactive n domeniul energiei electrice, una din cile de reducere a pierderilor de putere i energie o reprezintmbuntireafactoruluideputereigospodrireajudicioasaenergieireactiven sistemulelectroenergetic.Unfactordeputereridicatreducecirculaiadeputerereactivdin centraleleelectricespreconsumatori,micorndpierderiledeenergieelectricpnlaunnivel minimdeterminatdeconsumultehnologicpropriu.Seobineastfelocreterearandamentelor instalaiilor de transport, tranformare si distribuie a energiei electrice, a siguranei de funcionare i o mai bun utilizare a reelei electrice prin reducerea puterii aparente cu care este ncrcat. 1.1. Factorul de putere i implicaiile energetic Fie un circuit simplu, liniar, alctuit din elementele de circuit ideale R, L, C legate n serie, la bornele cruia se aplic tensiunea sinusoidal . Curentul prin circuit este:

(1.1)

)(1.2) Sarcini rezistive, sarcini inductive, sarcini capacitive Fie elementele simple de circuit ideale rezistor cu rezistena R, bobin cu inductivitatea L si reactana inductiv XL=eL, condensator cu capacitatea C si reactana capacitiv XC=1/eC. Dac laborneleacestoraseaplicotensiunesinusoidal ,cureniiprinceletrei elementedecircuitsunt ,nfazcutensiunea,(t-, defazatnurmatensiuniicuunghiult/2, ,defazatnaintea tensiunii cu unghiul t/2 - figura 1.1. 4 Figura 1.1 Termenul

se numete impedana circuitului. Curentul este n faz cu tensiunea, dac circuitul are un caracter rezistiv, reactana sa fiind nul eL=1/eC; este defazat n urma tensiunii, dac circuitul are caracter inductiv, reactana inductiv fiind mai mare dect cea capacitiv, eL> 1/eC; respectiv este defazat naintea tensiunii, dac circuitul are caracter capacitiv, reactana inductiv fiind mai mic dect cea capacitiv eL 0,92. O instalaie de reglare a puterii reactive se poate proiecta simplu i precis, dac se folosete una din metodele prezentate n continuare. Exemplul 1: Compensarea unui consum de 750 kVA de la cos1 = 0,7 la cos2 = 0,95 Rezultat: Reducerea puterii aparente= (750 kVA - 553 kVA) / 750 kVA = 26%Reducerea pierderilor la transmisie= (1083A2 - 798A2) / 1083A2 = 46% Prin compensarea de la cos 1 = 0,7 la cos 2 = 0,95 poate fi transmis o putere activ cu 26 % mai mare iar pierderile prin transmisie se micoreaz cu 46 %. Instalaia de reglare nefiltrat cu condensatori este recomandabil atunci cnd: a) se exploateaz muli consumatori diferii; b) se modific n permanen consumatorii; Valori calculate:fr compensarecu compensare Puterea aparentS1=750kVA Factorul de puterecos 1=0,7 Curentul aparentI1=750kVA/\3/400V=1083A Puterea activ rezultat PP=S1xcos 1=525kW 525kW Factorul de putere imbunataitcos 2=0,95 Puterea aparent redusS2=525kW/0,95=553kVA Curentul aparent redusI2=553kVA/\3/400V=798A 33 c) puterea redresoarelor nu reprezint mai mult de 20 % din puterea total a consumatorilor. Regulatorul de putere reactiv are rolul s comande astfel instalaia de reglare cu condensatori, ncat s se cupleze sau s se decupleze succesiv puterea reactiv corespunztoare necesarului variabil de curent reactiv. Datorit unui program de optimizare, instalaia de reglare reacioneaz mai rapid la abateri mari ntre valoarea impus i cea existent, i mai lent la abateri mici, pentru a se evita aparitia unor comutri oscilante. Alegerea instalaiilor corespunztoare de reglare cu condensatori trebuie astfel efectuat nct s se ating cos dorit la valoarea medie a puterii. n funcie de puterea fiecarei instalaii se alege o instalaie de reglare cu pn la 12 trepte, dei, de obicei, 6 trepte sunt suficiente. La instalaiile mici i cele de mrime mijlocie de pn la cca 150 kvar, se ncearc meninerea preului ct mai jos posibil prin utilizarea a ct mai puine aparate de comutare; este posibil i prin conectarea de condensatori cu puteri diferite (de exemplu secvena de reglare1 : 2 : 2 : 2 ) Fig. 3.1: Principiul compensrii curentului reactiv cu o instalaie de reglare cu condensatori. S2=P2 + Q2cos = P / S 34 P=U I cos =S cos Q=U I sin =S sin Fig. 3.2: Diagrama puterilor pentru o instalaie de consumatori, necompensat i compensat Fig. 3. 3: Reea de consumatori cu o instalaie central de reglare cu condensatori. Exemplul 2: Calculul puterii reactive Q [kVAr] plecnd de la P [kW] Tabelul 3.1 Cos 0,80 0,82 0,84 0,86 0,88 0,90 0,92 0,94 0,96 1,00 Coeficientul K 0,204,15 4,20 4,26 4,36 4,42 4,48 4,54 4,61 4,90 0,253,12 3,18 3,23 3,33 3,39 3,45 3,51 3,58 3,88 0,302,42 2,48 2,53 2,65 2,70 2,76 2,82 2,89 3,18 0,351,93 1,98 2,03 2,14 2,19 2,25 2,31 2,38 2,68 0,401,54 1,60 1,65 1,76 1,81 1,87 1,93 2,00 2,29 0,500,98 1,04 1,09 1,14 1,20 1,25 1,31 1,37 1,44 1,73 0,520,89 0,95 1,00 1,05 1,11 1,16 1,22 1,28 1,35 1,64 35 0,540,81 0,86 0,92 0,97 1,02 1,08 1,14 1,20 1,27 1,56 0,560,73 0,78 0,84 0,89 0,94 1,00 1,05 1,12 1,19 1,48 0,580,66 0,71 0,76 0,81 0,87 0,92 0,98 1,04 1,11 1,41 0,600,58 0,64 0,69 0,74 0,80 0,85 0,91 0,97 1,04 1,33 0,620,52 0,57 0,62 0,67 0,73 0,78 0,84 0,90 0,97 1,27 0,640,45 0,51 0,56 0,61 0,67 0,72 0,78 0,84 0,91 1,20 0,660,39 0,45 0,49 0,55 0,60 0,66 0,71 0,78 0,85 1,14 0,680,33 0,38 0,43 0,49 0,54 0,60 0,65 0,72 0,79 1,08 0,700,27 0,33 0,38 0,43 0,49 0,54 0,60 0,66 0,73 1,02 0,720,22 0,27 0,32 0,37 0,43 0,48 0,54 0,60 0,67 0,97 0,740,16 0,21 0,26 0,32 0,37 0,43 0,48 0,55 0,62 0,91 0,780,05 0,11 0,16 0,21 0,27 0,32 0,38 0,44 0,51 0,80 0,800,05 0,10 0,16 0,21 0,27 0,33 0,39 0,46 0,75 0,820,05 0,10 0,16 0,22 0,27 0,33 0,40 0,70 0,840,05 0,11 0,16 0,22 0,28 0,35 0,65 0,860,06 0,11 0,17 0,23 0,30 0,59 0,880,06 0,11 0,17 0,25 0,54 0,900,06 0,12 0,19 0,48 0,920,06 0,13 0,43 36 cos initial = 0,64; cos dorit = 0,90; coeficientul K = 0,72 puterea P = 300 kW puterea reactiva Q = P x K = 300 x 0,72 = 216 kVA 3.2. Probleme de rezonan n reelele industriale moderne trebuie s se ia n considerare un procent mai mare sau mai mic de armonici. La utilizarea de instalaii de reglare cu condensatori i / sau condensatori de compensare fix n reele de exploatare cu o component de putere la invertoare mai mare de 20 % din puterea total, se pot produce fenomene periculoase de rezonan. Dac se consider puterea instalat de condensatori n corelaie cu inductivitile reelei (reactana inductiv a transformatorului) atunci se observ c acestea formeaz, privind dinspre partea de joasa tensiune, un circuit oscilant paralel cu frecvena rezultan proprie fR. Dac aceast frecvena proprie corespunde perfect cu o armonic a reelei, atunci circuitul oscilant paralel va fi atacat de ctre aceasta. Prin aceasta se ajunge la fenomene de suprasolicitare i, posibil, de defectare. De aceea, este necesar ca nainte de a stabili dimensionarea unei instalaii de reglare cu condensatori i a treptelor acesteia i / sau a condensatorilor de compensare fix, sa se efectueze mai ntai, din motive de tehnica securitii, o verificare a posibilelor situaii de rezonan. Puterile de compensare critice la armonici de reea de ordinul v pot fi determinate dup cum urmeaz: QC s Strafo x 100 / v2 / uK [var] corespunde la

