Regulator reaktivne snage

Regulator reaktivne snage je mozak postrojenja kompenzacije. Današnji regulatori su dramatično napredovali u odnosu na analogne prethodnike iz 80-ih i 90-ih godina. Pored osnovnih funkcija, kao što je regulacija uključenja koraka u cilju dostizanja zadatog faktora snage, moderni regulatori za kompenzaciju reaktivne snage imaju i dodatne funkcije. Evo najvažnijih:

• kontrolno brojilo
• kompenzacija struje praznog hoda
• monitoring stanja dielektrika
• zaštita od nadtemperature
• zaštita od rezonanse
• zaštita od harmonijskog preopterećenja

Funkcija kontrolnog brojila

Moderni regulator reaktivne snage je osposobljen da meri sve elektro-energetske veličine, a ne samo faktor snage. Često imaju RS485 ili TCP-IP port te ih je moguće koristiti u cilju daljinskog nadgledanja potrošnje električne energije celog objekta. Mnogi proizvođači isporučuju i softver za daljinsko nadgledanje ne samo funkcionisanja regulatora, nego i potrošnje celog pogona.

Funkcija kompenzacija struje praznog hoda transformatora

Šta je to struja praznog hoda transformatora?

Pored kompenzacije reaktivne energije pogona potrebno je kompenzovati i reaktivnu energiju neophodnu za održanje elektromagnetnog polja transformatora, poznatu kao „struja praznog hoda“. „Struja praznog hoda“ ili struja magnećenja je potrebna za održanje magnetnog polja unutar transformatora i po svojoj prirodi potpuno je reaktivna, te se i ona može kompenzovati. Prazan hod je režim rada kada transformator nije opterećen potrošačima, a jedina struja koja se uzima iz mreže je struja magnećenja, čiji se najveći deo troši za održanje napona na krajevima transformatora. Priroda ove struje je kompletno reaktivna. Struja magnećenja uvek postoji sve dok je transformator uključen, bez obzira na opterećenje. Ukoliko se brojilo nalazi sa SN (primarne) strane transformatora, brojilo će registrovati utrošak reaktivne energije (struje) za magnećenje dodatno na potrošnju potrošača na niskom naponu. Za slučaj da se brojilo nalazi sa NN (sekundarne) strane trafoa, merna grupa neće „videti“ potrošnju struje magnećenja.

Fiksna kompenzacija struje praznog hoda

Učestala praksa je da se posebno kompenzuju potrošači/pogon, a odvojeno prazan hod transformatora. Pogon se kompenzuje preko postrojenja kompenzacije sa regulatorom, a prazan hod se kompenzuje sa 1-2 kondenzatorske baterije koje se fiksno vezuju za NN šine. Ovakav način kompenzacije je funkcionalan za distributivne transformatore. Kod industrijskih potrošača, na ovaj način kompenzuje se prazan hod transformatora samo kada fabrika ne radi. Kada struja fabrike iole poraste, uticaj ovih kondenzatora se odražava na regulator regulator reaktivne snage kao smanjenje reaktivnog opterećenja. Stoga regulator manje angažuje svoje kondenzatore i rezulat u trajnom radu je isti sa i bez kondenzatora za prazan hod. Zato budite pažljivi kada odlučujete o ugradnji kondenzatora za fiksnu kompenzaciju struje praznog hoda.

Regulisana kompenzacija struje praznog hoda

Ovo se može rešiti upotrebom modernih regulatora, kao što je npr. Circutor SMART III, koji ima ugrađenu funkciju kompenzacije struje praznog hoda. To je regulator reaktivne snage koji ima i relativno i apsolutno praćenje reaktivne snage. Pored kompenzacije potrošnje (relativna kontrola) regulator kompenzuje i struju praznog hoda (apsolutna kontrola). Jedno na ovaj način se eliminiše kompletna potrošnja reaktivne energije za potrošače čija je merna grupa na srednjem naponu.

