Typer av fel och skydd av statiska kondensatorbanker (BSC)

Syftet med statiska kondensatorbanker (BSC)

Statiska kondensatorbanker (BSC) används för följande ändamål: reaktiv effektkompensation i nätet, reglering av spänningsnivån i bussarna, utjämning av spänningsvågformen i styrkretsarna med tyristorreglering.

Överföringen av reaktiv effekt genom en kraftledning resulterar i ett spänningsfall, särskilt märkbart i luftledningar med högt reaktivt motstånd. Dessutom resulterar den extra strömmen som flyter genom ledningen i ökade effektförluster. Om aktiv effekt ska överföras i exakt den mängd som användaren kräver, kan reaktiv effekt genereras vid förbrukningspunkten. Kondensatorbanker används för detta ändamål.

Asynkronmotorer har den största förbrukningen av reaktiv effekt. Därför, när tekniska specifikationer utfärdas till en användare som har en betydande andel induktionsmotorer i lasten, föreslås cosφ vanligtvis vara 0,95.Samtidigt minskar förlusterna av aktiv effekt i nätverket och spänningsfallet på kraftledningarna. I vissa fall kan problemet lösas med hjälp av synkronmotorer. Ett enklare och billigare sätt att få ett sådant resultat är att använda BSC.

Vid minimala systembelastningar kan en situation uppstå där kondensatorbanken skapar överskott av reaktiv effekt. I det här fallet överflödig responsiv kraft återförs till strömkällan medan ledningen åter laddas med ytterligare reaktiv ström, vilket ökar den aktiva effektförlusten. Bussspänningen stiger och kan vara farlig för utrustningen. Det är därför det är mycket viktigt att kunna justera kondensatorbankens kapacitans.

I det enklaste fallet, vid lägsta belastningslägen, kan du stänga av BSC — hoppreglering. Ibland räcker inte detta och batteriet består av flera BSC:er, som var och en kan slås på eller av separat — stegreglering. Slutligen finns det modulerande styrsystem, till exempel: en reaktor är parallellkopplad med batteriet, strömmen i vilken regleras smidigt av en tyristorkrets. I samtliga fall används en speciell automatisk styrning av BSC för detta ändamål.

Typer av kondensatorblockskador

Den huvudsakliga typen av fel på kondensatorbanker - kondensatorfel - resulterar i en tvåfas kortslutning. Under driftförhållanden är onormala lägen förknippade med överbelastning av kondensatorer med högre harmoniska strömkomponenter och spänningsökning också möjliga.

Allmänt använda styrsystem för tyristorbelastning är baserade på det faktum att tyristorerna öppnas av styrkretsen vid ett visst ögonblick av perioden, och ju mindre del av perioden de är öppna, desto mindre effektiv ström flyter genom lasten. I detta fall uppträder högre strömövertoner i sammansättningen av belastningsströmmen och motsvarande spänningsövertoner vid strömkällan.

BSC:er bidrar till att minska nivån av övertoner i spänningen, eftersom deras motstånd minskar med ökande frekvens och därför ökar värdet på strömmen som förbrukas av batteriet. Detta leder till en utjämning av spänningsvågformen.I detta fall finns det risk för överbelastning av kondensatorerna med strömmar med högre övertoner och särskilt överbelastningsskydd krävs.

Kondensatorbanks startström

När spänning läggs på batteriet uppstår en startström, beroende på batteriets kapacitet och nätverkets motstånd.

Låt oss till exempel bestämma startströmmen för ett batteri med en kapacitet på 4,9 MVAr, med kortslutningseffekten för 10 kV samlingsskenorna som batteriet är anslutet till-150 MV ∙ A: batteriets märkström: Inom = 4,9 / (√ 3 * 11) = 0,257 kA; toppvärde för inkopplingsström för val av reläskydd: Iinkl. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Val av omkopplare för att byta kondensatorbank

Effektbrytarens funktion vid utlösning av kondensatorbanken är ofta avgörande vid valet av strömbrytare.Valet av strömbrytare bestäms av hur ljusbågen återtänds i strömbrytaren när en dubbelspänning kan uppstå mellan brytarkontakterna — kondensatorns laddningsspänning på ena sidan och nätspänningen i motfas på andra sidan . Brytarens utlösningsström erhålls genom att multiplicera utlösningsströmmen med växellådans överspänningsfaktor. Om en switch med samma spänning som BSK används är CP-faktorn 2,5. Ofta används en 35 kV överspänningsbrytare för att byta ett 6-10 kV batteri. I detta fall är CP-koefficienten 1,25.

Således är återtändningsströmmen:

När en strömbrytare väljs måste dess strömvärde (toppvärde) vara lika med eller större än märkströmmen för återtändning. Den nominella brytströmmen beror på typen av brytare och är lika med: IOf.calc = IPZ för luft-, vakuum- och SF6-brytare; I Av = IPZ / 0,3 för oljebrytare.

Till exempel kommer vi att kontrollera switchparametrarna för de tidigare beräknade startströmmarna när vi använder en 10 kV oljebrytare med en brytström på 20 kA i rms eller 28,3 kA i amplitud (VMP-10-630 -20).

a) Ett batteri 4,9 mvar. Tändström: IPZ = 2,5 * 2 = 5kA Beräknad avstängningsström: I Beräknad = 5 / 0,3 = 17kA.

En 10kV oljebrytare kan användas. Med en ökning av kortslutningseffekten för 10 kV-skenorna, även i närvaro av två batterier, kan den beräknade utlösningsströmmen överstiga den tillåtna.I detta fall, såväl som för att öka tillförlitligheten i BSC-kretsar, används höghastighetsomkopplare, till exempel vakuumomkopplare, där kontaktseparationens hastighet vid avstängning är större än återvinningsspänningens hastighet.

Det bör noteras att samma krav måste uppfyllas av inkommande och sektionsbrytare, som också kan leverera den avstängda spänningen till den påslagna kondensatorbanken.