INSTALATII PENTRU COMPENSAREA PUTERII REACTIVE IN RETELELE ELECTRICE

Instalatii pentru compensarea puterii reactive in retelele electrice

1. Circulatia de putere reactiva in sistemul electroenergetic. Factorul de putere

Asa cum s-aratat ( 3.1), in retelele de curent alternativ fara receptoare deformante simultan cu circulatia de putere activa care are loc intr-un singur sens, de la generator la receptor, are loc si o circulatie de putere reactiva

In absenta receptoarelor deformante, puterea aparenta S este legata de puterile activa si reactiva prin relatia

(1.1)

care poate fi ilustrata grafic sub forma triunghiului puterilor (fig. 3.1.3).

Puterea reactiva a sarcinii totale a unui consumator de energie electrica are, de regula, un caracter inductiv, curentul de sarcina fiind defazat in urma tensiunii ; in acest caz, se considera, conventional, ca puterea reactiva este pozitiva (Q_L > ) si ca receptoarele reprezinta consumatori de putere reactiva. Pentru alte receptoare, curentul absorbit este defazat inaintea tensiunii ; receptoarele in cauza sunt considerate, conventional, surse de putere reactiva iar puterea reactiva corespunzatoare se ia in calcule cu semnul minus
(Q_C < 0).

Puterea reactiva totala este :

Relatia dintre puterile activa si reactiva este caracterizata prin factorul de putere care, in regim sinusoidal, reprezinta cosinusul unghiului de defazaj dintre tensiunea retelei si curentul din retea exprimat, de regula (in retele trifazate), sub una din formele :

In regim nesinusoidal, factorul de putere K tine seama si de puterea deformanta, dar nu mai are aceeasi semnificatie ca mai sus.

Expresia (1.2) defineste factorul de putere instantaneu, la un anumit moment din functionarea unei instalatii, obtinut prin masurarea simultana a puterilor activa si reactiva sau a puterii active, tensiunii si curentului.

Intrucat functionarea instalatiilor unui consumator este caracterizata, in general, de o sarcina variabila in timp, ceruta de procesul tehnologic si de programul de lucru, se defineste un factor de putere mediu ponderat pe o anumita perioada de timp (de exemplu, o luna), pe baza consumului de energie activa W_a si de energie reactiva W_r :

(1.3)

care serveste, uzual, la aprecierea instalatiei consumatorului si la tarifarea energiei electrice consumate de acesta.

Factorul de putere mediu ponderat este de doua feluri :

- natural, cand se stabileste pentru o instalatie in care nu sunt conectate instalatii speciale de compensare ;

- general, cand se determina luand in considerare instalatiile de compensare speciale ale consumatorului.

Valoarea factorului de putere mediu ponderat general corespunzator careia nu se tarifeaza energia reactiva consumata este denumita factor de putere neutral si este 0,92.

Factorul de putere serveste ca masura a puterii reactive vehiculate in retea, in raport cu puterea activa ceruta de consumator. In felul acesta, reducerea consumului si circulatiei de putere reactiva este, in general, echivalenta cu imbunatatirea factorului de putere.

2. Consumatori de putere reactiva

Functionarea multor receptoare este insotita de consumarea din retea nu numai de putere activa ci si de putere reactiva. Acestea sunt receptoarele care, conform principiului de functionare, utilizeaza campul magnetic alternativ, cum sunt motoarele asincrone, cuptoarele de inductie, transformatoarele de sudura, redresoarele alimentate prin transformatoare, precum si elementele retelelor de transport si distributie (transformatoarele, liniile, reactoarele).

Principalii consumatori de putere reactiva sunt motoarele asincrone si transformatoarele carora le revine circa 60% respectiv 25% din toata puterea reactiva a sistemului electroenergetic legata de producerea campurilor magnetice alternative ; la nivelul consumatorilor industriali, ponderile sunt : circa 70% pentru motoarele asincrone si 20% pentru transformatoare. Diferenta dintre consumurile de putere reactiva la motoarele asincrone si transformatoare, la aceeasi putere activa si aceeasi solicitare magnetica, provine din faptul ca puterea reactiva de magnetizare, care constituie cea mai importanta componenta a puterii reactive, depinde de volumul circuitului magnetic la care, in cazul motoarelor asincrone, se adauga si volumul intrefierului (inexistent la transformatoare). O alta componenta a puterii reactive a motoarelor asincrone si transformatoarelor este puterea reactiva de dispersie, care este functie de sarcina.

