Arıza türleri ve statik kapasitör banklarının (BSC) korunması

Statik Kapasitör Banklarının (BSC) Amacı

Statik kapasitör bankları (BSC) aşağıdaki amaçlar için kullanılır: reaktif güç kompanzasyonu şebekede, baralarda gerilim seviyesinin düzenlenmesi, tristör regülasyonu ile kontrol devrelerinde gerilim dalga formunun eşitlenmesi.

Reaktif gücün bir güç hattından aktarılması, özellikle yüksek reaktif dirençli havai enerji hatlarında fark edilen bir voltaj düşüşüne neden olur. Ayrıca hattan geçen ek akım, güç kayıplarının artmasına neden olur. Aktif güç, tam olarak kullanıcının ihtiyaç duyduğu miktarda iletilecekse, tüketim noktasında reaktif güç üretilebilir. Kondansatör bankaları bu amaçla kullanılır.

Asenkron motorlar en yüksek reaktif güç tüketimine sahiptir. Bu nedenle, yükte asenkron motorların önemli bir oranına sahip olan bir kullanıcıya teknik özellikler verildiğinde, cosφ'nin genellikle 0,95 olması önerilir.Aynı zamanda şebekedeki aktif güç kayıpları ve enerji hatlarındaki gerilim düşümü azalır. Bazı durumlarda, sorun senkron motorlar kullanılarak çözülebilir. Böyle bir sonucu elde etmenin daha basit ve daha ucuz bir yolu, BSC'nin kullanılmasıdır.

Minimum sistem yüklerinde, kapasitör bankasının aşırı reaktif güç oluşturduğu bir durum ortaya çıkabilir. Bu durumda fazlalık reaktif güç hat tekrar aktif güç kaybını artıran ek reaktif akımla şarj edilirken güç kaynağına geri döner. Bara voltajı yükselir ve ekipman için tehlikeli olabilir. Bu nedenle kapasitör bankasının kapasitansını ayarlayabilmek çok önemlidir.

En basit durumda, minimum yük modlarında, BSC - atlama düzenlemesini kapatabilirsiniz. Bazen bu yeterli değildir ve pil, her biri ayrı ayrı açılıp kapatılabilen birkaç BSC'den oluşur - kademeli düzenleme. Son olarak, modülasyonlu kontrol sistemleri vardır, örneğin: aküye paralel olarak bir reaktör bağlanmıştır, buradaki akım bir tristör devresi tarafından düzgün bir şekilde düzenlenir. Her durumda, bu amaç için BSC'nin özel bir otomatik kontrolü kullanılır.

Kondansatör bloğu hasarı türleri

Kapasitör banklarının ana arıza türü olan kapasitör arızası, iki fazlı bir kısa devreye neden olur. Çalışma koşulları altında, daha yüksek harmonik akım bileşenlerine sahip kondansatörlerin aşırı yüklenmesi ve voltaj artışı ile ilişkili anormal modlar da mümkündür.

Yaygın olarak kullanılan tristör yük kontrol şemaları, tristörlerin kontrol devresi tarafından periyodun belirli bir anında açılması ve açık kaldıkları periyodun ne kadar küçük kısmı o kadar az açılması esasına dayanmaktadır. etkin akım yükün içinden akıyor. Bu durumda, yük akımının bileşiminde ve güç kaynağında karşılık gelen gerilim harmoniklerinde daha yüksek akım harmonikleri ortaya çıkar.

BSC'ler, artan frekansla dirençleri azaldığından ve dolayısıyla pil tarafından tüketilen akımın değeri arttığından, voltajdaki harmonik seviyesinin düşürülmesine katkıda bulunur. Bu, gerilim dalga formunun düzleşmesine yol açar.Bu durumda, kondansatörlerin daha yüksek harmonikli akımlarla aşırı yüklenmesi tehlikesi vardır ve özel aşırı yük koruması gereklidir.

Kondansatör bankası açma akımı

Aküye voltaj uygulandığında, akünün kapasitesine ve şebekenin direncine bağlı olarak bir ani akım meydana gelir.

Örneğin 4,9 MVAr kapasiteli bir akünün ani akımını akünün bağlı olduğu 10 kV baraların kısa devre gücünü alarak belirleyelim -150 MV ∙ A: akünün anma akımı: Inom = 4,9 / (√ 3 * 11) = 0,257 kA; röle korumasının seçimi için ani akımın tepe değeri: Iincl. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Bir kapasitör bankasını değiştirmek için bir anahtar seçimi

Kapasitör bankını açarken devre kesicinin çalışması genellikle bir devre kesicinin seçiminde belirleyicidir.Anahtar seçimi, anahtar kontakları arasında bir çift voltaj oluşabileceği zaman arkın anahtarda yeniden ateşlenme şekline göre belirlenir - bir tarafta kondansatör şarj voltajı ve diğer tarafta anti-fazda ana voltaj . Kesicinin açma akımı, açma akımının dişli kutusunun dalgalanma faktörü ile çarpılmasıyla elde edilir. BSK ile aynı gerilime sahip bir anahtar kullanılırsa CP faktörü 2,5'tir. 6-10 kV pili değiştirmek için genellikle 35 kV dalgalanma anahtarı kullanılır. Bu durumda, CP katsayısı 1,25'tir.

Böylece, yeniden ateşleme akımı:

Bir anahtar seçildiğinde, akım derecesi (tepe değeri) yeniden ateşleme kesme akımı derecesine eşit veya bundan büyük olmalıdır. Nominal kesme akımı, devre kesicinin tipine bağlıdır ve şuna eşittir: IOf.calc = Hava, vakum ve SF6 devre kesiciler için IPZ; Kapalıyım = Yağ anahtarları için IPZ / 0,3.

Örneğin, 20 kA rms veya 28,3 kA genlik (VMP-10-630 -20) kesme akımına sahip bir 10 kV yağlı devre kesici kullanırken daha önce hesaplanan ani akımlar için anahtar parametrelerini kontrol edeceğiz.

a) Bir pil 4,9 mvar. Ateşleme akımı: IPZ = 2,5 * 2 = 5kA Tahmini kapatma akımı: I Hesaplanan = 5 / 0,3 = 17kA.

10kV yağlı devre kesici kullanılabilir. 10 kV baraların kısa devre gücünün artmasıyla, ayrıca iki pilin varlığında, hesaplanan açma akımı izin verileni aşabilir.Bu durumda, BSC devrelerinde güvenilirliği artırmanın yanı sıra, yüksek hızlı anahtarlar, örneğin kapatma sırasında temas ayırma hızının geri kazanım voltajının hızından daha büyük olduğu vakum anahtarları kullanılır.

Aynı gereksinimlerin, açık kapasitör bankına kapalı voltajı da besleyebilen giriş ve kesit anahtarı tarafından karşılanması gerektiğine dikkat edilmelidir.