Funkcija monitoringa stanja dielektrika

Moderni regulator reaktivne snage ima veoma korisnu funkciju monitoringa stanja dielektrika u realnom vremenu. Korisnici kojima je pouzdanost i bezbednost na prvom mestu, preferiraju ovakav tip regulatora. Proboj dielektrika je najčešći mehanizam kvara kondenzatorskih baterija. U praksi se događa da proboj dielektrika ne završi sa metalnim kratkim spojem, već dolazi do kratkog spoja preko impedanse što ograničava struju kratkog spoja. Ponekad je ta struja ispod struje reagovanja osigurača i eto problema. Sa druge strane proboj dielektrika je spor proces i ako se na vreme detektuje početak i taj korak izoluje postrojenje kompenzacije može nastaviti sa radom. Upravo to rade regulatori koji imaju funkciju monitoringa stanja dielektrika.

Funkcija zaštita od nadtemperature

Često se u praksi sreću regulatori koji imaju temperaturnu sondu i mere temperaturu unutar ormana. Ova funkcija je pogodna za upotrebu u kombinaciji sa sofverom za BMS ili namenskom aplikacijom za daljinsko praćenje rada postrojenja kompenzacije. No, i bez softvera korisno je na displeju videti temperaturu u ormanu. Dodatno, neki regulatori omogućavaju podešenje dvostepene zaštite od nadtemperature. Prvi prag reagovanja zabranjuje uključenje dodatnih koraka. Drugi prag isključuje sve korake. Ovo je izuzetno korisno rešenje koje sprečava veliki broj problema i olakšava održavanje kompletne trafostanice.

Funkcija zaštite od rezonanse

Moderni regulator reaktivne snage može meriti izobličenje napona (THD faktor) i detektovati rezonantne uslove rada. U kombinaciji sa dvostepenim reagovanjem, slično kao kod prethodne funkcije, postrojenje kompenzacije može inteligentno „izbegavati“ režime rezonanse. Time se štite ne samo kondenzatori nego i svi ostali potrošači u pogonu, koji bi mogli biti pogođeni lošim kvalitetom napona.

Funkcija zaštite od harmonijskog preopterećenja

Čak i kada je naponsko izobličenje u okviru dozvoljenih granica, strujno izobličenje može biti nedozvoljeno veliko. Ovakav režim je nepovoljan i za energetski transformator i za kondenzatorske baterije. Stoga moderni regulatori imaju dvostepenu funkciju zaštite od ovakvih režima. U prvom stepenu se zaustavlja uključenje dodatnih koraka i time eventualno zaustavlja dublji ulazak u nedozvoljenu zonu. U drugom stepenu se svi koraci isključuju i prijavljuje alarm.

Funkcija APFR Average power factor regulation

Jedna zabluda u našoj praksi je korišćenje APFR funkcije u regulaciji reaktivne snage. To je funkcija koja, u cilju čuvanja kontaktora, dozvoljava sporiju regulaciju. Time se dobijaju produženi periodi odstupanja od zadatog faktora snage, u oba smera, sa idejom da se na kraju meseca ti periodi međusobno ponište i da prosečni faktor snage bude jednak zadatom.

U našem tarifnom sistemu to je kontraproduktivno. Zadati faktor snage u sistemu EPS je 1.00. Potrošač plaća svaki utrošeni kVArh, a svaki generisani kVArh se registruje ali se ne računa u korist potrošača.

Kada ovakav regulator, u cilju smanjenja broja manipulacija, dozvoli nadkompenzaciju željenog faktora snage od 1.0, tada reaktivna energija počinje da struji prema mreži. Tada smo u kapacitivnom režimu. Kako brojilo ima odvojene registre za induktivnu i kapacitivnu reaktivnu energiju, u kapacitivnom režimu brojilo će uvećavati stanje registra za kapacitivnu energiju, a registar za induktivnu energiju će ostati nepromenjen. Drugim rečima, kapacitivna energija neće biti obračunata u korist potrošača. To će biti vaš poklon, koji ste svojom investicijom i odabirom načina regulacije učinili elektroprivredi. Regulator ne prepoznaje ovu situaciju i dozvoliće produžene podkompenzovane, tj. induktivne režime da bi usrednjio faktor snage. Ovakvi režimi rezultuju povećanom potrošnjom reaktivne energije i uvećanjem stanja registra induktivne reaktivne energije. To na kraju meseca rezultuje nedovoljnom kompenzacijom. Regulator će pokazati da je srednja vrednost faktora snage na kraju meseca jednaka zadatoj, ali brojilo i račun za struju neće potkrepiti takvu računicu.

Stoga je APFR funkcija u našoj zemlji nije korisna i treba je isključiti.