In cazul motoarelor asincrone, puterea reactiva de magnetizare (sau puterea de mers in gol) constituie cea mai mare parte din puterea reactiva a motorului, in functie de intrefierul si de incarcarea masinii

Avand in vedere incarcarea medie in exploatare (evaluata prin factorul de incarcare
b = P/P_n, b < 0,5), se poate aproxima puterea reactiva a unui motor asincron ca fiind constanta si independenta de sarcina, in timp ce puterea activa depinde de sarcina motorului. Se mentioneaza, de asemenea, ca puterea activa a motoarelor asincrone ramane practic constanta la abateri mici ale tensiunii fata de tensiunea nominala, pe cand puterea reactiva depinde esential de variatia tensiunii.

In conditii reale de exploatare, puterea reactiva totala a transformatoarelor poate fi evaluata la 10% din puterea nominala (8% puterea de mers in gol si 2% puterea de dispersie).

Instalatiile cuptoarelor electrice cu arc consuma putere reactiva prin transformatorul de alimentare a cuptorului, autotransformatorul reglabil al cuptorului si circuitul de alimentare a cuptorului de la transformator ; puterea reactiva a cuptorului cu arc propriu-zis este neglijabila . Factorul de putere al instalatiei este, de obicei, suficient de mare (0,8 0,9) dar consumul absolut de putere reactiva este mare, raportat la puterea cuptorului (care poate ajunge la 40 MVA).

Un redresor trifazat comandat consuma o putere reactiva

(2,1)

unde : este valoarea medie a curentului redresat ; - valoarea medie a tensiunii redresate ;- tensiunea redresata ideala in gol corespunzatoare tensiunii alternative

iar factorul de putere pentru fundamentala este :

(2.2)

3. Surse de putere reactiva

Cele mai utilizate surse de putere reactiva ale consumatorilor industriali sunt motoarele sincrone existente in instalatie si bateriile de condensatoare instalate special in acest scop.

Motoarele sincrone supraexcitate, functionand cu factor de putere capacitiv, pot genera o putere reactiva maxima :

(3.1)

determinata de marimile nominale ale motorului (puterea P_n, factorul de putere cosj_n si randamentul h_n) si de incarcarea maxima cu putere reactiva, exprimata prin factorul a_m care depinde de tipul motorului, de incarcarea cu putere activa (b) si de tensiunea relativa la borne U/U_n (pentru cosj_n = 0,9 capacitiv : b a_m b a_m

Condensatoarele derivatie furnizeaza o putere reactiva Q_c functie de capacitatea C a condensatorului si de tensiunea U_c la bornele acestuia :

(3.2)

4. Efectele circulatiei de putere reactiva

Energia reactiva este inutilizabila din punct de vedere practic, neputand fi convertita in alta forma de energie in scop util. Circulatia de putere reactiva in retelele electrice, alaturi de circulatia de putere activa solicitata de receptoarele electrice, este insa inevitabila in prezenta receptoarelor sau altor elemente a caror functionare se bazeaza pe campul electric sau magnetic si produce efecte negative in retelele respective.

Asupra furnizorului de energie electrica se manifesta urmatoarele efecte :

- scaderea capacitatii de producere si de transport a puterii active intrucat, din considerente de incalzire, marimea caracteristica a generatoarelor, transformatoarelor si liniilor de transport este puterea aparenta ; puterea activa generata si transportata va fi cu atat mai redusa cu cat puterea reactiva va fi mai mare

(4.1)

- cresterea pierderilor de putere activa in instalatiile de transport si distributie, pierderile datorate circulatiei de putere reactiva (proportionale cu patratul puterii
reactive) adunandu-se la pierderile datorate circulatiei de putere activa , la aceeasi rezistenta R a liniei

(4.2)

- cresterea pierderilor de tensiune ; pierderile de tensiune au valoarea ( 10.3) :

(4.3)

R si X fiind rezistenta respectiv reactanta circuitului considerat, iar U - tensiunea aplicata.