] uK = tensiunea de scurtcircuit a transformatorului [%] 37 Fig.3.4: Schema simplificat pentru situatia de rezonan la instalaii de condensatori i / sau condensatori de putere. 3.2.1.Creteri de tensiune datorate instalaiilor de reglare cu condensatori n practic se mai ntlnesc creteri de tensiune datorate condensatorilor. Acestea mai apar numai n cazul n care se conecteaz la reea o putere de compensare fix neobisnuit de mare. Creterea de tensiune depinde atunci, n mod destul de apropiat, de raportul dintre puterea condensatorilor i puterea transformatorului:

De exemplu: Strafo = 630 kVA, uK = 6 %, QC = 250 kvar A U = 250 x 6 / 630 = 2,38 % pentru UN = 400 V9,5 V Condensatori de putere (Detalii n E04-01 E/04) Prin condensatori de putere se neleg unitile trifazate, de obicei conectate n triunghi, care se utilizeaz exclusiv pentru mbunatirea cos n reelele de consumatori. Aceastcapacitate rezult din puterea reactiv ce trebuie compensat. A U = QC uK / Strafo [%]( 3.1) 38 Ex: Condensator de putere trifazat 50kvar/400 V/50 Hz

(3.2)

(3.3) Tolerane de capaciti i de putere: Conform VDE 0560 Cap. 46 i IEC 831 - 1 i 831 - 2 sunt valabile urmatoarele linii directoare: - pentru instalaii de condensatori pn la 100 kvar : -5 la +15 % (ESTA 5 %) - pentru instalaii de condensatori peste 100 kvar:0 la +10 % (ESTA + 5 %) La condensatorii trifazai trebuie ca raportul ntre valoarea maxim si minim a capacitaii masurate ntre racordurile la reea sa nu depaeasc 8 %. Factorul de pierderi: La condensatorii de putere DUCATI, factorul de pierderi n dielectric este < 2,5 x 10-4. Suprasarcina la condensatorii DUCATI: Tensiune:1,1 x UN8 h zilnic 1,15 x UN30 min. zilnic 1,2 x UN5 min. 1,3 x UN1 min. 39 Curent pentru condensatorii de putere DUCATI este admisibil 1,3 ori curentul nominal. Descarcare: DIN VDE 0560 Cap. 46 Paragraful principal 4 spune c fiecare unitate condensator i / sau baterie trebuie s fie echipat cu un dispozitiv auxiliar pentru descarcare. Cu ajutorul acesteia trebuie ca orice unitate s se descarce, n decurs de max. 3 minute (180 secunde), de la valoarea limit existent anterior ( x UN) la 75 V sau mai puin . Pentru aceasta pot fi folosite att rezistene cu o putere corespunztoare ct i bobine. Valoarea rezistenei pentru rezistenele de descrcare la condensatorii de putere trifazai se determin cu urmatoarea formula: RA s 180 / CN / ln(UN /75) [O] (3.4) si P > UN2 / RA [W](3.5) Ex: Condensatori de putere trifazati 50 kvar, 400V, 50Hz RA s 180 / 331,5 x 106 (ln (\2 x 400) - ln 75) = 268,7 kO P > 4002 / 268700 = 0,6 WTimpul de descarcre la condensatorii Ducati < 1 minut. 3.2.2. Vrfuri de curent la cuplare La instalaiile de reglare cu condensatori, contactorii sunt mai solicitai, n mod semnificativ, la cuplarea treptelor de condensatori. Aceasta se ntmpl datorit cuplrii n paralel cu treptele de condensatori deja cuplate. La cuplarea unei noi trepte de condensatori, curentul de comutare este amortizat numai n mic 40 msur de ctre conductoarele de legatur relativ scurte i de pierderile reduse ale condensatorului. De aceeatrebuie ca, funciedecondiiileconstructivesseia n calcul un vrf de curent la cuplare de pn la de 200 x IC. Domeniul de temperatur: Temperatura aerului de rcire uK este temperatura aerului de rcire msurat n condiii de funcionare n punctul cel mai cald, de exemplu ntre condensatori. Definirea claselor de temperatur conform VDE 0560 Cap. 46 i CIE Publ. 831 Tabelul 3.2 Limita sup. a clasei de Temp. [ 0C] Temp. de racire Medie pe 1 h maxima admisibilaMedie pe 24 h [0C ] Medie pe1 an 40403020 45454030 50504535 Temperatura limit inferioar omin este cea mai mic temperatur n punctul cel mai rece al suprafeei unui condensator, la care condensatorul nc mai poate fi cuplat. Temperatura limit superioar omax este temperatura care este permis s apar n cazul cel mai defavorabil la punctul cel mai cald al suprafeei unui condensator, inclusiv nclzirea proprie. 41 Gradul de protecie: Pentru diversele forme constructive se indic respectivele grade de protecie, conform DIN 40050. Gradele de protecie se noteaz printr-un simbol care este compus din literele IP i dou cifre combinate pentru gradul de protecie. Gradele de protecie indicate, pe scurt: IP 00 - nici o protecie special mpotriva atingerii parilor aflate sub tensiune; - nici o protecie la ap. IP 31 - protecie mpotriva patrunderii corpurilor strine > 2,5 mm; - protecie mpotriva picturilor de ap care cad vertical. IP 43 - protecie mpotriva patrunderii corpurilor straine > 1 mm; - protecte mpotriva depunerilor de form granular; - protecie mpotriva apei pulverizatepicturi fine de ap). 42 3.3. Echipament dezacordat Armonice, originii efecte: Progresul tehnic i rspndirea pe scara larg a componentelor electronice de putere au transformat muli utilizatori n consumatori neliniari.Aceti consumatori neliniari antreneaz de la reea un curent nesinusoidal chiar cnd este alimentat cu tensiune sinusoidal. Curentul nesinusoidal poate fi descompus n nelesul analizei Fourier ntr-o serie de oscilaii sinusoidale individuale, adic oscilaia fundamental a reeleila principala frecvena fn* i un numr de oscilaii armonice nedorite de frecven fv = v x fn (v = numar de ordine). Variatele oscilaii au frecvente care sunt de ordinul multiplu v al frecvenei principale fn, a cror amplitudine descrete odat cu creterea numarului de ordine v.n general, vom numi aceste oscilaii simplu: armonici. Tabelul de mai jos prezint frecvenele lor la o frecven a reelei de fn = 50Hz. Tabelul 3.3 Numar de ordine v Frecvena armonicilor fv = v fn 3150 5250 7350 11550 13650 43 Pentru toate frecvenele nalte fv ( sau frecvena unghiular = 2 x x fv), reactana capacitiv C 1Xc= a condensatorului C cuprins n reeaua pentru curent reactiv de compensare, descrete. Ca o consecin a acesteia, i dependen de tipul i ncrcarea reelei, curenii armonici cauzeaz o sarcin suplimentar pe condensatori, diminund astfel durata de viaa a acestora. Urmtoarele probleme apar la funcionarea echipamentului cu condensatori: suprancrcarea termic a condensatorilor; aparitia rezonanei ntre reactana inductiv a reelei i reactana capacitiv a condensatorilor: cnd efectele reactanelor capacitive i inductive se anuleaz reciproc, curentul crete i va fi limitat numai de rezistena ohmic, curentul avnd o valoare de vrfridicat,i acesta putandfiunsupracurent periculos, cauznd semnificative pericole pentru echipamente. O variaie a acestor condiii de rezonan poate coincide cu echipamentul de corectare a factorului de putere, depinznd de mrimea i numrul de trepte ale echipamentului. circuite de blocare emiterii de frecvene audio care perturbeaz funcionarea receptoarelor. cnd se utilizeaz convertori de curent, se creaz circuite extrem de mari n perioada de comutare a fazelor; frontul de comutare a acestor cureni pot defecta componentele de putere. frecvena principal: frecvena fundamental a reelei. Filtru dezacordat: Filtrele dezacordate constau dintr-un condensator i un reactor (inductana) conectate n serie, formnd un circuit rezonant. Dac frecvena reelei fn este mai joas dect frecvena de rezonan fres a filtrului, trebuie adugat c performanelecapacitive ale filtrului s conin compensarea curentului reactiv. Mai sus de frecvena de rezonan, performanele trebuie aranjate n aa fel nct s se comporte ca o inductana; aceasta nseamn c, n cazul n care f > fres, nu exist rezonana cu inductana reelei.44 Pentru frecvena de rezonan, circuitul n serie se comport ca o pur rezisten, adic curentul este limitat numai de rezistena ohmic, i curentul este untat pe calea cea mai uoar. Pentru a produce un circuit n serie n band, frecvena de rezonan trebuie s fie cuprins pe o armonic a reelei. Aceasta reduce considerabil nivelul tensiunii armonicei, adic armonica este eliminat.Mai multe informaii pe acest subiect pot fi obinute de la noi din lucrarea: E04-07 E/01 pentru filtrele pe circuite de echipamente pentru corecia factorului de putere. Circuitul de rezonana n serie este numit dezacordat atunci cnd frecvena de rezonan fres nu coincide cu o armonic a frecvenei reelei fn. Dezacordul trebuie s fie realizat mai jos dect cea mai mic armonic probabil. Filtrele dezacordate sunt necesare pentru protecia condensatorilor mpotriva rezonanei i a curenilor mari rezultai. La o frecven apropiat, se poate obine blocarea frecvenei audio sau parial reducerea efectului armonicei. Dezacordul este recomandat cnd convertoarele cu sarcin pe reea genereaz armonice ntre 15 i 20% din consumul total de putere din reea. Capacitorii dezacordai sunt selectai exclusiv n acord cu puterea reactiv pentru care se dorete corectarea factorului de putere. Astfel, oriunde este planificat un nou echipament de corecie a factorului de putere, trebuie determinat influena convertoarelor asupra reelei. Aceasta poate fi executat, de exemplu, la analiza curentului prin masurarea armonicei.Acelai lucru poate fi efectuat atunci cnd se planific o extindere a echipamentului existent. De obicei, cnd echipamentul existent este nedezacordat, el nu poate fi dezacordat deoarece dezacordarea crete tensiunea pe condensator, care este funcie de factorul de dezacord p; i tensiunea pe condensator va fi descrescut n raport cu tensiunea respectivei reele. 45 Factorul de dezacordp Factorul de dezacord p (exprimat n %) este definit de frecvena reelei fn i de frecvena de rezonan dorit fres. (

