BADANIE EKSPLOATACYJNE KONDENSATORÓW ENERGETYCZNYCH

Transkrypt

1 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH. el ćwiczenia elem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie studentów z badaniami eksploatacyjnymi kondensatorów energetycznych, przeznaczonych do kompensacji mocy biernej. Zakres ćwiczenia obejmuje przeprowadzenie wybranych badań jednostki kondensatorowej, zgodnie z obowiązującymi obecnie przepisami [].. Program ćwiczenia.. kłady pomiarowe Do pomiaru pojemności metodą techniczną wykorzystuje się dwa układy jednofazowego zasilania i, z których pierwszy jest źródłem napięcia sinusoidalnego, drugi zaś źródłem napięcia odkształconego. Schemat układu pomiarowego przedstawiony został na rys... Poza opisanymi powyżej, przyjęto na nim następujące oznaczenia: w - wyłącznik, A - amperomierz, V woltomierz, Osc - oscyloskop,,, - pojemności fazowe badanego kondensatora. A S V R T Osc Rys... Schemat układu do pomiaru pojemności kondensatorów metodą techniczną - -

2 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH Na rysunku. przedstawiono układ do pomiaru symetrii obciążenia poszczególnych faz kondensatora, przyjmując następujące oznaczenia: A, A, A - amperomierze, V - woltomierz, P w - przełącznik woltomierza,,, - pojemności fazowe badanego kondensatora... Przebieg ćwiczenia. Przeprowadzić oględziny zewnętrzne badanego kondensatora.. Odłączyć oporniki rozładowcze. Sprawdzić induktorem stan izolacji poszczególnych faz w stosunku do obudowy.. Sprawdzić ciągłość obwodu rozładowania.. układzie jak na rys... pomierzyć pojemności badanego kondensatora, zasilając kolejno zaciski R-S, S-T i R-T ze źródła napięcia i zaobserwować na ekranie oscyloskopu kształt krzywej napięcia zasilającego i prądu pobieranego prze kondensator. 5. Powtórzyć czynności wykonane w p., zasilając kondensator ze źródła. 6. układzie jak na rys.. przeprowadzić kontrolę równomierności obciążenia poszczególnych faz kondensatora. Pomierzyć napięcia międzyprzewodowe. waga: Po każdym odłączeniu od sieci kondensator należy rozładować. A R R S T A T S A P w V Rys... Schemat układu do pomiaru symetrii obciążenia faz kondensatora - -

3 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH.. Opracowanie wyników pomiarów. Na podstawie uzyskanych wyników obliczyć pojemności fazowe badanej jednostki kondensatorowej, ich procentowe różnice w stosunku do znamionowej pojemności fazowej kondensatora oraz ocenić wpływ kształtu krzywej napięcia zasilającego na pomiar pojemności,. Obliczyć procentowe różnice prądu obciążenia poszczególnych faz kondensatora w stosunku do obciążenia znamionowego.. Porównać wyniki badań wykonanych w p., i przebiegu ćwiczenia oraz wyniki obliczeń z wymaganiami obowiązujących przepisów i na tej podstawie ocenić stan techniczny badanego kondensatora i jego przydatność do dalszej eksploatacji.. Podstawy teoretyczne.. stęp celu oceny stanu technicznego baterii kondensatorów przeznaczonych do kompensacji mocy biernej, przeprowadza się badania eksploatacyjne tych kondensatorów, polegające na wykonaniu prób i pomiarów określonych ściśle przepisami []. Badania te można podzielić na rodzaje: ) badania przeprowadzane przed przyjęciem do eksploatacji baterii kondensatorów nowych lub po remoncie, ) badania przeprowadzane okresowo w czasie eksploatacji jako oględziny, przeglądy oraz pomiary. Badania eksploatacyjne są zawsze poprzedzone gruntownymi badaniami fabrycznymi: a) typu, b) wyrobu przeprowadzanymi przed przekazaniem kondensatorów do odbiorcy. Zakres i sposób przeprowadzania tych badań zostały określone przez S. Grzybowskiego []. ćwiczeniu Rozpatruje się jedynie okresowe badania eksploatacyjne wymienione w p.. - -