Pentru a asigura mentinerea tensiunii la valori normale, sunt necesare transformatoare cu prize de reglaj (eventual, cu reglaj sub sarcina), iar pentru furnizarea puterii active cerute trebuie instalate noi capacitati in centrale si noi linii de transport.

In instalatiile consumatorului se constata :

- cresterea pierderilor de tensiune, cu consecinte negative asupra cuplului de pornire al motoarelor asincrone (proportional cu patratul tensiunii) si asupra functionarii altor receptoare (in particular, a lampilor pentru iluminat) ;

- cresterea incalzirii conductoarelor retelei de distributie, datorita cresterii curentului aparent , la aceeasi putere activa consumata (la cosj = 0,6, curentul creste in raportul 1/cosj = 1,66, iar puterea in raportul 1/cos²j = 2,77 fata de un consumator rezistiv).

Totodata, consumatorul trebuie sa suporte costul energiei reactive consumate peste limita corespunzatoare factorului de putere neutral.

5. Cauzele consumului ridicat si nerational de putere reactiva
si ale factorului de putere scazut

Trecerea in revista a principalilor consumatori de putere reactiva ( 2) scoate in evidenta ponderea mare a puterii reactive consumate de motoarele asincrone. Cauzele consumului ridicat si nerational de putere reactiva trebuie cautate deci in primul rand la aceasta categorie de receptoare ; ele constau in :

a. Functionarea motoarelor asincrone neincarcate suficient sau in gol. Factorul de incarcare al motoarelor care functioneaza in instalatiile unui consumator este cuprins aproximativ in limitele (1,2 1,4)k_c, k_c fiind coeficientul de cerere care depinde de specificul consumatorului. Factorul de incarcare mediu in industria constructoare de masini, de exemplu, este cuprins intre 0,2 si 0,3, ceea ce corespunde unui factor de putere redus
(0,4 0,6). Slaba incarcare provine, in parte, din existenta unui numar redus de trepte standardizate de putere la motoare, care face ca puterea motorului de antrenare sa fie aleasa totdeauna superioara puterii cerute de mecanismul actionat. Pe de alta parte, regimul real de incarcare a masinilor antrenate este, de regula, mai usor decat cel nominal. In plus exista numeroase pauze in functionarea masinii antrenate, cerute in principal de procesul tehnologic dar si de organizarea muncii, in timpul carora motorul functioneaza in gol.

b. Executarea unor reparatii necorespunzatoare. Cresterea intrefierului (prin strunjirea rotorului) sau reducerea numarului de spire in crestatura statorului (la rebobinare) au ca efect cresterea curentului de magnetizare si deci a puterii reactive consumate.

c. Cresterea tensiunii de alimentare la reducerea sarcinii transformatoarelor (de exemplu, in schimbul de noapte). Cresterea tensiunii duce la marirea curentului de magnetizare.

In acelasi timp, inrautatirea factorului de putere se datoreste functionarii transformatoarelor slab incarcate timp indelungat.

Schemele adoptate pentru redresoarele comandate pot conduce, de asemenea, la un factor de putere scazut.

O contributie la circulatia de putere reactiva revine si lampilor cu descarcare electrica in vapori metalici care functioneaza in scheme cu balast inductiv necompensate.

6. Mijloace pentru evitarea consumului si circulatiei nerationale
de putere reactiva si pentru imbunatatirea factorului de putere

6.1. Principii

Analiza cauzelor consumului mare si nerational de putere reactiva ( 5) si a functionarii consumatorilor de putere reactiva ( 2) scoate in evidenta faptul ca factorul de putere al acestora, chiar in conditii de functionare nominale, se gaseste sub valoarea factorului de putere neutral. In plus, datorita conditiilor reale de exploatare, apare o scadere si mai pronuntata a factorului de putere. Rezulta ca imbunatatirea factorului de putere trebuie sa vizeze doua aspecte :

- aducerea factorului de putere al receptoarelor, in exploatare, cat mai aproape de factorul de putere nominal ;

- cresterea factorului de putere cel putin pana la valoarea factorului de putere neutral.

