Видове повреди и защита на статични кондензаторни банки (BSC)

Предназначение на статични кондензаторни банки (BSC)

Статичните кондензаторни банки (BSC) се използват за следните цели: компенсация на реактивната мощност в мрежата, регулиране на нивото на напрежение в шините, изравняване на формата на вълната на напрежението в управляващите вериги с тиристорна регулация.

Прехвърлянето на реактивна мощност през електропровод води до намаляване на напрежението, особено забележимо при въздушни електропроводи с голямо реактивно съпротивление. В допълнение, допълнителният ток, протичащ през линията, води до увеличаване на загубите на мощност. Ако активната мощност трябва да бъде предадена точно в размера, който се изисква от потребителя, тогава реактивната мощност може да бъде генерирана в точката на потребление. За тази цел се използват кондензаторни банки.

Асинхронните двигатели имат най -голям разход на реактивна мощност. Следователно, когато се издават технически спецификации на потребител, който има значителен дял от асинхронни двигатели в товара, обикновено се предлага cosφ да бъде 0,95. В същото време се намаляват загубите на активна мощност в мрежата и спадът на напрежението върху електропроводите. В някои случаи проблемът може да бъде решен с помощта на синхронни двигатели. По -прост и евтин начин за получаване на такъв резултат е използването на BSC.

При минимални натоварвания на системата може да възникне ситуация, при която кондензаторната банка създава излишък от реактивна мощност. В този случай излишно реактивна мощност се връща към източника на захранване, докато линията отново се зарежда с допълнителен реактивен ток, което увеличава загубата на активна мощност. Напрежението в автобуса се повишава и може да бъде опасно за оборудването. Ето защо е много важно да можете да регулирате капацитета на кондензаторната банка.

В най -простия случай, при режими на минимално натоварване, можете да изключите BSC — регулиране на скока. Понякога това не е достатъчно и батерията се състои от няколко BSC, всяка от които може да се включва или изключва отделно — стъпково регулиране. И накрая, има модулиращи системи за управление, например: реактор е свързан паралелно към акумулатора, токът в който плавно се регулира от тиристорна верига. Във всички случаи за тази цел се използва специален автоматичен контрол на BSC.

Видове повреди на кондензаторните блокове

Основният вид повреда на кондензаторните батерии — повреда на кондензатора — води до двуфазно късо съединение. При условия на работа са възможни и анормални режими, свързани с претоварване на кондензатори с по -високи хармонични токови компоненти и увеличаване на напрежението.

Широко използваните тиристорни схеми за управление на натоварването се основават на факта, че тиристорите се отварят от веригата за управление в определен момент от периода и колкото по -малка част от периода са отворени, толкова по -малко ефективен ток протичащи през товара. В този случай по -високи хармоници на тока се появяват в състава на тока на натоварване и съответните хармоници на напрежението при източника на захранване.

BSC допринасят за намаляване на нивото на хармоници в напрежението, тъй като тяхното съпротивление намалява с увеличаване на честотата и следователно стойността на тока, консумиран от батерията, се увеличава. Това води до изглаждане на формата на вълната на напрежението.В този случай съществува опасност от претоварване на кондензаторите с токове на по -високи хармоници и е необходима специална защита от претоварване.

Ток на включване на кондензаторната банка

При подаване на напрежение към батерията възниква ток на включване, в зависимост от капацитета на батерията и съпротивлението на мрежата.

Нека определим например тока на включване на батерия с капацитет 4,9 MVAr, като вземем мощността на късо съединение на шините 10 kV, към които е свързана батерията-150 MV ∙ A: номинален ток на батерията: Inom = 4,9 / (√3 * 11) = 0,257 kA; пикова стойност на пусковия ток за избор на релейна защита: Iincl. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Избор на превключвател за превключване на кондензаторна банка

Операциите на прекъсвача при изключване на кондензаторната банка често са решаващи при избора на прекъсвач. Изборът на превключвателя се определя от начина на повторно запалване на дъгата в превключвателя, когато може да възникне двойно напрежение между контактите на превключвателя — напрежението на заряда на кондензатора от едната страна и напрежението в мрежата в антифаза от другата страна. Токът на запалване на прекъсвача се получава чрез умножаване на пусковия ток по коефициента на пренапрежение на скоростната кутия. Ако се използва превключвател със същото напрежение като BSK, коефициентът на КП е 2,5. Често 35 kV превключвател за пренапрежение се използва за включване на 6-10 kV батерия. В този случай коефициентът на КП е 1,25.

По този начин токът на повторно запалване е:

Когато е избран превключвател, неговият номинален ток (пикова стойност) трябва да бъде равен или по-голям от номиналния прекъсващ ток при повторно запалване. Номиналният ток на прекъсване зависи от вида на прекъсвача и е равен на: IOf.calc = IPZ за въздушни, вакуумни и SF6 прекъсвачи; I Изкл. = IPZ / 0,3 за маслени превключватели.

Например, ще проверим параметрите на превключвателя за токовете на включване, изчислени по-рано, когато използваме 10 kV прекъсвач на маслото с прекъсващ ток 20 kA в ефективни стойности или 28,3 kA по амплитуда (VMP-10-630 -20).

а) Една батерия 4,9 mvar. Ток на запалване: IPZ = 2.5 * 2 = 5kA Прогнозен ток на изключване: I Изчислено = 5 / 0,3 = 17kA.

Може да се използва 10kV прекъсвач на маслото. С увеличаване на мощността на късо съединение на 10 kV шините, също при наличието на две батерии, изчисленият ток на изключване може да надхвърли допустимия. В този случай, както и за повишаване на надеждността в схемите на BSC, се използват високоскоростни превключватели, например вакуумни превключватели, при които скоростта на разминаване на контактите при изключване е по-голяма от скоростта на възстановяващото напрежение.

Трябва да се има предвид, че същите изисквания трябва да бъдат изпълнени от входящия и секционен превключвател, който също може да захранва изключеното напрежение към включената кондензаторна банка.