Vrste okvar in zaščita baterij statičnih kondenzatorjev (BSC)

Namen bank statičnih kondenzatorjev (BSC)

Baterije statičnih kondenzatorjev (BSC) se uporabljajo za naslednje namene: kompenzacijo jalove moči v omrežju, regulacija nivoja napetosti v vodilih, izravnava valovne oblike napetosti v krmilnih tokokrogih s tiristorsko regulacijo.

Prenos jalove moči po daljnovodu povzroči padec napetosti, še posebej opazen pri nadzemnih daljnovodih z visoko reaktivno upornostjo. Poleg tega dodatni tok, ki teče skozi napeljavo, povzroči povečane izgube moči. Če naj se aktivna moč prenaša točno v količini, ki jo zahteva uporabnik, se lahko jalova moč ustvari na odjemni točki. V ta namen se uporabljajo kondenzatorske banke.

Največjo porabo jalove moči imajo asinhroni motorji. Ko so tehnične specifikacije izdane uporabniku, ki ima velik delež indukcijskih motorjev v obremenitvi, se običajno predlaga, da je cosφ 0,95.Hkrati se zmanjšajo izgube delovne moči v omrežju in padec napetosti na daljnovodih. V nekaterih primerih je težavo mogoče rešiti s sinhronimi motorji. Enostavnejši in cenejši način za pridobitev takega rezultata je uporaba BSC.

Pri minimalnih obremenitvah sistema lahko pride do situacije, ko kondenzatorska banka ustvarja presežno jalovo moč. V tem primeru odveč reaktivna moč se vrne k viru energije, medtem ko se vod ponovno napolni z dodatnim jalovim tokom, kar poveča izgubo delovne moči. Napetost vodila se dvigne in je lahko nevarna za opremo. Zato je zelo pomembno, da lahko prilagodimo kapacitivnost kondenzatorske baterije.

V najpreprostejšem primeru, pri načinih minimalne obremenitve, lahko izklopite BSC - regulacijo skoka. Včasih to ni dovolj in je baterija sestavljena iz več BSC-jev, od katerih se lahko vsak posebej vklopi ali izklopi — stopenjska regulacija. Nazadnje obstajajo tudi modulacijski krmilni sistemi, na primer: vzporedno z baterijo je priključen reaktor, tok v katerem gladko uravnava tiristorsko vezje. V vseh primerih se za ta namen uporablja posebno avtomatsko krmiljenje BSC.

Vrste poškodb kondenzatorskega bloka

Glavna vrsta okvare kondenzatorskih baterij - okvara kondenzatorja - povzroči dvofazni kratek stik. V delovnih pogojih so možni tudi nenormalni načini, povezani s preobremenitvijo kondenzatorjev z višjimi harmoničnimi komponentami toka in povečanjem napetosti.

Široko uporabljene sheme za nadzor obremenitve tiristorjev temeljijo na dejstvu, da tiristorje odpre krmilno vezje v določenem trenutku obdobja in čim manjši del obdobja so odprti, manj efektivni tok teče skozi breme. V tem primeru se v sestavi obremenitvenega toka in ustreznih harmonikov napetosti na viru napajanja pojavijo višji tokovni harmoniki.

BSC prispevajo k zmanjšanju ravni harmonikov v napetosti, saj se njihov upor z naraščajočo frekvenco zmanjšuje in s tem povečuje vrednost toka, ki ga porabi baterija. To vodi do zglajenosti napetostnega valovanja, v tem primeru obstaja nevarnost preobremenitve kondenzatorjev s tokovi višjih harmonikov, zato je potrebna posebna zaščita pred preobremenitvijo.

Vklopni tok kondenzatorske baterije

Ko je na baterijo priključena napetost, se pojavi zagonski tok, odvisno od kapacitete baterije in upora omrežja.

Določimo na primer zagonski tok akumulatorja z zmogljivostjo 4,9 MVAr, pri čemer upoštevamo moč kratkega stika 10 kV zbiralk, na katere je akumulator priključen - 150 MV ∙ A: nazivni tok akumulatorja: Inom = 4,9 / (√ 3 * 11) = 0,257 kA; temenska vrednost zagonskega toka za izbiro relejne zaščite: Ivklj. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Izbira stikala za preklop kondenzatorske baterije

Delovanje odklopnika pri izklopu kondenzatorske baterije je pogosto odločilno pri izbiri odklopnika.Izbira stikala je določena z načinom ponovnega vžiga obloka v stikalu, ko lahko pride do dvojne napetosti med kontakti stikala - napetost polnjenja kondenzatorja na eni strani in omrežna napetost v protifazi na drugi strani . Izklopni tok odklopnika dobimo tako, da pomnožimo izklopni tok s prenapetostnim faktorjem menjalnika. Če se uporabi stikalo z enako napetostjo kot BSK, je faktor CP 2,5. Pogosto se za preklop baterije 6-10 kV uporablja prenapetostno stikalo 35 kV. V tem primeru je koeficient CP 1,25.

Tako je tok ponovnega vžiga:

Ko je izbrano stikalo, mora biti njegova trenutna vrednost (tehnična vrednost) enaka ali večja od nazivnega izklopnega toka ponovnega vžiga. Nazivni izklopni tok je odvisen od vrste odklopnika in je enak: IOf.calc = IPZ za zračne, vakuumske in SF6 odklopnike; I Off = IPZ / 0,3 za oljna stikala.

Na primer, preverili bomo parametre stikala za prej izračunane vklopne tokove pri uporabi 10 kV oljnega odklopnika z izklopnim tokom 20 kA v efektivni vrednosti ali 28,3 kA v amplitudi (VMP-10-630 -20).

a) Ena baterija 4,9 mvar. Vžigalni tok: IPZ = 2,5 * 2 = 5kA Ocenjeni izklopni tok: I Izračunano = 5 / 0,3 = 17kA.

Lahko se uporabi 10kV oljni odklopnik. S povečanjem moči kratkega stika zbiralk 10 kV, tudi ob prisotnosti dveh baterij, lahko izračunani izklopni tok preseže dovoljeno.V tem primeru, kot tudi za povečanje zanesljivosti v vezjih BSC, se uporabljajo hitra stikala, na primer vakuumska stikala, pri katerih je hitrost ločevanja kontaktov pri izklopu večja od hitrosti obnovitvene napetosti.

Upoštevati je treba, da morata enake zahteve izpolnjevati vhodno in sekcijsko stikalo, ki lahko napajata tudi izklopljeno napetost v vključeni kondenzatorski bateriji.