Corespunzator, mijloacele de imbunatatire a factorului de putere se grupeaza in mijloace naturale si mijloace speciale.

Mijloacele naturale tin de alegerea si exploatarea corecta si rationala a utilajelor existente in instalatii si constau in masuri tehnico-organizatorice cum sunt :

- incarcarea cat mai completa a motoarelor asincrone ;

- inlocuirea motoarelor asincrone supradimensionate ;

- inlocuirea transformatoarelor slab incarcate ;

- folosirea unui grafic adecvat de functionare a transformatoarelor in paralel ;

- folosirea unor scheme adecvate pentru redresoarele comandate ;

- alimentarea cu tensiune redusa a motoarelor asincrone supradimensionate ;

-deconectarea motoarelor si transformatoarelor de sudura la mers in gol ;

- executarea de reparatii corecte ale motoarelor ;

- inlocuirea motoarelor asincrone cu motoare sincrone ;

- folosirea optima a capacitatii de compensare a motoarelor sincrone existente in instalatie.

Dupa epuizarea mijloacelor naturale, se va recurge la mijloacele speciale care se refera la folosirea locala a unor surse de putere reactiva special instalate, care sa compenseze in mare parte consumul de putere reactiva, evitand vehicularea acesteia pe o portiune mare a retelei. In principal, se recurge la :

- utilizarea compensatoarelor sincrone ;

- utilizarea compensatoarelor statice, sub forma bateriilor de condensatoare.

In cele ce urmeaza , vor fi analizate succint cele mai importante din mijloacele folosite in instalatiile consumatorului.

6.2. Cresterea coeficientului de incarcare a motoarelor

Printr-o organizare mai buna a productiei, se poate asigura o functionare a motoarelor asincrone cat mai aproape de regimul nominal, asigurand efectuarea de operatii adecvate puterii fiecarei masini, precum si evitarea pauzelor inutile (netehnologice).

6.3. Inlocuirea motoarelor asincrone supradimensionte

In cazurile in care se poate stabili cu exactitate puterea necesara functionarii masinii antrenate, in anumite conditii de exploatare, constatandu-se ca aceasta se gaseste si se mentine cu mult sub puterea nominala a motorului electric, se pune problema folosirii unui motor de putere mai mica. In aceasta situatie, trebuie avute in vedere urmatoarele aspecte :

- inlocuirea sa fie permisa de conditiile de montaj (spatiul disponibil, accesibilitate, cuplaje si transmisii) ;

- supraincarcarea sa nu fie posibila ;

- reducerea puterii este insotita de reducerea randamentului motorului (putand duce la cresterea consumului de putere activa in motor) si de scaderea pierderilor de putere pe reteaua de alimentare (efectul principal resimtindu-se cu precadere in instalatiile furnizorului).

Rentabilitatea inlocuirii este asigurata daca rezulta o reducere a pierderilor de putere activa in sistemul electroenergetic si in motor iar cheltuielile de investitii ocazionate de inlocuire se amortizeaza in 7 ani, pe seama economiei de energie realizate.

Studiile efectuate arata ca, in conditiile mentionate anterior :

- se recomanda inlocuirea tuturor motoarelor asincrone incarcate in medie sub 45% din puterea nominala ;

- inlocuirea motoarelor asincrone incarcate in medie cu 45 70% din puterea nominala este posibila in urma unui studiu tehnico-economic de rentabilitate.

6.4. Alimentarea cu tensiune redusa a motoarelor asincrone slab incarcate

Factorul de putere al unui motor asincron creste la scaderea tensiunii aplicate, datorita reducerii curentului de magnetizare. Concomitent, scade cuplul dezvoltat de motor (cu patratul raportului tensiunilor). Rezulta ca un motor incarcat timp indelungat cu sarcina redusa poate fi alimentat cu tensiune redusa.

