Капацитивна компензација

Компензација јалове снаге која се постиже додатним капацитивним оптерећењем назива се капацитивна компензација. Ова врста компензације је традиционална за вучне трафостанице наизменичне струје у Руској Федерацији, где је на овај начин могуће значајно повећати ефикасност опреме и смањити губитке.

На пример, пропусност железничког електротранспорта је значајно повећана захваљујући капацитивној компензацији реактивне снаге, односно употребом кондензаторских блокова. А како се напон мреже мења на овај или онај начин, онда се кондензаторске банке морају подесити. Капацитивна компензација може бити уздужна, попречна и уздужно-попречна, што ће бити детаљно описано у наставку текста.

Бочна капацитивна компензација — КУ

Капацитивна бочна компензација се односи на смањење компоненте реактивне струје услед прикључења додатног извора реактивне снаге директно на оптерећење. Прилагођене кондензаторске банке укључују не само кондензаторе већ и реакторимаспојени серијски или паралелно са кондензаторима. Степ уређаји омогућавају искључивање и укључивање појединих степеница кондензатора или чак промену шеме повезивања уређаја.

Регулисане кондензационе јединице са реакторима

Ако је контролисани реактор повезан паралелно са банком кондензатора, онда ће укупна реактивна снага таквог кондензаторског постројења бити једнака разлици између реактивних снага реактора и капацитивности. Конкретно, ако је реактивна снага батерије кондензатора једнака реактивној снази реактора, тада постројење као целина неће генерисати никакву реактивну снагу.

Подешавањем параметара реактора, сходно смањењу његове снаге, повећава се реактивна снага коју генерише цела кондензаторска банка. Стање реактора се регулише подешавањем засићења челика магнетног кола када је попречно или уздужно магнетизован једносмерном струјом. Данас се попречни отклон реактора више не користи због неекономичности овог приступа.

Данас су скоро свуда у мрежама, почев од 35 кВ, регулисани реактори тиристори… Величина струје реактора од нуле до номиналне се у таквим колима поставља кроз угао паљења тиристора. Овај метод управљања реакторима је прилично поуздан, иако укључује уз присуство виших хармоника, који се морају елиминисати филтерима са непарним хармоницима.

Да би се смањио напон са којим тиристори овде раде, користи се реактор-трансформатор или се кондензаторска банка и коло са тиристорима повезују преко опадајућег трансформатора (аутотрансформатора).

На слици је приказан дијаграм статичког тиристорског компензатора са групом пригушница, који се контролише тиристорима и има кола за филтрирање компензатора. Генерално, компензатор укључује:

• једнофазна тиристорско-реакторска група, која омогућава несметану регулацију реактивне снаге;

• коло за компензацију филтера које служи као филтер са вишим хармоницима и извором реактивне снаге;

• Нископропусни филтер који смањује деструктивни ефекат резонантних феномена за тиристорски компензатор.

Поред тога, статички компензатор укључује систем управљања и заштите који се састоји од тиристорских блокова за контролу и заштиту релеја, као и модула за хлађење тиристора.

Јединице са степенастом регулацијом

Инсталација степенасте регулације обухвата неколико секција, тако да би, ако је потребно, за подешавање струје, напона или реактивне снаге, било могуће искључити или спојити једну или другу секцију. Инсталација садржи банку кондензатора, реактор, круг за гашење и главни прекидач.

Најважнија ствар у дизајну кондензаторског модула са степенастом регулацијом је правилно организовање ограничења пренапона и струја у моментима спајања и искључења секција. Пролазни процеси су фактор смањене поузданости оваквих инсталација.

Уздужна капацитивна компензација — УПЦ

Да би се смањио утицај индуктивне компоненте вучне мреже и трансформатора на напон пантографа електричних локомотива, користе се уздужне капацитивне компензационе инсталације, односно кондензатори се спајају серијски са њима.

На вучним подстаницама у Русији, инсталације уздужне компензације постављају се у усисне водове, где ове инсталације повећавају напон, помажу у отклањању ефеката напредовања или кашњења фазе, унапређују симетрију напона при једнаким струјама у краковима, снижавају напонску класу опреме и генерално поједноставити дизајн инсталације.

На слици је приказан један од ових одељака. Овде се преко кондензатора и отпорника, преко тиристорског прекидача, напон доводи до нисконапонских намотаја два серијски спојена трансформатора. Високонапонски намотаји ових трансформатора су повезани у супротним смеровима. У тренутку кратког споја расте напон на кондензаторима инсталације. И чим напон достигне ниво подешавања, тиристорски прекидач се отвара, лук се одмах запали у пражњењу и наставља да гори све док се вакуумски контактор не затвори на делић секунде.

Оваква подешавања помажу да се смање флуктуације напона у пантографима и да напони магистрале буду симетрични. Недостаци укључују теже услове рада кондензатора, у вези са којима инсталације овог типа захтевају ултрабрзу заштиту. Најбоље је користити ЦПЦ заједно са КУ.