4 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH.. Oględziny zewnętrzne Oględziny baterii kondensatorów należy przeprowadzać, nie rzadziej niż: ) raz na miesiące - baterii nie wyposażonych w zabezpieczenia od skutków uszkodzeń wewnętrznych lub zainstalowanych w miejscach ze stałą obsługą, ) raz na 6 miesięcy - baterii kondensatorów wyposażonych w zabezpieczenia od skutków uszkodzeń wewnętrznych lub zainstalowanych w miejscu bez stałej obsługi. Niezależnie od tych terminów oględziny baterii należy przeprowadzać: w czasie załączania baterii przez obsługę, po wyłączeniu baterii, spod napięcia spowodowanego przekroczeniem dopuszczalnej temperatury otoczenia []. trakcie przeprowadzania oględzin należy sprawdzić stan jednostek kondensatorowych (wraz z obwodami rozładowania) oraz stan ochrony przeciwporażeniowej, stan urządzeń zabezpieczających, regulatorów, łączników, a także stan ogrodzeń i osłon ochronnych. Szczególne uwagę należy zwrócić na wybrzuszanie ścianek obudowy kondensatora, czystość izolatorów i ewentualne ślady wycieku oleju. Jednostka kondensatorowa z wymienionymi uszkodzeniami nie nadaje się do eksploatacji... Badania przeglądowe baterii kondensatorów Przeglądy baterii kondensatorów należy przeprowadzać nie rzadziej niż raz w roku. Jeśli bateria jest przyłączona bezpośrednio (bez łączników) do urządzeń elektroenergetycznych, to przeglądy jej powinny być dokonywane razem z przeglądami tych urządzeń. czasie przeglądów baterii kondensatorów wykonuje się badania podstawowe. Są to: ) oględziny w zakresie opisanym w p.., ) sprawdzenie izolacji oraz ciągłości obwodów rozładowania kondensatora, ) pomiar obciążenia prądowego poszczególnych faz baterii i kontrola jego nierównomierności, ) pomiar napięcia zasilania. Sprawdzenie izolacji kondensatorów przeprowadza się pomiędzy zwartymi zaciskami a obudową, megaomomierzem,5 kv, w celu stwierdzenia braku zwarcia. Kontrola ta dotyczy kondensatorów z izolowanymi biegunami. - -

5 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH Sprawdzenie ciągłości obwodów rozładowania umożliwia wykrycie ewentualnych przerw w tym obwodzie. Pomiar obciążenia prądowego poszczególnych faz baterii przeprowadza się za pomocą amperomierzy, przy równoczesnym pomiarze napięcia zasilania. yniki pomiarów należy uznać za zadowalające, jeżeli: ) obciążenie prądowe nie przekroczy 0% wartości prądu znamionowego baterii, ) różnica obciążenia prądowego poszczególnych faz baterii, w odniesieniu do fazy o największym obciążeniu, nie przekracza: a) 0% - dla baterii łączonych w trójkąt, b) 5% - dla baterii łączonych w gwiazdę, ) napięcie zasilania baterii nie przekroczy 0% jej napięcia znamionowego. Stwierdzenie niedopuszczalnej asymetrii obciążenia prądowego poszczególnych faz baterii umożliwia wykrycie uszkodzeń zwijek kondensatorowych, które w przypadku przebicia izolacji zostają wyłączane z układu przez bezpieczniki. Bardziej szczegółowy opis konstrukcji baterii kondensatorów można znaleźć w literaturze []... Pomiar pojemności Pomiar pojemności jednostek kondensatorowych oraz kontrolę równomierności rozkładu pojemności na poszczególne fazy baterii należy przeprowadzić: ) po wymianie jednostki kondensatorowej lub powiększeniu mocy baterii, ) po wystąpieniu nierównomiernego obciążenia prądowego poszczególnych faz baterii przekraczającego wartości określone w p.., ) po wystąpieniu znacznych asymetrii napięć w sieci elektroenergetycznej, ) po wykryciu na jednostkach kondensatorowych śladów prądu zwarcia doziemnego, śladów przegrzania itp. Pomiaru pojemności można dokonać metodą techniczną przy zasilaniu jednofazowym, trójfazowym jednostki kondensatorowej (rys...). Na podstawie wyników trzech pomiarów przeprowadzonych przy zasilaniu faz R-S, S-T, R-T, można obliczyć pojemności fazowe jednostki kondensatorowej, korzystając z następujących zależności: - 5 -