Procedeul practic consta in modificarea conexiunilor din triunghi in stea la motoarele incarcate timp indelungat sub 30% din sarcina normala si care au conexiunea in triunghi la functionarea normala. Astfel, daca slaba incarcare este permanenta iar pornirea se face in gol, se recurge la schimbarea definitiva a conexiunilor la bornele motorului, acesta urmand sa dezvolte un cuplu de trei ori mai mic decat cuplul nominal. Daca incarcarea slaba este temporara sau pornirea se face in sarcina, alimentarea motorului se realizeaza prin intermediul unui comutator stea-triunghi ; pe perioada slab incarcata se utilizeaza conexiunea in stea iar la incarcare mai mare sau la pornire se trece la conexiunea in triunghi.

Sarcina incepand de la care se trece la conexiunea in triunghi rezulta din asigurarea stabilitatii in functionare, prin evitarea ajungerii la 'deprinderea' motorului, precum si a incalzirii admisibile. Avand in vedere ca cuplul de desprindere este aproximativ dublul cuplului nominal, in cazul conexiunii in stea acesta reprezinta 2/3 din cuplul nominal al motorului ; adoptand un coeficient de siguranta 1,5, rezulta ca functionarea in triunghi se impune incepand cu cuplul 2/4,5 0,44 din cuplul nominal.

Functionarea in stea asigura si imbunatatirea randamentului, prin scaderea pierderilor in fier (dependente de tensiune).

6.5. Deconectarea motoarelor si transformatoarelor de sudura la functionarea
in gol

Avand in vedere ca puterea reactiva de mers in gol a motoarelor asincrone si a transformatoarelor are o pondere importanta, in schemele de comanda se prevad limitatoare de mers in gol, care sa asigure deconectarea acestora ori de cate ori pauza dintre operatiile active efectuate depaseste o anumita valoare. Prin deconectare, se asigura reducerea consumului atat de energie activa cat si de energie reactiva.

Tinand seama de puterea activa consumata la pornirea motorului, dupa fiecare intrerupere, folosirea limitatoarelor de mers in gol devine rentabila pentru pauze de lucru care depasesc 10 secunde ; imbunatatirea factorului de putere mediu ponderat se obtine deja la eliminarea pauzelor peste 4 secunde.

6.6. Inlocuirea motoarelor asincrone cu motoare sincrone si
utilizarea capacitatii de compensare a motoarelor asincrone in functiune

Motoarele sincrone prezinta avantajul, fata de motoarele asincrone, ca pot functiona cu orice factor de putere, inductiv sau capacitiv sau egal cu 1, prin reglarea curentului de excitatie. Apare deci utila, din punct de vedere al consumului de putere reactiva si al factorului de putere, inlocuirea, ori de cate ori este posibil, a motoarelor asincrone cu motoare sincrone. Practic, inlocuirea se recomanda cu precadere pentru puteri peste 100 kW.

Prin capacitatea de compensare a unui motor sincron se intelege raportul dintre puterea reactiva furnizata in retea, prin supraexcitare, si puterea sa aparenta nominala.

Motoarele sincrone existente in instalatie si subincarcate, functionand la un factor de putere apropiat de unitate, pot fi folosite ca surse de putere reactiva, prin functionarea la curentul de excitatie nominal, utilizandu-se complet capacitatea lor de compensare.

O alta cale ar constitui-o supradimensionarea motoarelor sincrone, fata de necesitatile de putere mecanica ceruta, corespunzator unui factor de putere capacitiv, in vederea compensarii puterii reactive solicitate de alte receptoare din retea. Solutia este economica, investitia suplimentara in vederea cresterii puterii aparente fiind minima.

6. Folosirea anumitor scheme pentru redresoarele comandate

Schemele de redresare clasice, cu o singura punte, sunt caracterizate printr-un factor de putere scazut la reglaj profund (<<). In schimb, la schemele care contin un transformator cu trei infasurari si doua punti in serie comandate succesiv factorul de putere este mai bun.

