Видове повреди и защита на батерии от статични кондензатори (SCB), Онлайн списание на електротехник
Статии за електрически ремонт и окабеляване
Видове повреди и защита на статични кондензаторни батерии (SCB)
Предназначение на батерии от статични кондензатори (BSK)
Батериите от статични кондензатори (BCS) се използват за следните цели: компенсиране на реактивната мощност в мрежата, регулиране на нивото на напрежението на автобусите, изравняване на формата на кривата на напрежението в управляващите вериги с тиристорно регулиране.
Прехвърлянето на реактивна мощност по разклонителя води до спад на напрежението, особено забележим при въздушни електропроводи, които имат огромно съпротивление. В допълнение, допълнителният ток, протичащ през лентата, води до увеличаване на загубите на мощност. Ако активната мощност трябва да се прехвърли конкретно до стойността, която се изисква от потребителя, тогава реактивната мощност може да се генерира на мястото на употреба. За това са кондензаторните батерии.
Асинхронните двигатели имат най-голяма консумация на реактивна мощност. Следователно, когато се издават технически критерии на потребител, който има значителна част от асинхронни двигатели в товара, обикновено се предлага да се доведе cosφ до 0,95. С всичко това се намаляват загубите на активна мощност в мрежата и спадът на напрежението в електропроводите. В редица възможни случаи проблемът може да бъде решен чрез използване на синхронни двигатели. Но по-разпространеният и евтин метод за получаване на такъв резултат е използването на BSC.
При ниски натоварвания на системата може да възникне ситуация, когато кондензаторната банка създава излишък от реактивна мощност. В този случай излишната реактивна мощност се изпраща обратно към източника на захранване, докато линията отново се зарежда с допълнителен реактивен ток, увеличавайкизагуба на активна мощност. Напрежението на шината се повишава и може да е опасно за оборудването. Ето защо е много важно да можете да контролирате мощността на кондензаторната банка.
В прост случай, в режими на ниско натоварване, можете да изключите BSC - контрол на скока. От време на време това не е достатъчно и батерията се състои от няколко BSC, всеки от които може да се включва или изключва поотделно - стъпково регулиране. В крайна сметка има плавни системи за управление, например: паралелно с батерията се прекъсва реактор, токът в който се регулира плавно от тиристорна верига. Във всички случаи за това се използва специално автоматично управление на BSC.
Видове повреди на кондензаторни блокове
Основният вид повреда на кондензаторните инсталации - разрушаването на кондензаторите - води до двуфазно късо съединение. В условията на работа са вероятни и ненормални режими, свързани с претоварването на кондензаторите от по-високите хармонични компоненти на тока и повишаването на напрежението.
Широко използваните схеми за управление на натоварването на тиристорите се основават на факта, че тиристорите се отварят от управляващата верига в определен момент от периода и колкото по-малка част от периода са отворени, толкова по-малка е ефективната стойност на тока, протичащ през товара. С всичко това по-високите хармоници на тока се появяват като част от тока на натоварване и съответстващите им хармоници на напрежението в източника на захранване.
SBCs допринасят за понижаване на нивото на хармониците в напрежението, тъй като тяхното съпротивление намалява с увеличаване на честотата и количеството ток, консумиран от батерията, се повишава както трябва. Това води до изглаждане на формата на вълната на напрежението. При всичко това съществува опасност от претоварване на кондензаторите с по-високи хармонични токове и е необходима специална защита от претоварване.
Текущвключване на кондензаторната банка
При подаване на напрежение към батерията се появява комутационен ток в зависимост от капацитета на батерията и съпротивлението на мрежата.
Например, нека определим тока на превключване на батерия с капацитет 4,9 MVAr, като приемем мощност на късо съединение на шините 10kV, към които е свързана батерията - 150MV∙A: номинален ток на батерията: Inom = 4,9 / (√3 * 11) = 0,257 kA; амплитудна стойност на комутационния ток за избор на релейна защита: Йон. = √2*0,257*√ (150/4,9)] =2 kA.
Избор на прекъсвач за превключване на кондензаторни батерии
Операциите с превключвателя при изключване на кондензаторната батерия често са решаващи при избора на превключвател. Изборът на прекъсвача се определя от режима на повторно запалване на дъгата в прекъсвача, когато между контактите на прекъсвача може да се появи двойно напрежение - напрежението на заряда на кондензатора от едната страна и напрежението в мрежата в противофаза от другата страна. Токът на повторно запалване за прекъсвача се получава чрез умножаване на тока на затваряне по коефициента на пренапрежение на CB. Ако се използва прекъсвач със същото напрежение като BSC, коефициентът KP е равен на 2,5. Често за включване на батерия 6-10 kV се използва превключвател за пренапрежение от 35 kV. В този случай коефициентът KP е равен на 1,25.
По този начин токът на повторно запалване на дъгата е:
При избора на прекъсвач неговият номинален ток (пикова стойност) трябва да бъде равен или по-голям от номиналния ток на прекъсване при повторно запалване. Номиналният ток на прекъсване зависи от вида на прекъсвача и е равен на: Ioff калк. = IPZ / 0,3 за маслени прекъсвачи.
Например ще проверим характеристиките на прекъсвача за превключващите токове, изчислени по-рано при използване на маслопрекъсвач 10kV с ток на изключване 20kA в ефективни стойности или 28,3kA в амплитуда (VMP-10-630-20).
а) Една батерия 4,9 mvar. Ток на повторно запалване: IRC =2,5 *2 = 5kA Номинален ток на прекъсване: Ioff. Calc. = 5/ 0,3 = 17kA.
Може да се приложи маслен прекъсвач 10kV. При увеличаване на мощността на късо съединение на шини 10 kV, също и при наличие на 2 батерии, изчисленият ток на изключване може да надвиши допустимия. В този случай, също за повишаване на надеждността в BSC веригите, се използват високоскоростни превключватели, например вакуумни, при които скоростта на разминаване на контакта по време на изключване е по-голяма от скоростта на възстановяване на напрежението.