6 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH gdzie:,,, - odpowiednio prądy w amperach pomierzone przy zasilaniu faz RS, ST, RT.,, - odpowiednio napięcia w woltach pomierzone przy zasilaniu faz RS, ST, RT. Prąd płynący przez kondensator jest wprost proporcjonalny do częstotliwości, wobec tego nawet przy niewielkich wartościach wyższych harmonicznych napięcia, czyli przy nieznacznym odkształceniu napięcia, wyższe harmoniczne mogą mieć wartość dość pokaźną []. Prowadzi to do błędów w pomiarach pojemności. Dlatego też do pomiaru pojemności metodą techniczną należy stosować źródło napięcia, którego kształt krzywej jest możliwie zbliżony do przebiegu sinusoidalnego. yniki opisywanych pomiarów należy uznać za zadawalające, jeżeli: ) pojemność jednostki kondensatorowej znajduje się w granicach od 85% do 00% wartości pomierzonej przy przyjmowaniu do eksploatacji, ) różnica pojemności poszczególnych faz baterii kondensatorów w odniesieniu do fazy o największej pojemności nie przekracza: a) 0% dla baterii łączonych w trójkąt, b) 5% - dla baterii łączonych w gwiazdę (.)

7 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH. Literatura [] Gosztowt..: Gospodarka elektroenergetyczna w przemyśle, ANT. arszawa 97 [] Grzybowski S.: Kondensatory w elektroenergetyce, NT arszawa 969 [] Nartowski Z.: Baterie kondensatorów do kompensacji mocy biernej. NT. arszawa 967 [] Strojny J.: Kondensatory w sieci zakładu przemysłowego, NT. arszawa 976 [5] PN-79/E Kondensatory do równoległej kompensacji mocy biernej [6] Zarządzenie MGiE z dn r. w sprawie eksploatacji baterii kondensatorów energetycznych do kompensacji mocy biernej. Monitor Polski z dn...97 r. nr, poz. [7] Rozporządzenie MEiEA oraz MAGTiOŚ z dn r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać baterie kondensatorów energetycznych do kompensacji mocy biernej. Dziennik staw z 979 r. nr 6, poz

8 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH Załącznik ykazanie słuszności wzorów. Przy zasilaniu faz RS w schemacie wg rys.. prąd wskazywany przez amperomierz A rozpływa się na dwie gałęzie równoległe: i ( ), w stosunku odwrotnie proporcjonalnym do impedancji tych gałęzi. Przy zaniedbaniu stratności kondensatorów można przyjąć, że impedancje gałęzi są równe ich reaktancjom pojemnościowym: Z i Z Zatem: Reaktancja wypadkowa obwodu wynosi więc: ( ) Z gdzie: Analogicznie można wyznaczyć reaktancje zastępcze obwodu przy zasilaniu faz: ST i RT. Odpowiednią postać wzorów uzyskuje się przez odpowiednią zmianę indeksów:, i Z Z yznaczamy zależność wyrażenia A występującego w liczniku drugiego ułamka wzoru na : A A B D

9 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH Pierwszy składnik mianownika tego samego ułamka wyniesie: ( ) ( ) B Drugi składnik mianownika tego ułamka: A Zatem cały mianownik tego ułamka przyjmie postać: ( ) B D Ostateczna postać całego ułamka: D A E ynika stad, że: E zory na i mają analogiczną postać.

10 Ćwiczenie E BADANE EKSPLOATAYJNE KONDENSATORÓ ENERGETYZNYH yniki pomiarów nformacje dot. baterii kondensatorów odczytane z tabliczki znamionowej symbol/wartość Typ: Typ obudowy, P: zolacja: Moc baterii Q N [kvar] Napięcie N [V] zęstotliwość f [Hz]: Rodzaj połączenia: Stan izolacji baterii kondensatorów izolacja między: skazanie induktora fazą R a obudową fazą S a obudową fazą T a obudową iągłość obwodu rozładowania obwód między skazanie induktora zaciskami RS ST RT Pomiar pojemności baterii kondensatorów metoda techniczną Przy zasilaniu ze źródła zaciski [V] [A] pojemność fazowa RS ST RT Przy zasilaniu ze źródła zaciski [V] [A] pojemność fazowa RS ST RT Pomiar równomierności obciążenia poszczególnych faz kondensatorów wartość różnica w % wartość różnica w % [A] RS [V] [A] ST [V] [A] RT [V] - 0 -