Tipuri de defecțiuni și protecție a băncilor de condensatoare statice (BSC)

Scopul băncilor de condensatoare statice (BSC)

Băncile de condensatoare statice (BSC) sunt utilizate în următoarele scopuri: compensarea puterii reactive în rețea, reglarea nivelului de tensiune în magistrale, egalizarea formei de undă a tensiunii în circuitele de comandă cu reglare cu tiristoare.

Transferul puterii reactive printr-o linie electrică are ca rezultat o cădere de tensiune, vizibilă mai ales în liniile electrice aeriene cu rezistență reactivă mare. În plus, curentul suplimentar care curge prin linie are ca rezultat pierderi de putere crescute. Dacă puterea activă trebuie transmisă exact în cantitatea cerută de utilizator, atunci puterea reactivă poate fi generată în punctul de consum. În acest scop sunt folosite băncile de condensatoare.

Motoarele asincrone au cel mai mare consum de putere reactivă. Prin urmare, atunci când specificațiile tehnice sunt emise unui utilizator care are o proporție semnificativă de motoare cu inducție în sarcină, cosφ este de obicei sugerat să fie de 0,95.În același timp, se reduc pierderile de putere activă în rețea și căderea de tensiune pe liniile electrice. În unele cazuri, problema poate fi rezolvată folosind motoare sincrone. O modalitate mai simplă și mai ieftină de a obține un astfel de rezultat este utilizarea BSC.

La sarcini minime ale sistemului, poate apărea o situație în care banca de condensatoare creează putere reactivă în exces. În acest caz, redundant putere reactiva este returnat la sursa de alimentare în timp ce linia este din nou încărcată cu curent reactiv suplimentar, ceea ce crește pierderea de putere activă. Tensiunea magistralei crește și poate fi periculoasă pentru echipament. De aceea este foarte important să poți regla capacitatea băncii de condensatoare.

În cel mai simplu caz, la modurile de încărcare minimă, puteți dezactiva BSC — reglarea sărituri. Uneori, acest lucru nu este suficient și bateria constă din mai multe BSC-uri, fiecare dintre acestea putând fi pornit sau oprit separat - reglare în trepte. În cele din urmă, există sisteme de control cu ​​modulare, de exemplu: un reactor este conectat în paralel la baterie, curentul în care este reglat fără probleme de un circuit tiristor. În toate cazurile, un control automat special al BSC este utilizat în acest scop.

Tipuri de deteriorare a blocului condensatorului

Principalul tip de defecțiune a băncilor de condensatoare - defecțiunea condensatorului - are ca rezultat un scurtcircuit în două faze. În condiții de funcționare, sunt de asemenea posibile moduri anormale asociate cu supraîncărcarea condensatoarelor cu componente de curent armonic mai mare și creșterea tensiunii.

Schemele de control al sarcinii tiristoarelor utilizate pe scară largă se bazează pe faptul că tiristoarele sunt deschise de circuitul de control la un anumit moment al perioadei, iar cu cât sunt deschise o parte mai mică a perioadei, cu atât mai puțin curent efectiv curgând prin sarcină. În acest caz, armonicile de curent mai mari apar în compoziția curentului de sarcină și armonicile de tensiune corespunzătoare la sursa de alimentare.

BSC-urile contribuie la reducerea nivelului armonicilor din tensiune, deoarece rezistența acestora scade odată cu creșterea frecvenței și, prin urmare, valoarea curentului consumat de baterie crește. Aceasta duce la o netezire a formei de undă a tensiunii.În acest caz, există pericolul supraîncărcării condensatoarelor cu curenți de armonici mai mari și este necesară o protecție specială la suprasarcină.

Curentul de pornire al bancului de condensatori

Când bateriei i se aplică tensiune, apare un curent de pornire, în funcție de capacitatea bateriei și de rezistența rețelei.

Să determinăm, de exemplu, curentul de pornire al unei baterii cu o capacitate de 4,9 MVAr, luând puterea de scurtcircuit a barelor de 10 kV la care este conectată bateria-150 MV ∙ A: curent nominal al bateriei: Inom = 4,9 / (√ 3 * 11) = 0,257 kA; valoarea de vârf a curentului de pornire pentru selectarea protecției releului: Iincl. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Selectarea unui comutator pentru comutarea unui banc de condensatori

Funcționarea întreruptorului la declanșarea bateriei de condensatoare este adesea decisivă în alegerea unui întrerupător.Alegerea comutatorului este determinată de modul în care arcul este reaprins în întrerupător atunci când poate apărea o tensiune dublă între contactele comutatorului - tensiunea de încărcare a condensatorului pe o parte și tensiunea rețelei în antifază pe cealaltă parte. . Curentul de declanșare al întreruptorului se obține prin înmulțirea curentului de declanșare cu factorul de supratensiune al cutiei de viteze. Dacă se utilizează un comutator cu aceeași tensiune ca BSK, factorul CP este 2,5. Adesea, un comutator de supratensiune de 35 kV este folosit pentru a comuta o baterie de 6-10 kV. În acest caz, coeficientul CP este 1,25.

Astfel, curentul de reaprindere este:

Când este selectat un comutator, valoarea nominală a curentului său (valoarea de vârf) trebuie să fie egală cu sau mai mare decât valoarea nominală a curentului de întrerupere la reaprindere. Curentul nominal de rupere depinde de tipul de întrerupător și este egal cu: IOf.calc = IPZ pentru întrerupătoare cu aer, vid și SF6; I Off = IPZ / 0,3 pentru comutatoarele de ulei.

De exemplu, vom verifica parametrii comutatorului pentru curenții de pornire calculați mai devreme atunci când se utilizează un întrerupător de circuit de ulei de 10 kV cu un curent de rupere de 20 kA în rms sau 28,3 kA în amplitudine (VMP-10-630 -20).

a) O baterie de 4,9 mvar. Curent de aprindere: IPZ = 2,5 * 2 = 5kA Curent de oprire estimat: I Calculat = 5 / 0,3 = 17kA.

Se poate folosi un întrerupător de circuit de ulei de 10 kV. Odată cu creșterea puterii de scurtcircuit a barelor de 10 kV, și în prezența a două baterii, curentul de declanșare calculat îl poate depăși pe cel admisibil.În acest caz, precum și pentru a crește fiabilitatea în circuitele BSC, se folosesc comutatoare de mare viteză, de exemplu, comutatoare cu vid, în care viteza de separare a contactelor la oprire este mai mare decât viteza tensiunii de recuperare.

Trebuie remarcat faptul că aceleași cerințe trebuie îndeplinite de comutatorul de intrare și de secțiune, care poate furniza și tensiunea de oprire la banca de condensatoare pornită.