6.9. Utilizarea condensatoarelor

Dintre mijloacele speciale pentru imbunatatirea factorului de putere folosite in retelele de joasa tensiune in care puterea reactiva nu depaseste 30 Mvar, se remarca in primul rand folosirea condensatoarelor ca surse de putere reactiva, datorita multiplelor avantaje oferite, printre care : constructie si exploatare simple, montaj usor, pret de cost redus, posibilitati de extindere sau de fractionare a instalatiei in functie de locul de consum si de puterea utilizata, consum redus de putere activa (0,0025 0,005 kW/kvar).

Condensatoarele trebuie utilizate cu precautie in retelele cu numar mare de convertoare statice, folosite in actionarile electrice cu tiristoare si in alte instalatii tehnologice. Sarcina neliniara a convertoarelor conduce la aparitia armonicilor superioare de rang n=kp 1 (k=1,2,3,..., p - numar de comutatii in decursul unui perioade a tensiunii alternative) :

Functionarea bateriilor de condensare impreuna cu convertoarele de putere duce la parcurgerea condensatoarelor de catre curentii armonicilor superioare, ceea ce poate avea ca efecte aparitia rezonantei de curent si de tensiune pe una din armonici si avarierea bateriei de condensatoare.

Condensatoarele pentru compensarea puterii reactive se realizeaza industrial sub forma unor module prefabricate (de exemplu, module trifazate de 15 sau 20 kvar).

7. Repartizarea si amplasarea bateriilor de condensatoare

Din punct de vedere al modului de repartizare si de amplasare a bateriilor de condensatoare, se deosebesc trei tipuri de compensare : individuala, pe grupe si centralizata.

Compensarea individuala se aplica, in primul rand, in cazul receptoarelor cu consum mare de putere reactiva (motoare asincrone, transformatoare, cuptoare electrice) si cu functionare continua, asigurand compensarea puterii reactive chiar la locul de consum si descarcand restul retelei de circulatia puterii reactive, cu toate avantajele ce decurg din aceasta (fig. 7.1, nivelul A).

La compensarea individuala a motoarelor asincrone, bateria de condensatoare este legata, de regula, direct la bornele motorului (fig. 7.2), conectarea si deconectarea de la retea realizandu-se odata cu motorul, prin acelasi aparat de comutatie. Pentru a evita supracompensarea in cazul subincarcarii si autoexcitarea in cazul franarii motorului, se compenseaza uzual circa 90% din puterea reactiva de mers in gol, asigurandu-se un factor de putere in jur de 0,9 la incarcarea normala si de circa 0,95 la incarcarea incompleta sau in gol.

Puterea reactiva necesara pentru compensarea motoarelor asincrone trifazate rezulta, in functie de puterea nominala , din tabelul 7.1.

Tabelul 7.1 Puterea reactiva la compensarea motoarelor

Compensarea individuala se aplica si corpurilor de iluminat cu lampi cu descarcare electrica in vapori metalici, capacitatea condensatoarelor fiind cea din tabelul 2, in functie de puterea lampii.

Tabelul 7.2 Condensatoare pentru compensarea lampilor

Compensarea pe grupuri de receptoare se aplica atunci cand consumatorii de putere reactiva sunt grupati, bateriile de condensatoare racordandu-se la barele tablourilor de distributie aferente grupurilor de receptoare. Puterea bateriei si modul de functionare se stabilesc in functie de curba puterii reactive necompensate a receptoarelor. Acest mod de compensare limiteaza, de asemenea vehicularea puterii reactive in reteaua din amonte de locul de montare.

Compensarea centralizata (fig. 7.1, nivelul B) se poate realiza prin racordarea bateriei de condensatoare la barele tabloului general de distributie din postul de transformare. Bateria se executa in trepte cu comutare, de regula, automat, in functie de puterea reactiva ce trebuie compensata, corespunzator functionarii receptoarelor alimentate. Bateria poate fi conectata si pe partea de medie tensiune a retelei, de exemplu in punctul de alimentare
(fig. 7.1, nivelul C). La compensarea centralizata, in medie tensiune, efectele pozitive nu se resimt la instalatiile de joasa tensiune ale consumatorului (in aval de locul de montare ).