)

](3.6) Alternativ, de la factorul de dezacord dat, frecvena de rezonan fres a filtrului poate fi calculat astfel:

](3.7) Exemple de factori de dezacord cnd frecvena principal este fn = 50Hz: Folosind formulele ( 3.6 ) si ( 3.7 ), urmtorii factori de dezacord, care sunt frecvent folosii, la frecvenele de rezonan corespunztoare pot fi calculai: Factor de dezacordp[%] Frecven de rezonan fres [Hz] 5224 5.5213 5.67210 6204 7189 8177 12.5141 14134 De notat c frecvena de rezonan fres descrete odat cu creterea factorului de dezacord p i invers. 46 Factorul de dezacord p < 6% impune o analiz precis a condiiilor de pe reea, cu scopul de a evita ncrcarea inadmisibil, avnd drept surs armonicele. Urmatoarele criterii sunt relevante n selectarea factorului de dezacord: localizarea i stabilirea tipului de generator de armonici, extinderea componentelor pentru blocarea frecvenelor audio, raportul dorit de reducerea armonicelor. Dac armonicele sunt produse mai ales n reeaua de alimentare, factorul de dezacord p = 7% este recomandat, deoarece efectele blocrii pentru aceste armonice cresc. Dac armonicele sunt produse n reeaua consumatorilor, va fi selectat factorul de dezacord careproduce cea mai mare reducere a armonicelor din reeaua consumatorilor. Exemple: Circuitul serie este dezacordat cu factorul p = 7%. Folosind formula ( 3.7 ), rezult urmatoarea frecven de rezonan:

(3.8) Tensiunea reelei este Un = 400V (faza-faza) cu necesitatea compensrii armonicei fundamentale la o putere de ieire Nc. Apoi, tensiunea UC ntre terminalele condensatoarelor se calculeaz n modul urmtor:

(3.9) 47 Este ales un condensator cu tensiunea Ucr = 440V. Aceasta permite o tensiune de rezerv de aproximativ 10V pentru sarcinile armonice. Condensatorul cu puterea de Qcr, este calculat astfel:

(

)

(

)

(

)

(3.10) Pentru o putere de ieire de Nc = 50kvar la o reea de 400V, condensatorul mpreuna cu o tensiune de 440V, va produce la ieire:

(

)

(3.11) La aceast ieire, capacitatea condensatorilor conectai n stea poate fi calculat astfel:

(3.12) Capacitatea condensatorilor conectati n delta C se calculeaza astfel:

(3.13) Pentru funcionarea circuitului n serie, conectarea n stea sau delta a condensatorilor nu are importan. Inductana bobinei se calculeaz astfel:

