195893. lajstromszámú szabadalom • Középfeszültségű fázisjavító kondenzátoregység
1 195 893 2 A találmány tárgya középfeszültségű fázisjavító kondenzátoregység, amely kapcsolt kondenzátortelepekben alkalmazható. A kondenzátortelepek bekapcsolásakor nagy áramlökés keletkezik, amelyet csak a hálózati impedancia, illetve a kondenzátoregységek induktivitása korlátoz. A kondenzátorok alkalmazási szabványa (MSZ— —09—0252) az IEC szabvány-ajánlással egyezően a kondenzátoregységek névleges áramának százszorosában határozza meg a megengedhető áramlökés nagyságát. Ez az áramlökés általában nem okoz gondot, ha egy kondenzátortelepet kell a hálózatra kapcsolni, mivel a hálózati impedancia szokásos értékei mellett az áramlökés nem éri el a fenti határértéket. Ha azonban a hálózaton már bekapcsolt kondenzátortelep van, és ehhez kívánunk újabb telepet vagy teleprészt bekapcsolni, úgy a galvanikusan közel lévő telep töltése pillanatszerűen „rásül” (áttöltődik) a bekapcsolandó telepre, illetve teleprészre. Ez az áramlökés meghaladja a névleges áramfelvétel százszorosát. Ezért a kondenzátoregységek élettartamát csökkentő áramlökések korlátozásáról gondoskodni kell. Az áramlökések korlátozására a gyakorlatban általában olyan megoldást alkalmaznak, amelyeknél a kapcsolt kondenzátorokkal légmagos fojtótekercset sorba kapcsolnak. Ilyen jellegű megoldást Dr. Tihamér „Korszerű meddőteljesitménygazdálkodás” című, a Műszaki Könyvkiadó által 1982-ben kiadott könyvének 276-279. oldalain ismertet. Ezen megoldás hátránya, hogy a fojtótekercsen lényegesen növelik a kondenzátortelepek költségeit, méreteit, helyigényét, valamint helyszíni szerelési élőmunkaigényét. A találmánnyal megoldandó feladat, hogy olyan kondenzátoregységet hozzunk létre, amellyel az ismert megoldásokhoz képest csökkentett költséggel, helyigénnyel és szerelési élőmunkaigénnyel valósíthatók meg kondenzátortelepek,és amely önmagában az áramkorlátozást is megoldja, növelve ezáltal a kondenzátorok élettartamát. A feladat megoldására olyan középfeszültségű fázisjavító kondenzátoregységet hoztunk létre, amelynek közös burkolatban elrendezett kondenzátora, valamint a kondenzátorral sorbakapcsolt, legalább egy légmagos tekercse van, ahol a találmány szerint a légmagos tekercs(ck) hermetikusan lezárt burkolathoz rögzített, a burkolat belső terébe benyúló átvezetőszigetelőt legalább részben köriilvevően van(nak) elrendezve . Az átvezetőszigetelő a tekercs tekercsmagjának üreges részébe belóg, ezáltal a kondenzátor mérete nem nő, illetve a légmagos tekercs is megfelelően rögzítve van. így az átvezetőszigetelőnek a burkolat belső terébe benyúló része szabja meg a tekercs nagyságát. Amennyiben az átvezető szigete lő benyúló része elegendő méretű (a kondenzátor feszültsége nagy), úgy célszerű egy nagyobb légmagos tekercset a kondenzátoregységben elhelyezni. Előnyös, ha a burkolatban két légmagos tekercs oly módon van elrendezve, hogy a csévéinck szimmetria tengelyei egymással párhuzamosak. A találmány előnyös kiviteli példák kapcsán rajz segítségével az alábbiakban részletesen ismertetjük, ahol a rajzon az 1. ábra a kapcsolt kondenzátortelep egyfázisú helyettesítő kapcsolását, míg a 2. ábra a találmány szerinti középfeszültségű kondenzátoregység egy előnyös kiviteli alakját metszetben ábrázolja. Az 1. ábra kapcsolt kondenzátortelep egyfázisú helyettesítő kapcsolási rajzát tünteti fel, ahol L hálózati induktivitással — amely a zárlati teljesítményből számolható ki — ellátott hálózatra sorbakapcsolt Lj induktivitással és Cj kapacitással kialakított első kondenzátorteleprész van csatlakoztatva. Az első kondenzátortele prészhez K kapcsolón keresztül további, sorbakapcsolt Lj induktivitással és C 2 kapacitással kialakított teleprész csatlakozik. A gyakorlatban a már bekapcsolt teleprészekhez további teleprészek kapcsolhatók, ha működő Cj kapacitással kialakított teleprészhez hozzákapcsolunk C2 kapacitással kialakított teleprészt, áramlökés keletkezik, amelyet az L hálózati impedancia és a teleprészek Lj, L2 induktivitása korlátoz. A találmány szerint az I4, L2 induktivitást a kondenzátoregység belsejében elrendezett légmagos tekerccsel valósítjuk meg. Az az alábbiakban példa kapcsán részletesebben ismertetjük a kondenzátoregység légmagos tekerccsel megvalósított belső induktivitásának meghatározását. A szükséges belső induktivitás értékének meghatározásához nem a konkrét áramlökések nagyságát számoltuk ki, mivel a gyártás során nem ismeretes az egységekből kialakítandó telepteljesítmény, illetve a külön-külön kapcsolható teleprészek száma. Szoros összefüggés van viszont a bekapcsolási áramlökés és névleges áram hányadosa, valamint a kondenzátoregység rezonanciafrekvenciája között. Az 1. ábra alapján: Í££^s<A/?_i_+UJ.k. In <0 o 1 + 1 r,2 -2 ahol Icsúcs a bekapcsolandó teleprész áramlökése (A) In a bekapcsolandó telepresz névleges árama (A) COo a hálózati körfrekvencia (50 Hz) esetén 0 = 314s,!c ÜJ a bekapcsolandó és már bekapcsolt konden/.átortelep rezonancia körfrekvenciája h az összes bekapcsolt kondenzátortelep és hálózati induktivitással számítható körfrekvencia 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1