Calculul bateriei de condensatoare

Puterea Q_b a bateriei de condensatoare se determina astfel incat, la o anumita putere activa P data, absorbita sub un factor de putere cosj , sa se obtina factorul de putere imbunatatit cosj > cosj . Pe baza figurii 1, rezulta direct :

(1)

In circuitele monofazate, capacitatea condensatoarelor bateriei se obtine din relatia :

de unde ;

(2)

Capacitatea condensatoarelor bateriei in retelele trifazate depinde de modul de conectare : in stea sau in triunghi (fig. 2).

Puterea reactiva a condensatoarelor montate pe un brat al stelei sau pe o latura a triunghiului este :

(3)

In cazul conexiunii in triunghi (fig. 2, a), rezulta :

de unde :

(4)

Pentru conexiunea in stea (fig. 2, b) :

(5)

Prin urmare, la aceeasi putere reactiva, conexiunea in triunghi necesita capacitati de trei ori mai mici decat conexiunea in stea, dar solicitarea dielectrica a acestora este de ori mai mare. In instalatiile de joasa tensiune, unde solicitarea dielectrica nu este o problema esentiala, se utilizeaza practic numai conexiunea in triunghi.

Intrucat la deconectarea de la retea, la trecerea naturala a curentului prin valoarea zero, condensatoarele raman incarcate la valoarea de varf a tensiunii retelei, prezentand pericol de electrocutare, se prevad rezistente de descarcare R_d montate in paralel cu condensatoarele C, care asigura, dupa deconectare, scaderea tensiunii la bornele condensatoarelor la o valoare admisibila U_a intr-un timp t_d (fig. 3). Valoarea rezistentei de descarcare se obtine din ecuatia procesului tranzitoriu de descarcare :

Punand conditia ca la t = t_d sa se asigure u_c = U_a, rezulta :

(6)

Normativele in vigoare impun t_d = 60 s, U_a = 40 V.

Dat fiind consumul minim de putere activa in rezistentele de descarcare (P_R = U²/R_d), acestea se mentin, de regula conectate permanent in paralel cu bateria. In retelele trifazate, se recomanda montarea rezistentelor de descarcare in triunghi, in vederea asigurarii descarcarii condensatoarelor si la intreruperea unei rezistente.

La compensarea individuala a motoarelor si transformatoarelor, descarcarea condensatoarelor are loc pe infasurarile acestora.

9. Circuitul bateriei de condensatoare

Circuitul unei baterii de condensatoare de joasa tensiune cuprinde : cablul de legatura, aparate de comutatie, aparate de protectie si aparate de masura.

Alegerea elementelor circuitului de putere se face plecand de la curentul nominal

Pentru curenti de valori mari, bateria se poate imparti pe mai multe circuite in paralel, in care caz curentul nominal de calcul se determina in functie de puterea reactiva a fiecarui circuit in parte.

Trebuie avut in vedere ca in circuit pot apare suprasarcini, prin cresterea frecventei retelei sau atunci cand tensiunea de alimentare contine armonici superioare.

Trebuie luat in considerare curentul de varf la conectarea sarcinii capacitive.

Conductoarele de alimentare trebuie dimensionate pentru un curent de calcul

Contactoarele si intreruptoarele se aleg in functie de capacitatea de comutare a puterii reactive, indicata in cataloagele de produs.

Releele/declansatoarele termice si electromagnetice din circuit se regleaza la

Sigurantele fuzibile vor avea curentul nominal al elementului de inlocuire

Pentru a putea verifica starea condensatoarelor si tensiunea la bornele lor, fiecare circuit al bateriei este prevazut cu cate un ampermetru pe fiecare faza (eventual, prin intermediul unui transformator de masura de curent) si cu un voltmetru, conectat prin intermediul unui comutator voltmetric, care poate masura tensiunile de linie si de faza.

Bateria de condensatoare poate fi realizata in trepte care se conecteaza sau se deconecteaza separat, in functie de variatiile puterii reactive in punctul de racordare. Comutarea treptelor se poate face manual sau automat. Ca aparate de comutatie se folosesc contactoare.