=0.767mH(3.14) Bobina trebuie s fie calculat la valoarea total a curentului( fundamental + cureni armonici). Suplimentar, inductana trebuie s aib o suficien liniaritate, astfel ca rezonana frecvenei fres s ramn ferm. De asemenea, capacitatea condensatorilor trebuie s ramn constant. n consecin, este recomandat posibilitatea de utilizare a unui numr mic de condensatori folosii pe trepte de ieire. 48 Cu condensatori DUCATI de tip440.3.28,1, 28,1kvar la 440V, se poate realiza un echipament de filtrare. Pentru exemplul menionat mai sus, dou unitai din acest filtru sunt necesare pe o treapt. Ca o regul, tensiunea condensatorilor la ieire Qcr pentru un filtru de ieire dorit la puterea Nc, pentru tensiunea reelei Un, i un factor de dezacord p se pot determina din urmatoarele tabele care au fost luate din catalogul nostrude condensatori E 04-01 E/04. Calcularea produciei solicitate a condensatorului evaluat n circuitele dereglate de filtru (factori care urmeaz s fie nmulii cu puterea necesar pentru fiecare etap. Tabelele 3.5.: Tensiunea nmagazinat: 400 [V] Tensiunea evaluat a condensatorului [V] Factorul de dereglare [%] 55.56712.51314 440 1.1501.1431.1371.125--- 525 1.6371.6281.6191.6021.5071.4991.481 49 Tensiunea nmagazinat: 415 [V] Tensiunea evaluat a condesatorului [V] Factorul de dereglare [%] 55.56712.51314 4401.0681.0621.057---- 5251.5201.5121.5041.4881.4001.3921.376 Tensiunea nmagazinat: 440 [V] Tensiunea evaluat a condesatorului[V] Factorul de dereglare [%] 55.56712.51314 5251.3521.3451.3381.3241.2461.2391.224 Tensiunea nmagazinat: 480 [V] Tensiunea evaluat a condensatorului [V] Factorul de dereglare [%] 55.56712.51314 5251.1361.1301.1251.113--- Sigurane n amonte Se folosesc numai sigurane tip NH cu caracteristic lent. Siguranele NH servesc numai pentru protecie la scurtcircuit i nu sunt corespunzatoare pentru protecie la suprasarcin. Contactoare : Pentru instalaiile de reglare cu condensatori, nefiltrate, se folosesc numai contactoare specializate cu amortizarea curentului de cuplare. Aceasta trebuie neaprat avut n vedere la procurarea pieselor de schimb. 50 Aceste contactoare specializate pentru condensatori sunt echipate cu rezistene de amortizare, astfel nct s reduc vrfurile de curent la cuplare de la valori de 200xIC la valori mai mici de 70xIC, conform indicaiilor din prospecte. Gama de contactoare produsa de LOVATO- Italia este oferit pentru treptele de: 12,5 kVar, 20 kVar, 25 kVar, 33 kVar i 50 kVar i corespunde cerinelor de mai sus. Condensatori: Construcia n tehnica DUCATI (film polipropilenic metalizat) i cu regenerare i cu pierderi deosebite de reduse (s 0,25 W/kvar). Datorit nclzirii proprii reduse i greutaii reduse, condensatorii MKP sunt deosebit de potrivii pentru montajul n dulapuri de distribuie. Este deosebit de important s se asigure ntre condensatori temperatura aerului uK s 600C. Durata de viata: > 100.000 ore de funcionare. Gama de condensatori oferita: de la 2,5 kVar la 25 kVar monofazai sau trifazai, pentru tensiuni cuprinse ntre 400V 660V. Descarcare: Conform PE/102, pentru fiecare condensator de putere este necesar o reziste de descrcare care asigur n decurs de maxim 3 minute, o descrcare la o tensiune mai mic de 75V.ntrecondensatorii de putere i rezistenele de descrcare nu pot fi prevzute nici ntreruptoare, nici sigurane i nici alte dispozitive de separare. Rezistenele de descrcare utilizate de ctreTARCON i CHNT asigur o descarcare sigur la mai puin de 75 V n decurs de 1 minut. Atenie, nainte de atingerea bornelor de racord ale condensatorului trebuie scurtcircuitate clemele si legate cu carcas. 51 Circuite de legatur: Liniile de conectare trebuie s aib o seciune care s asigure c acestea pot suporta continuu un curent de 1,3 ori mai mare dect curentul care ar circula n valoare eficace la tensiunea sinusoidal nominal i frecvena nominal. Alte creteri ale valorii de curent, care se menin pn la +10 % pe baza toleranelor de fabricaie uzuale reelei, nu este necesar s fie luate n considerare la instalaiile de reglare ESTApact. Alegerea i amplasarea transformatoarelor de curent.: Marimea transformatoarelor de curent se stabilete prin consumul total de curent al utilizatorului ce trebuie compensat. Intrarea de curent a regulatorului LOVATO DCRK 5 este echipat pentru transformator de curent la alegere, de 5 A sau 1 A cu 5 VA, clasa I. Transformatorul de curent trebuie s sesizeze ntregul consum de curent, inclusiv cel al instalaiei de reglare cu condensatori, adic el trebuie s fie amplasat dupa contorul de tarifare sau dup racordul de alimentare al utilizatorului sau al unei pari al acestuia pentru cazul utilizatorilor. Dac fazele sunt neechilibrat ncrcate, atunci transformatorul trebuie montat pe faza cea mai ncrcat. n cazul unor distane mari ntre transformatorul de curent i regulator, trebuie avut n vedere o seciune corespunztoare de cablu i / sau o putere corespunztoare a transformatorului. Racordul instalaiilor de reglare cu condensatori: La utilizarea unui LOVATO mat este important ca faza pe care este montat transformatorul de curent i faza de pe care se preia tensiunea de masur s fie aceeai.Regulatoarele au urmatoarele caracteristici principale: - afieaz continuu valoarea cos; - contorizeaz numrul de comutri pe fiecare treapt; - permite alegerea unui factor de putere ntre 0,85 inductiv -1-0,95 capacitiv, n trepte de 0,01. Indicaii complete se pot prelua din instruciunea noastra de montaj MV 1141 sau MV 1151. 52 Conditii pentru reglarea automat: Raportul de conversie al transformatorului de curent trebuie s corespund consumului real de curent, n cazul unui transformator de curent supradimensionat, regulatorul de putere reactiv primete un semnal de masur prea mic si semnalizeaz sub forma de deranjament Cadere de curent.n acest caz el regleaz inexact sau nu regleaz deloc. Aceasta este desigur valabil i pentru un transformator de curent ales prea mic. Curentul de pornire: Condiia pentru acesta este c n circuitul transformatorului de curent s circule un curent de minimum 150 mA, corespunztor consumului. n afara de aceasta, trebuie ca cea mai mic treapt de comutare din cadrul instalaie de reglare cu condensatori s aib convertit, n secundarul transformatorului de curent, o valoare ntre 0,05 i 1 A. Valoarea C / K: Valoarea C/K este valoarea de raspuns a unui regulator de putere reactiv. Ea se calculeaz din cea mai mic marime de trepte de comutare C i din raportul de convertire al transformatorului de curent K. n cazul n care regulatorul este programat pe funcionare cu iniializare automat, atunci regulatorul de putere reactivLOVATODCRKE5 i determina singur valoarea C / K. Declanarea la tensiune zero: La o ntrerupere a tensiunii s 10 ms se decupleaz toate treptele de condensatori care erau cuplate. Dupa reaparitia tensunii de alimentare regulatorul ncepe, funcie de modul de iniializare S, direct cu comutarea n trepte. Timpii de comutare: Comutarile neobinuit de dese la funcionare la sarcin redus, sau chiar la sarcin normal, pot fi corectate prin modificarea factorului de timp de comutare la regulatorul de putere reactiv. 53 Autoprogramabil: Dup punerea n funciune, regulatorul i determin singur, prin diverse comutri de prob, modul de conectare adic poziia de montaj a transformatorului i secvena de reglare, inclusiv treptele de condensatori racordate. Alarma de deranjament: Atunci cand dispare tensiunea de alimentare sau nu se realizeaz compensarea, se inchide un contact liber de potential al unui releu de alarma. Deranjamentul subcompensare se activeaz atunci cnd cos impus programat nu se atinge deloc timp de o ora i, totodat, cos msurat este 0,9). 3.4.Masuri de tehnic securitaii Condensatorii DUCATIposed un dielectric cu auto-regenerare. Dac datorit suprasarcinii (deexemplu supratensiune) se ajunge la o strpungere, atunci nfaurarea se regenereaz. Pe lang aceasta fiecare condensator n parte poseda ca msura de siguran suplimentar o protecie interna de ntrerupere, cu funcionare sigur care actioneaz la suprapresiune. Dac, datorit suprasarcinii de tensiune, curent sau temperatur, efectul de auto-regenerare nu reuete, atunci capacul paharului acioneaza ca o membran de supra-presiune, umflndu-se n sus i ntrerupand astfel conductorul de legtur interior catre elementele de nfaurare. Cu aceasta, condensatorul defect se separ singur de reea. Proteciile interne nu pot totui nlocui msurile de protecie extern, ca de exemplu siguranele fuzibile conectate n amonte pentru scurtcircuit. 