Compensarea Puterii Reactive

Bateriile de condensatoare, utilizate pentru compensarea puterii reactive de frecventa fundamentala sunt esentiale pentru functionarea economica a retelei care include sarcini rezistiv-inductive-- Sarcinile neliniare nou aparut sunt, de asemenea, omniprezente, astfel ca au rezultat doua noi riscuri în jurul si în bateria de condensatoare:

- supraîncarcarea în curent a condensatoarelor

- rezonanta paralela a condensatoarelor cu bobinele aflate în vecinatatea (electrica) lor-

Caracteristici ale bobinelor si condensatoarelor

Din punct de vedere electric, o bobina este analoga inertiei maselor într-un sistem mecanic- Bobina, o componenta cu o inductivitatea intentionat realizata si valoare bine definita, reprezinta un echivalent electric al unui volant cu ajutorul caruia a fost definita inertia- Desigur, orice are masa are si inertie; în acelasi mod se poate spune ca orice element al unui conductor are o inductivitate parazita-

Atât inductivitatea L cât si capacitatea C reprezinta componente reactive cu o reactanta si o putere reactiva primita/debitata, având în vedere faptul ca puterea reactiva capacitiva absorbita este echivalenta cu puterea reactiva inductiva debitata si invers- Puterea reactiva nu are, în consecinta, un sens clar definit al propagarii-

Reactanta este calculata în modul urmator:

Reactanta inductiva XL este proportionala cu frecventa f, iar reactanta capacitiva este invers proportionala cu frecventa f- La conectarea în paralel a unei bobine cu inductivitatea L si a unui condensator cu capacitatea C exista o frecventa f0 la care reactantele sunt egale - aceasta este frecventa de rezonanta- Frecventa oscilatiilor dincircuitul rezonant LC este calculata cu relatia:

Trebuie precizat ca, variatia curentului electric este inductiva sau capacitiva în raport cu variata tensiunii, de exemplu, la trecerea prin zero- Aceasta este datorata energiei acumulate în condensator si a caracteristicilor particulare ale formei curbelor-

Capacitatea electrica corespunde rezilientei (elasticitatii) componentelor mecanice- Un condensator poate fi realizat cu o capacitate definita, corespunzând resortului unui sistem mecanic, însa, asa cum un material este rezilient (elastic) la orice întindere, la fel este, într-o oarecare masura, si capacitatea parazita între doua piese din material conductor-

Problema este daca aceasta reactanta parazita are un rol important în practica- La înalta tensiune si la frecventa înalta, de cele mai multe ori are, însa nu acesta este cazul la nivelul tensiunilor joase si la frecventa industriala-

Energia corespunzatoare fiecarei dintre cele doua energii acumulate este data de relatiile:

în care:

D este constanta de elasticitate (alungirea raportata la forta, legea lui Hook)

s - alungirea (distanta momentana fata de punctul de repaos)

m - masa

v - viteza maselor în miscare

unde s si v ar putea si ar trebui sa fie scrise ca functii de timp s(t) si v(t), deoarece acestea au o variatie periodica în raport cu timpul-

Daca se analizeaza împreuna cele doua marimi, masa inertiala si elasticitatea resortului, rezulta un sistem cu doua elemente de stocare a energiei- Energia care este eliberata de catre unul dintre elemente poate fi transferata direct în celalalt element- Daca resortul este întins si comprimat, masa va fi accelerata, cu forta determinata de relaxarea resortului- La trecerea prin zero a fortei, resortul este într-o pozitie de repaos, iar masa se misca cu viteza maxima- Deoarece masa are inertie, ea îsi va continua miscarea, compresând resortul, astfel ca energia este transferata de la masele în miscare înapoi la resort- Atunci când energia acumulata este într-un condensator si într-o bobina, tensiunea mecanica în resortul care se alungeste si se comprima poate fi corelata cu polaritatea

pozitiva/negativa a tensiunii electrice la bornele condensatorului, iar viteza maselor cu curentul electric, cu modificarea polaritatii la intervale regulate- Toate modificarile de polaritate au loc alternativ si la intervale constante, mai întâi tensiunea si apoi curentul electric, la fiecare sfert de perioada (sau la fiecare 90° deoarece toate variatiile celor doua marimi, tensiunea mecanica si viteza în modelul mecanic, precum si tensiunea si curentul electric, în modelul electric, urmaresc o variatie sinusoidala)- Daca se are în vedere defazajul de 90° , se poate spune ca una dintre marimi urmeaza o functie cosinusoidalasi, daca se considera componentele liniare si fara pierderi, la un moment dat pe durata oscilatiei

iar energia interna

în orice moment-

Pentru componente reale apar pierderi si defazajul curentului electric în raport cu tensiunea, cu componente inductive/capacitive, are o valoarea putin mai mica de ± 90°, deoarece, daca se functioneaza în limitele normale, pierderile sunt reduse si influenta neliniaritatii miezului magnetic al bobinei este neglijabila din punct de vedere tehnic, daca bobina este corect dimensionata-

Curba sinusoidala

Tensiunea sinusoidala determina un curent sinusoidal si un curent sinusoidal determina caderi de tensiune sinusoidale- Este acest lucru valabil numai pentru functii sinusoidale sau si pentru alte functiuni?

Raspunsul direct este ca reprezinta o caracteristica a curbelor sinusoidale- Aceasta se observa daca se urmaresc exemplele pentru alte forme de unde cum sunt cele din figura 1 si figura 2- Numai pentru elementele rezistive, valoarea instanatanee a tensiunii este proportionala cu valoarea