Несколько слов о банках шунтирующих конденсаторов
Конденсаторные банки в основном устанавливаются для обеспечения емкостной реактивной компенсации - коррекции коэффициента мощности. Использование SCB увеличилось, поскольку они относительно недороги, легко и быстро устанавливаются и могут быть развернуты практически в любой точке сети.
Обеспечение емкостной реактивной компенсации с помощью шунтирующих конденсаторных батарей (на фото: фильтр 275 кВ 72 Мвар 5-й гармоники, кредит: ee.co.za)
Его установка оказывает и другие положительные эффекты на систему: повышение напряжения на нагрузке, лучшее регулирование напряжения (если они были надлежащим образом спроектированы), уменьшение потерь и сокращение или отсрочка инвестиций в передачу.
Основным недостатком банков шунтирующих конденсаторов является то, что его выходная мощность реактивной мощности пропорциональна квадрату напряжения, и, следовательно, когда напряжение низкое и система нуждается в них больше всего, они являются наименее эффективными.
Конденсаторный блок
Конденсаторный блок
Блок конденсатора является строительным блоком шунтирующего конденсатора. Конденсаторный блок состоит из отдельных конденсаторных элементов, расположенных параллельно / последовательно соединенных групп в стальном корпусе. Каждый конденсаторный блок снабжен разрядным резистором, который уменьшает остаточное напряжение устройства до 50 В за 5 минут.
Конденсаторные блоки доступны с переменным напряжением и размерами.
Конденсаторы предназначены для работы при или ниже их номинального напряжения и частоты, поскольку они очень чувствительны к этим значениям; реактивная мощность, создаваемая конденсатором, пропорциональна как напряжению, так и частоте (kVAr = 2πfv 2).
IEEE Std 18-1992 и Std 1036-1992 определяют стандартные номиналы конденсаторов, предназначенные для шунтирующего соединения с системами переменного тока, а также обеспечивают рекомендации по применению.
Эти стандарты предусматривают, что:
- Конденсаторные блоки должны иметь возможность непрерывной работы до 110% от номинального номинального напряжения и напряжения гребня, не превышающего 1, 2 х √2 от номинального среднеквадратичного напряжения, включая гармоники, но исключая переходные процессы. Конденсатор должен также выдерживать 135% номинального тока.
- Блоки конденсаторов не должны давать менее 100% и не более 115% от номинальной реактивной мощности при номинальном синусоидальном напряжении и частоте.
- Конденсаторные блоки должны быть пригодны для непрерывной работы до 135% номинальной реактивной мощности, вызванной комбинированными эффектами:
- Напряжение, превышающее номинальную характеристику номинальной частоты на основной частоте, но не более 110% от номинального среднеквадратичного напряжения.
- Гармонические напряжения накладываются на основную частоту.
- Допустимость реактивной мощности до 115% от номинальной реактивной мощности.
Конфигурация банка конденсатора
Использование предохранителей для защиты конденсаторных блоков и их местоположения (внутри конденсаторного блока на каждом элементе или вне устройства) является важным предметом при разработке конденсаторных батарей. Они также влияют на режим отказа блока конденсатора и влияют на дизайн защиты банка.
- Конденсаторный блок / банк
- Конденсаторный блок / блок с внутренним контуром
- Предохранительные шунтирующие конденсаторные батареи
1. Внешнеконтейнерный конденсаторный блок / банк
Индивидуальный плавкий предохранитель, установленный снаружи между конденсаторным блоком и шиной предохранителя конденсатора, обычно защищает каждый конденсаторный блок. Сбой конденсаторного элемента сваривает фольги и замыкает другие элементы конденсатора, соединенные параллельно в одной и той же группе.
Конденсатор с внешним предохранителем / Банк
Остальные конденсаторные элементы в блоке остаются в эксплуатации с более высоким напряжением на них, чем до отказа и увеличенного тока блока конденсатора. Если второй элемент выходит из строя, процесс повторяется, что приводит к еще более высокому напряжению для остальных элементов.
Последовательные сбои в одном и том же блоке заставят предохранитель работать, отсоединяя блок конденсатора и указывая на неисправный.
Конденсаторные конденсаторы с внешним контуром сконфигурированы с использованием одной или нескольких групп последовательно соединенных конденсаторных блоков на каждую фазу. Доступный уровень сигнала дисбаланса уменьшается по мере увеличения количества групп групп конденсаторов или увеличения количества конденсаторных блоков параллельно для каждой серии.
Тем не менее, может потребоваться меньшая номинальная мощность отдельного конденсаторного блока, так как минимальные параллельные блоки необходимы, чтобы позволить банку оставаться в эксплуатации с одним предохранителем или блоком.
Вернуться к индексу ↑
2. Внутренне сконфигурированный блок конденсатора / банк
Каждый конденсаторный элемент встроен в конденсаторный блок. Предохранитель представляет собой простую проводку, достаточную для ограничения тока и инкапсулированного в оболочку, способную выдерживать тепло, создаваемое дугой. При отказе конденсаторного элемента предохранитель удаляет только затронутый элемент.
Внутренне сконфигурированный конденсаторный блок / банк
Остальные элементы, соединенные параллельно в одной группе, остаются в эксплуатации, но имеют немного более высокое напряжение.
В целом, банки, использующие конденсаторы с внутренним предохранителем, сконфигурированы с несколькими конденсаторными блоками параллельно и более группами серий, чем в банках, использующих конденсаторные блоки с внешним предохранителем. Конденсаторные блоки обычно большие, потому что ожидается, что полное устройство не сработает.
Вернуться к индексу ↑
3. Конденсаторные конденсаторы без предохранителей
Конденсаторные блоки для неконденсируемых конденсаторных батарей идентичны конденсаторным блокам, описанным выше. Для формирования банка конденсаторные блоки соединены последовательно последовательно между фазой и нейтралью.
Конденсаторные конденсаторные батареи без предохранителей
Защита основана на конденсаторных элементах (внутри устройства), которые не работают в коротком замыкании, коротко замыкающие группу.
Когда конденсаторный элемент выходит из строя, он сваривается, и блок конденсатора остается в эксплуатации. Напряжение на неисправном конденсаторном элементе затем распределяется между всеми остальными группами элементов конденсатора в серии.
ПРИМЕР //
Например, если есть 7 конденсаторных блоков в серии, и каждый блок имеет 10 групп элементов последовательно, то есть в общей сложности 70 групп элементов последовательно.
Если один конденсаторный элемент выходит из строя, элемент укорачивается, а напряжение на остальных элементах составляет 70/69 или примерно на 1, 5% увеличения напряжения. Банк конденсаторов продолжает работать; однако последовательные неудачи элементов приведут к удалению банка.
Опыт изготовителя заключается в том, что для современных конденсаторных агрегатов все сбои элементов приводят к сильным газовым короткозамкнутым замыканиям на элементах.
Поврежденные внутренние конденсаторные блоки
Вернуться к индексу ↑
Рекомендации:
- Конструкция подстанции / Руководство по применению - V AYADURAI BSC, C. Eng, Инженерный эксперт FIEE
- Основы и защита банков-шунтирующих конденсаторов - Густаво Брунелло, д-р Богдан Казтенный и Крейг Вестер (GE Multilin, Канада)