54 Indicaii de intreinere: Condensatorii de putere MKP nu necesit intreinere i sunt concepui pentru durat de via static de peste 150.000 ore de funcionare. Pentru control, se pot citi, pe regulatorul de compensare a puterii reactive LOVATO DCRE5, curenii treptelor pe partea secundar a transformatorului de curent sau se pot msura direct, pe fiecare faz, cu un clete ampermetric. Contactoarele specializate utilizate pentru condensatori sunt concepute pentru 100.000 comutri. Numarul de comutri efectuat, pe fiecare treapt poate fi citit de regulatorulLOVATO DCRE 5. Protecia prin sigurane i racordare: Dac trebuie s fie prevazut o siguran exterioar pentru protecia unitaii condensator la scurtcircuit, atunci valoarea acesteia se alege ntre 1,43 si 1,8 ori curentul nominal.Siguranele trebuie s aib caracteristica lent din cauza valorilor mari de curent de conectare pe timp scurt.Cablurile de racord se aleg pentru valori de 1,5 ori curentul nominal i chiar mai mari. VD 0100 Cap. 430 / 8.81 formeaz baza pentru datele de mai jos. Tabelul 3.6. : Seciuni de racordare i dimensionarea siguranelor pentru instalaii de compensare a curentului reactiv, respectiv pentru compensari fixe: Puterea condensatorului, respectiv a instalatiei(kvar) Capacitatea (F) Curentul (A) Sectiunea de racordare pentru cablu cu 4 respectiv 3,5 conductoare (mm2) Intensitatea de curent a sigurantei (A lent) 2.53 x 16.63.61.510 53 x 33.27.22.520 7.53 x 49.710.82.520 103 x 66.314.4425 12.53 x 82.918.0635 153 x 99.521.6635 16.73 x 110.724.11050 55 203 x 132.628.81050 253 x 165.836.11663 27.53 x 182.439.71663 303 x 198.943.32580 33.33 x 220.848.12580 37.53 x 248.754.135100 403 x 265.357.735100 503 x 331.672.150125 553 x 364.779.450125 603 x 397.686.670160 66.73 x 442.396.370160 703 x 464.210170160 753 x 497.410870160 83.33 x 552.412095200 903 x 596.8130120250 1003 x 663.1144120 sau 2 x 50/25 *)250 1253 x 828.9180185/95 sau 2 x 70/35 *)300 133.53 x 884.0192185/95 sau 2 x 70/35 *)300 1503 x 994.7217185/95 sau 2 x 70/35 *)315 1803 x 1193.7260240/95 sau 2 x 95/50 *)400 2003 x 1326.32802 x 95/50 *)400 2503 x 1657.93612 x 150/70 *)400 Acesteasuntcabluriparalele.Toatedateledecabluactualecuseciuneadeevaluarei sigurane sunt valorile minime aplicabile pentru condiiile normale de exploatare i o temperatur ambientalde30;acesteaartrebuisfiestabilitemaimarencazdecondiiideviante(de exemplu pentru condiii de armonici) 56 3.5. Instalaii de condensatoare pentru mbuntirea factorului de putere 1.ninstalaiidecondensatoarepentrumbuntireafactoruluideputere,respectivpentru compensarea energiei reactive absorbite de receptoarele inductive ale consumatorului electric, se utilizeaz condensatoare-derivaie, fixe sau reglabile n trepte, dup caz. Se recomand utilizarea condensatoarelor cu pierderi n dielectric ct mai mici i a condensatoarelor cudielectric biodegradabil. 2.Amplasarea bateriilor de condensatoare se face astfel nct pierderile de putere i energie s fie ct mai mici, n unul din urmatoarele noduri; -centralizatsausemicentralizat,latablourilegeneralededistribuiesaulatablourilede distribuie ale grupurilor de receptoare; - local (individual) la bornele receptorului electric; - mixt (centralizat sau semicentralizat combinat cu local). 3.Valoareaputeriireactiveacondensatoarelordestinatembuntiriifactoruluideputerei moduldeinstalarealacestora(art.2)sestabiletepebazauneianalizetehnico-economice efectuat conform normativului PE 120. 4.La consumatori electrici cu regim deformat (datorit receptoarelor productoare de armonici de tensiunesaudecurent),bateriiledecondensatoareseamplaseaznpunctencarecoeficientul dedistorsiuneinivelularmonicilornuconduclasolicitriainstalaiilorpestelimitele admisibile(Umax=1,1Un ;Imax=1.3In ;Qmax =1,42Qn,undeUn,In,Qn suntvalorinominalen regim sinusoidal). ncazulncarerezultodepireavalorilormaximeadmisibiledetensiunesaucurentseiau msurideutilizareainstalaiilordelimitare,filtrareicompensareaarmonicilorperturbatoare ( conform reglementrilor din normativul PE 120). 57 5.Laconsumatoriielectricicusarcinireactivefluctuantecareproducfluctuaiidetensiune (flicker),seprevdinstalaiistaticedecompensareautomatavariaiilordeputerereactiv, corelatcunecesitatereducerifluctuaiilordetensiunelavalorinormale(conformnormativului PE 142). 6.ncazulcompensriicentralizate,bateriiledecondensatoaretrebuieprevzutecuaparatede comutapentru cuplare-decuplare la reeaua electric. Dac sarcina reactiv este variabil n timp, se prevd baterii de condensatoare fracionabile, comutabile automat n trepte de putere reactiv. 7.Laconsumatoriicuposturidetransformareproprii,ncazulcompensriicentralizate automate,seinterzicefuncionarengolatransformatorului,cubateriadecondensatoare conectat. 8.Compensarealocal(individual)aenergieireactiveconsumateseprevedepentrureceptoare inductivecu consum mare de putere reactiv i cu funcionare continu numr foarte mare (de ex. lmpi cu descrcare n gaze i/sau vapori metalici). 9.ncazulcompensriilocale(individuale),lareceptoareledeputeremare(motorasincron, transformatoretc.), puterea reactiva bateriei decondensatoare trebuie s compenseze cel mult 90% din puterea de mers n gol al receptorului. 10.Condensatoarele unitare sau bateriile de condensatoare se aleg astfel nct s poat suporta n funcionare continu o tensiune de maximum 1,1 ori tensiunea nominal a reelei i un curent de maximum 1,3 ori curent nominal. Se aleg cu precdere condensatoare cu dielectric impregnat cu ulei electroizolant biodegradabil. 11.Conductele electrice ale circuitului de racordarea bateriei de condensatoare la reea, se aleg astfel nct s poat suporta, nfuncionare continu, uncurent maxim admisibil egalcu de 1,4 ori curent nominal albateriei de condensatoare. 12.Instalaiiledecondensatoarepentrumbuntireafactoruluideputereseprotejeaz mpotriva supracurenilor prin sigurane fuzibile i contactoare cu relee termice sau ntreruptoare automate(disjunctoare),dupcaz.Facexcepiebateriiledecondensatoarelegatedirectla 58 bornele electromotoarelor ce sunt conectate la reea simultan cu acestea, n acest caz protecia la supracurent fiind asigurat pentru ntreg ansamblul. 13.Siguranelefuzibilepentruproteciabateriilordecondensatoareserecomandsfiecu caracteristic lent de rupere i se aleg astfel: -n cazul conectrii directe (fr trepte intermediare) a bateriei de condensatoare, curent nominal al fuzibilului s fie cel puin 1,8 ori curent nominal al bateriei; - n cazul conectrii n trepte intermediare, curentul nominal al fuzibilului s fie cel puin 1,6 ori curent nominal al bateriei. 14.ntreruptoareleautomate(disjunctoarele)pentruproteciainstalaiilordecondensatoaresunt de tipul cu rupere n aer. Curentul releelor maximale se regleaz la o valoare cel mult egal cu de 1,2 ori curent nominal al bateriei. 15.Bateriiledecondensatoareseprevdcudispozitivededescrcareautomatesaumanuale, alese astfenct dup cel mult 1 minut de la deconectarea bateriei de reea, tensiunea rezidual la bornele ei s scad sub 42 V. La bateriile de condensatoare fracionabile cu trepte comutabile se prevddispozitivededescrcareautomat.Facexcepieinuseprevdcudispozitivespeciale de descrcare, condensatoarele legate direct la bornele receptoarelor. 16.Bateriiledecondensatoareseinstaleaz,deregul,nncperiseparatedecategoriaBA5 (EE) pe stelaje metalice sau n dulapuri speciale.n ncperile n care sunt instalate bateriile de condensatoare se asigur meninerea condiiilor de temperatur i umiditate cerute de productorul lor. Ele se amplaseaz astfel nct s fie ferite de ap,pref,agenicorozivi,lovituri,vibraii,caldur,foclundu-semasuricorespunztoarede protecie. Facexcepiebateriiledecondensatoareimpregnatecuuleiuriincombustibile(garantatede productor). Acestea pot s fie instalate n ncperi de clasa BA5 (EE) (de ex. n ncperea tabloului general de distribuie), n ncperi de producie, lundu-se msuri de protecie mpotriva atingerilor sau 59 n tablourile electricenchise de alimentare i comanda receptoarelor (de ex. ale motoarelor asincrone). 