Co zrobić, jeśli rezonans jest możliwy, ale mało prawdopodobny?
Obecnie dotyczy to dziś znacznej części projektowanych urządzeń, np.:
Urządzenie monitorujące EMA 1101 jest niezwykle przydatne do ochrony niepodłączonego systemu przed nawet sporadycznym rezonansem. Monitoruje sieć we wszystkich 3 przewodach fazowych, wyłącza system w przypadku przekroczenia niebezpiecznego poziomu harmonicznych i włącza go z powrotem automatycznie, jeśli poziom ten spadnie poniżej poziomu krytycznego. Maksymalne wartości, które wystąpiły pozostają jednak zachowane i mogą być odczytywane poprzez połączenie magistrali EMA 1101.
Regulator mocy biernej EMR 1100 może być również stosowany w sieciach o symetrycznych obciążeniach. Monitoruje wystąpienie rezonansu. Regulator mocy biernej EMR 1100 określa napięcia harmoniczne danej fazy i oblicza wartość prądu kondensatorów. W przypadku przekroczenia wartości granicznej urządzenie jest wyłączane i załączane ponownie, jeśli wartość ta spadnie poniżej progu.
W takich przypadkach często stosowane są systemy kompensacyjne, wyposażone w dławiki.
Projektowanie systemów kompensacyjnych w sieciach z wyższymi harmonicznymi
Najlepsze informacje na temat planowanej kompensacji do użytkowanej sieci uzyskuje się poprzez:
Wartości pomiaru bez kompensacji, pomnożone przez współczynnik rezonansu z analizy sieci.
Przykład:
Przeciętna sieć niskiego napięcia z transformatorem 1000 kVA. Rozdzielnica jest połączona dwoma równolegle ułożonymi kablami o długości 20 m (odpowiada impedancji 10m kabla). Jako obciążenie można brać pod uwagę tylko czyste obciążenie rezystancyjne, ponieważ np. silniki asynchroniczne nie tłumią harmonicznych. Gdy system jest w pełni włączony przy 400kVar, piąta harmoniczna (250Hz) zostaje wzmocniona przez współczynnik około 3. Przy 250kVar siódma harmoniczna zostaje wzmocniona przez współczynnik około 4!
W ciągu dnia, przy wyższym tłumieniu sieci, współczynniki te są niższe, wieczorem i w weekendy współczynnik wzmocnienia siódmej harmonicznej może być wyższy.
Środki zapobiegające powstawaniu rezonansów
Jeżeli podczas projektowania systemu kompensacji – z uwagi na wzmocnienia harmonicznych wywołane rezonansem – można spodziewać się wyższych poziomów napięcia niż:
wówczas w sieci niskiego napięcia mogą wystąpić poważne zakłócenia:
Jeżeli poziom poszczególnych harmonicznych bez kompensacji jest większy niż 1,5% (7-ej harmonicznej i wyższych harmonicznych) lub 2% (5-ej harmonicznej) a częstotliwość rezonansowa sieci może być zbliżona do tych harmonicznych, należy oczekiwać, że te dopuszczalne wartości graniczne zostaną przekroczone przez wzmocnienie rezonansowe. Aby nie zagrażać bezpieczeństwu pracy sieci niskiego napięcia, w takich sytuacjach należy stosować wyłącznie dławikowe systemy kompensacji.
Zastosowanie dławików zmniejsza częstotliwość rezonansową do wartości poniżej 250Hz.
Wszystkie harmoniczne powyżej częstotliwości rezonansowej zostają osłabione (tłumione)
Kondensator dławikowy jest szeregowym połączeniem kondensatora i dławika, którego szereg częstotliwości rezonansowej jest tak dobrany przez konstrukcję dławika, że leży poniżej 5 harmonicznej (250Hz). Układ jest zatem indukcyjny dla wszystkich częstotliwości powyżej szeregowej częstotliwości rezonansowej, rezonans pomiędzy kondensatorami i reaktywnymi elementami impedancyjnymi w sieci nie jest już możliwy. System dławikowy odsysa część prądów harmonicznych. Aby uniknąć przeciążenia piątą harmoniczną, która jest zawsze obecna w sieci, częstotliwość rezonansowa jest zwykle ustawiona na 189Hz i poniżej.
Tłumienie określane jest albo po częstotliwości rezonansowej dławika kondensatora albo po względnym spadku napięcia “p” na dławiku. Obie wartości są ze sobą powiązane według następującego wzoru:
na przykład:
p = 0,07 (7%)
fr = 189Hz
Strona korzysta z plików cookie.