17.Montareabateriilordecondensatoareiaconductelordelegtursefaceastfelncto persoan s nu poat atinge simultan dou pri metalice la o nlime mai mic de 2,5 m i ntre careexistotensiunemaimarede120V.Accesulpersonaluluinspaiulbateriilorde condensatoareestepermisnumaipersonaluluiautorizatinumaidupdeconectareai descrcarea n prealabil a acestora pe rezistenele de descrcare. Standarde: Pentru proiectarea, amplasarea i racordarea condensatorilor de putere propunem respectarea urmatoarelor prescripii i recomandri europene: VDE 0100 Norme pentru realizarea instalaiilor de curenti tari cu puteri nominale pn la 1000 V. VDE 0560 Cap. 46 Condensatori paraleli de putere cu autoreparare pentru instalaii de curent alternativcuotensiunenominalpnla1000V;dinacestanspecialparagrafeleprincipale Cerinte de Tehnica Securitaii i Introducere n Realizare i Exploatare. VDE 0550 Cap. 550 Combinaii de aparate de comutare pentru joas tensiune. VBG4ColeciedeprescripiiprivindprevenireaaccidenteloraConsiliuluideConducereal Asociaiilor Profesionale. DIN 40050 Pag. 1 Protecia la atingere, corpuri strine i apa pentru utilaje electrice. Condiii tehnice de racordare (TAB) a VDEW (Uniunea Electrocentralelor Germane) -Tablouldedistribuie(tablou)esteechipamentulcarerealizeazdistribuiaenergiei electrice la acelai nivel de tensiune i poate fi construit din unul sau mai multe panouri sau dulapuri. -Panoul electric este un element component, n constructie deschis, al unui tablou de distribuie echipat cu aparate i materiale electrice. 60 -Dulapul electric este un element component, n construcie nchis al unui tablou de distribuie echipat cu aparate i materiale electrice. Baterii de condensatoare sunt pentru mbunatairea factorului de putere1.Protecia la supracurenti a bateriilor de condensatoare se va realiza prin sigurane fuzibile sau ntreruptoare automate care permit ntreruperea curenilor capacitivi. 2.n cazul existenei unor receptoare care constituie surse de armonici periculoase pt. baterie, se vor face verificrile i se vor lua msurile prevazute n normativul PE 143. 3.Bateriiledecondensatoaretrebuieprevazutecuposibilitaidedescarcareautomatfiepe nfaurrilemainiloritransformatoarelorncazulracordariinemijlocitelaaceastea,fiepe rezistente speciale, care trebuie s asigure scderea tensiunii la bornele bateriilor sub 40 V,ntr-un timp mai scurt de 1min.De asemenea, sevor asigura posibilitai de descrcare suplimentar cu stnga izolat, conform normelor PE 119. 4.Bateriile de condensatoare pot fi instalate n ncaperi separate sau n dulapuri speciale. Spaiile n care se instaleaz bateriile de condensatoare vor avea asigurat aerisirea, vor fi uscate, vor fi ferite de praf, de ageni agresivi (corosivi), de ocuri, de trepidaii, de cldur i de pericol de incendiu. La instalarea bateriilor de condensatoare se vor respecta i condiiile de umiditate i temperatura indicate de productorul de condensatoare. 5.Carcasa condensatoarelor i stelajelor de susinere trebuie legate prin conductoare de protecie la pmnt. 6.La proiectarea bateriilor de condensatoare cu unitai care au impregnant toxic i poluant, se vor lua urmatoarele msuri: ua de acces la condensatoare se va prevedea cu un indicator de avertizare, din care sa rezulte pericolul prezentat de impregnantul toxic i nebiodegradabil; precizarea msurilor de protecie a muncii care se refer la manipularea i depozitarea condensatoarelorcareprezintscurgerideimpregnant,lacuraareacondensatoarelor acoperitecuimpregnant,precumilaregulilecaretrebuierespectatenscopul preveniriieventualelormbolnviri,caurmareapatrunderiisubstaneitoxicen organism; dotarea bateriilor de condensatoare cu materiale necesare respectrii igienei muncii. 61 Capitolul .4Instalaia de compensare automata a factorului de putere. Model practic 4.1.Generalitai Introducerea compensrii factorului de putere este una din masurile tehnice de mbuntire a funcionrii instalaiilor electrice care atrage dupa sine urmatoarele avantaje: oReducerea facturii de energie electic prin eliminarea consumului de energie reactiv i reducere consumului de energie activ. oCreearea de rezerv de putere activ prin descrcarea transformatoarelor de putere si a cablurilor Deoarece ncrcarea instalaiilor electrice prezint fluctuaii n decurs de 24 ore ct i n decursul unei sptmni calendaristice, rezult c i numrul de condensatori n funciune trebuie s fie variabil cerespunztor puterii reactive de compensat.Acesta se realizeaz prin constuirea de baterii de condensatori n trepte cu conectare automat de un regulator cu microprocessor. Regulatorul primete informaii asupra decalajului dintre curentul si tensiunea instalaiei de compensate n funcie de care conecteaz si deconecteaz treptele de condensatori prin comparare cu decalajul prescris ( cos j ). Regulatorul afiaza n permanen valoarea factorului de putere instantaneu si este prevzut cu bloc de autodiagnoz i semnalizare a strilor anormale de funcionare aprute. Condensatoarele sunt realizate n structur trifazic, uscate, ecologice, n carcas antimagnetic avand incluse rezistene proprii de descrcare. n caz de strpungere, n prima faz se autorizeaz defectul faptcare diminueaz capacitatea condensatorului iar la defecte mai mari se autodeconecteaz. Din proiectare nsa se prevede tensunea normal mai mare ca tensiunea de regim. Contactoarele sunt specialzate pentru sarcini capacitive de lung durata cu sisteme de proiecie a contactelor principale. 62 La solicitarea beneficiarilor, specialitii notri efectueaz expertizarea instalaiei i dimensioneaz bateria automat de condensatori. Societatea noastr are n fabricaia curent baterii de condensatorii tipizate intern, cu puteri ncepnd de la 25 kVA pn la 400 kVA. Tot aparatajul folosit este de nnalt fiabilitate, realizat dup standardele CEE i Comunittii Europene sub agreement ISO 9001, execuia echiprii si montajul n instalaia beneficiarului fiind realizat de Societate noastr n regim de asigurarea calitii. Calculele arat c investiia fcut se amortizeaz in maximum 8-11 luni. Instalaia de condensatoare se compune din condensatoare, contactorul pentru conectarea condensatoarelor, sigurane fuzibile, rezistene de descrcare a sarcinii electrostatice a condensatoarelor dup deconectarea acestora de la reea, regulatorulde putere reactiv. Dac sarcina reactiv este variabil n timp, se prevd baterii de condensatoare comutabile automat si fracionabile n trepte de putere(uzual n numrde 6 ...12trepte) - figura 4.1 Regulatorul de putere reactiv controleaz puterea consumat pe baza unor msurri de curent i tensiune i compar datele primite cu valorile setate. El comand astfel instalaia de condensatoare nct s se cupleze sau decupleze succesiv puterea reactiv necesar; programele de optimizare reacioneaz rapid la abateri mari 63 ntre valoarea impus i cea existent i mai lent la abateri mici, pentru evitarea apariiei unor comutri oscilante. Analiza tehnico-economic a compensrii puterii reactive. Eficiena economic a compensrii puterii reactive se pune n eviden prin metoda cheltuielilor totale actualizate. Alegerea variantei optime si de dezvoltare n timp a instalaiilor pentru compensarea puterii reactive n instalaiile consumatorului se face prin compararea cheltuielilor totale actualizate pentru fiecare variant (mijloace naturale, surse specializate, soluii de amplasare), analizndu-se situaia fr compensare (corespunztoare factorului de putere natural) si soluiile de compensare la diferite niveluri ale factorului de putere (ce includ si factorul de putere neutral). Principiul metodei const n faptul c o sum de bani, cheltuit n ani diferii, are valori diferite la nivelul economiei societii. Metoda este descris si exemplificat n prescripia PE 120. La consumatori de puteri mici, cu reele de joas tensiune, calculele de eficien se pot analiza pentru o perioad scurt de timp, de ex. de un an. Cheltuielile anuale de calcul Zj ntr-o variant j se exprim prin relaia

n care Cjsunt cheltuielile anuale pentru pierderi de putere, energie si amortizri n variant j,

-coeficientul normat de amortizare (

=0,08 pentru ramura energetic); Ij - investiiile totale pentru instalaia de compensare i conexe, n varianta j. Soluia optim definete factorul de putere optim i corespunde variantei pentru care cheltuielile anuale de calcul sunt minime - optimum -min Zj. Pentru a realiza modelul practic a Instalaiei automate a bateriilor de condensatoaream folosit urmtoarele componete: -cutie metalic sau dulap metalic Alfa-System, care asigur gradul de protecie IP 30 (pentru varianta de interior) respectiv IP 54 (pentru varianta de exterior);-contactoare trifazate pentru sarcini capacitive cu rezistene de limitare a curentului; -condensatoare trifazate reactive cu rezistene de descarcare; -regulator automat de putere reactiv;-bloc de protecie la scurtcircuit;-sistem de ventilatie (pentru varianta de exterior);64 -circuit de termostatare (pentru varianta de exterior);-ntreruptor automat general (optional);-circuitele electrice interioare realizate cu conductoare din cupru izolate;-presgarnituri pentru intrarea/iesirea cablurilor de alimentare. Descrierea componentelor: 4.2. Cutie metalic Produsul este destinat proteciei diverselor echipamente electrice de joasa tensiune mpotriva factorilor atmosferici externi, a factorilor mecanici i proteciei persoanelor mpotriva ocurilor electrice prin atingere directa. 1 carcasa metalica2 contrapanou (suport aparate) 3 borna exterioara PE / PEN4 balama metalica (deschiderea usii 110) 5 garnitura de etansare6 usa 7 incuietoare pentru inchidere / deschidere rapida 8 capac (copertina la cerere) 9 accesorii de fixare65 Caracteristici Tehnice: dimensiuni de gabaritconform tabel grade de protectie:IP 54 (optional IP55, IP 65) grade de protectie contra impacturilor mecanice din exterior: IK 07, IK 09, IK 10 sarcina statica maxima: in interiorul produsului 300 kg pe usa produsului 50 kg acoperire carcasa / usavopsea standard RAL 7035 Variante constructive: n funcie de locul de montaj, cutiile se realizeaz n dou variante: -de interior cutia este realizat din tabl de oel vopsit n cmp electrostatic cu vopsea gri RAL 7035 (varianta standard)-de exterior -cutia este realizat din tabl de oel zincat vopsit n cmp electrostatic cu vopsea gri RAL 7035 (varianta standard) . n ambele variante contrapanoul (suport aparate) se realizeaz din tabl de oel zincat nevopsit, grosimea 2 2,5 mm, pentru varianta standard sau din tabl de oel vopsit, grosime 3 mm, vopsit cu vopsea alb RAL 9010. 66 loc de montajinterior / exterior grupa de climat n aer liber, conf. SR HD 478.2.1 S1:2002: WDr / CT (climat moderat cald uscat / temperat rece)WDa / CT (climat moderat cald umed / temperat rece) temperatura mediului ambiant n timpul utilizrii: -5C +40C / -25C 50C temperatura mediului ambiant n timpul transportului, depozitrii si montrii-25C +55Ctemperatura ambiantmedie n 24 h+ 35C temperatura maxim n 24 h+ 70C umiditate relativ maxim a mediului: - pentru produse de interior - pentru produse de exterior - 50% la +40C sau 90% la + 20C - 100% la + 25C altitudinea maxim:2000 m gradul de poluare:3 Proiectarea unei cutii metallice: 67 Tabelul 4.1Pot fi fabricate i cutii metalice de alte dimensiuni cum ar fi : Poz.H (mm)L (mm)A (mm) Masa (kg) 013003002006,5 024003002008,0 0340040020010,5 04*45040015010,5 05*45040020011,5 06*45050020015,5 0750030020010,0 0850040020012,5 09*60040015013,5 10*60040020014,5 11*60050015018,5 12*60050020019,5 1360050030022,0 1460060020023,0 1565050025022,0 1675040025021,0 1775050025025,0 1880050020026,5 1980060020031,0 2080060030034,5 2190050025033,5 2290060025038,5 23100050020034,5 4.3. Contactoare Criterii pentru selectarea contactoarelor potrivite: a) Contactoarele folosite la un sistem ar trebui s corespund complet normelorIEC/EN60947-4-1 b) Ar trebui s aiv temperatoura operaional de 500C ( o rat mai mare de 500C pn la 700C ar trebui sa fie redus cu un procentaj egal cu diferena de temperatur ambiant si 500C ) 68 c) Este recomandat sa subestimm contactoarele cu cel puin 10% d) Contactoarele ar trebui limitate la mai puin de 120 de cicluri pe or avnd un termen de functionare predeterminant de 200000 cicluri e) Inductane de limitare eficiente ar trebui incorporate f) Luate n considerare ar trebui timpul de descrcare a comdensatoarelor i releurile reactive de control ar trebui ntrziate destul de mult nct s asigure c condensatoarele sunt suficient de descrcate nainte de a fi reconectate. Contactoarele n timpul transmisiei de nchidere sunt influnate de curent de fregven nnalt amplitudini nnalte. Fregvenele acestor cureni oscileaz ntre 1 si 10kHz, amplitudinile trebuie s aiv valori mai mici dect maximul curentului permis pentru ca contactorul s fie folosit. Dac condiiile nu pot fi verificate este necesar folosirea inductanelor limitate sau a folosirii unuor ntreruptoare de condensator special. Contactoarele Lovato sunt proiectate special pentru pornirea i oprirea condensatoarelor i sunt echipate cu contacte care introduce rezistene pentru a limita curentul conectat de condensatoare pentru un interval foarte scurt ( 2-3ms ) n timpul nchiderii contactorului.Aceste rezistene sunt deconectate de la circuit odat ce contactorulu este oprit dup care capacitatea curentuluirmas n condensatoare este dispersat prin contactele principale ale contactorului, condensatoarele si rezistenele asigurnd o durat de via mai lung i formnd un sistem de ncredere.Fig.4.1 Schema comtactorului LOVATO 69 Contactor LOVATO BF 25.00 Voltajul adims:440V,50Hz trei faze Protecie intern:-amortizare automat a curentului dielectric -siguran electric ( pe fiecare element ) -dispozitiv de deconectare automat la suprapresiune (pe fiecareelement ) Toleran: 5% capacitate Max. supravoltaj admis: 1,18Un continu ( 24h/24 ) Max. supracurent admis:2,0In Factorul de pierdere: 660V) Clasa de temperatur-25/D-25/D Terminale3 X M5Terminale cu urub Curentul maxim de vrf100 In100 In Suprasarcin In2 x In2 x In Clasa de via 80000 25/D 100000 25/C 80000 25/D 100000 25/C StandardeIEC 831 1/2IEC 831 1/2 80 Tabelul 4.5

ntabelul 4.5 ne este prezentat caracteristicile tehince i dimensiunele condensatorului DUCATIcare l-am folosit n instalaie .81 4.7 Msurtori efectuate n cadrul instalaieiFig.4.3 Fig 4.4 . Curenii absorbii pe cele trei faze L12 (V)400350300250200150100500L23 (V)40035030025020015010050015:0:0 14:59:30 14:59:0 14:58:30 14:58:0 14:57:30 14:57:0 14:56:30 14:56:0 14:55:30 14:55:0L31 (V)400350300250200150100500L1 (A)2.82.62.42.221.81.61.41.210.80.60.40.20L2 (A)2.82.62.42.221.81.61.41.210.80.60.40.2015:0:0 14:59:30 14:59:0 14:58:30 14:58:0 14:57:30 14:57:0 14:56:30 14:56:0 14:55:30 14:55:0L3 (A)2.82.62.42.221.81.61.41.210.80.60.40.2082 Curenii absorbii pe cele trei faze: 14:55:15- cuplare motor 14:55:30-cuplarea bateriei 1 14:56:10-cuplarea bateriei 1 i 2 14:56:40-decuplare voit 14:57:30-cuplare baterie 1 15:00-decuplare total Fig.4.5.Evoluia puterii active Active Power Avg15:0:0 14:59:30 14:59:0 14:58:30 14:58:0 14:57:30 14:57:0 14:56:30 14:56:0 14:55:30 14:55:0Total( kW)1.11.0510.950.90.850.80.750.70.650.60.550.50.450.40.350.30.250.20.150.10.05083 4.6 . Evoluia puterii reactive Fig 4.7.Evoluia factoruluide putereReactive Power Avg15:0:0 14:59:30 14:59:0 14:58:30 14:58:0 14:57:30 14:57:0 14:56:30 14:56:0 14:55:30 14:55:0Total( kVAR)1.91.851.81.751.71.651.61.551.51.451.41.351.31.251.21.151.11.0510.950.90.850.80.750.70.650.60.550.50.450.40.350.30.250.20.150.10.050PF Avg15:0:0 14:59:30 14:59:0 14:58:30 14:58:0 14:57:30 14:57:0 14:56:30 14:56:0 14:55:30 14:55:0Total (PF)0.60.580.560.540.520.50.480.460.440.420.40.380.360.340.320.30.280.260.240.220.20.180.160.140.120.10.080.060.040.02084 4.8 Evoluia puterii aparente Msurarea putereii active totale ifactorului de putere total (Ptot si PFtot) Apparent Power Avg15:0:0 14:59:30 14:59:0 14:58:30 14:58:0 14:57:30 14:57:0 14:56:30 14:56:0 14:55:30 14:55:0Total( kVA)1.951.91.851.81.751.71.651.61.551.51.451.41.351.31.251.21.151.11.0510.950.90.850.80.750.70.650.60.550.50.450.40.350.30.250.20.150.10.05085 Msurarea puterii active ,puterii aparente i factorului de putere Evoluia Frecvenei :

86 Msurarea armonicelor:THD-gradul de armonice total

87 Msurarea puterii active,aparente i reactive: 88 Bibliografie 1. Seip, G. Siemens - Electrical Installations Handbook, part 2, cap. 7 Power-factor correction, Ed. 2, 1987 2. Normativ pentru proiectarea si executarea instalaNiilor electrice cu tensiuni pna la 1000 V c.a. si 1500 V c.c. - indicativ I 7-02, cap. 7.1 3. InstrucNiuni privind compensarea puterii reactive n reNelele electrice de distribuNie si la consumatorii industriali si similari, indicativ PE 120 4. Prospect FRAKO - Reactive Power Control Relay Model RM 9606 5. Prospect SIEMENS - Power Factor Correction, Basic principles, practical application harmonic suppression 6. Emil Simion, T. Maghiar, Electrotehnica, Editura Tehnica, Bucuresti, 1981. 7.Andrei C. Cziker, Mircea Chindris, Managementul energiei electrice. Aplicatii, Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca, 2004. 8. Dan Doru Micu, Andrei Ceclan, Metode numerice. Aplicatii in ingineria electrica. Programe si algoritmi Mathcad, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, 2007 9. Normativul I7/2002 10.MORANCEA, S., Instalatii electrice industriale, Editura Corvin, Deva, 2004 11.PETRESCU, Gh. S.a., Manualul inginerului electrician, Editura Tehnica, Bucuresti 12.COMSA, D., Proiectarea instalatiilor electrice industriale, E.D.P., Bucuresti, 1983 13.BALAURESCU, D., mbunatatirea factoruluii de putere, Editura tehnica, Bucuresti. 14.VAREL, Automatic power factor improvement equipment, 2004 15.www.e-lee.net 16.http://ro.traconelectric.com/product/75573 17.http://www.magazin.euro1.ro/1320-chint-disjunctor-4p-63a-45ka-dz47.html 18.http://www.regielive.ro 19.http://www.tme.eu/dok/09_kondensatory_i_kwarce/4_16_10.pdf