Soorten storingen en bescherming van statische condensatorbanken (BSC)

Doel van statische condensatorbanken (BSC)

Statische condensatorbanken (BSC) worden gebruikt voor de volgende doeleinden: blindvermogen compensatie in het netwerk, regeling van het spanningsniveau in de bussen, egalisatie van de spanningsgolfvorm in de stuurcircuits met thyristorregeling.

De overdracht van reactief vermogen via een hoogspanningslijn resulteert in een spanningsval, vooral merkbaar in bovengrondse hoogspanningslijnen met een hoge reactieve weerstand. Bovendien leidt de extra stroom die door de lijn vloeit tot grotere vermogensverliezen. Als actief vermogen moet worden overgedragen in precies de hoeveelheid die de gebruiker nodig heeft, kan blindvermogen worden gegenereerd op het punt van verbruik. Hiervoor worden condensatorbanken gebruikt.

Asynchrone motoren verbruiken het grootste blindvermogen. Daarom wordt, wanneer technische specificaties worden verstrekt aan een gebruiker die een aanzienlijk deel van de asynchrone motoren in de belasting heeft, gewoonlijk voorgesteld dat cosφ 0,95 is.Tegelijkertijd worden de verliezen aan actief vermogen in het netwerk en de spanningsval op de hoogspanningslijnen verminderd. In sommige gevallen kan het probleem worden opgelost met behulp van synchrone motoren. Een eenvoudigere en goedkopere manier om een ​​dergelijk resultaat te verkrijgen is het gebruik van BSC.

Bij minimale systeembelastingen kan er een situatie ontstaan ​​waarbij de condensatorbank een teveel aan reactief vermogen creëert. In dit geval overbodig reactief vermogen wordt teruggevoerd naar de stroombron terwijl de lijn opnieuw wordt opgeladen met extra reactieve stroom, wat het verlies aan actief vermogen vergroot. Busspanning stijgt en kan gevaarlijk zijn voor apparatuur. Daarom is het erg belangrijk om de capaciteit van de condensatorbank te kunnen aanpassen.

In het eenvoudigste geval kunt u bij minimale belastingsmodi BSC uitschakelen - sprongregeling. Soms is dit niet genoeg en bestaat de batterij uit meerdere BSC's, die elk afzonderlijk aan of uit kunnen worden gezet — stappenregeling. Tot slot zijn er modulerende regelsystemen, bijvoorbeeld: parallel aan de batterij is een reactor geschakeld, waarbij de stroom soepel wordt geregeld door een thyristorschakeling. Hiervoor wordt in alle gevallen een speciale automatische besturing van de BSC gebruikt.

Soorten condensatorblokschade

Het belangrijkste type storing van condensatorbanken - condensatorstoring - resulteert in een kortsluiting in twee fasen. Onder bedrijfsomstandigheden zijn ook abnormale modi mogelijk die verband houden met overbelasting van condensatoren met hogere harmonische stroomcomponenten en spanningstoename.

Veelgebruikte thyristorbelastingsregelingsschema's zijn gebaseerd op het feit dat de thyristors op een bepaald moment van de periode door het regelcircuit worden geopend, en hoe kleiner het deel van de periode dat ze open zijn, hoe minder effectieve stroom door de lading stroomt. In dit geval verschijnen hogere stroomharmonischen in de samenstelling van de belastingsstroom en de overeenkomstige spanningsharmonischen bij de stroombron.

BSC's dragen bij aan het verminderen van het niveau van harmonischen in de spanning, omdat hun weerstand afneemt met toenemende frequentie en daarom de waarde van de stroom die door de batterij wordt verbruikt toeneemt. Dit leidt tot een afvlakking van de spanningsgolfvorm.In dit geval bestaat het gevaar van overbelasting van de condensatoren met stromen van hogere harmonischen en is een speciale overbelastingsbeveiliging vereist.

Condensatorbank inschakelstroom

Als er spanning op de batterij wordt gezet, ontstaat er een inschakelstroom, afhankelijk van de capaciteit van de batterij en de weerstand van het netwerk.

Laten we bijvoorbeeld de inschakelstroom van een batterij met een capaciteit van 4,9 MVAr bepalen, uitgaande van het kortsluitvermogen van de 10 kV rails waarop de batterij is aangesloten - 150 MV ∙ A: nominale stroom van de batterij: Inom = 4,9 / (√ 3 * 11) = 0,257 kA; piekwaarde van inschakelstroom voor selectie van relaisbeveiliging: Iincl. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Selectie van een schakelaar voor het schakelen van een condensatorbank

De werking van de stroomonderbreker bij het trippen van de condensatorbank is vaak doorslaggevend bij de keuze van een stroomonderbreker.De keuze van de schakelaar wordt bepaald door de manier waarop de boog in de schakelaar opnieuw wordt ontstoken wanneer er een dubbele spanning tussen de schakelcontacten kan ontstaan: de condensatorlaadspanning aan de ene kant en de netspanning in tegenfase aan de andere kant . De uitschakelstroom van de onderbreker wordt verkregen door de uitschakelstroom te vermenigvuldigen met de piekfactor van de versnellingsbak. Als een schakelaar met dezelfde spanning als BSK wordt gebruikt, is de CP-factor 2,5. Vaak wordt een 35 kV piekschakelaar gebruikt om een ​​6-10 kV batterij te schakelen. In dit geval is de CP-coëfficiënt 1,25.

De herontsteekstroom is dus:

Wanneer een schakelaar wordt geselecteerd, moet de stroomsterkte (piekwaarde) ervan gelijk zijn aan of groter zijn dan de herontstekingsonderbrekingsstroomwaarde. De nominale uitschakelstroom is afhankelijk van het type stroomonderbreker en is gelijk aan: IOf.calc = IPZ voor lucht-, vacuüm- en SF6-stroomonderbrekers; ik uit = IPZ / 0,3 voor olieschakelaars.

Zo controleren we bijvoorbeeld de schakelparameters voor de eerder berekende inschakelstromen bij gebruik van een 10 kV olievermogenschakelaar met een uitschakelstroom van 20 kA in rms of 28,3 kA in amplitude (VMP-10-630-20).

a) Eén batterij 4,9 mvar. Ontstekingsstroom: IPZ = 2,5 * 2 = 5kA Geschatte uitschakelstroom: I Berekend = 5 / 0,3 = 17kA.

Er kan een 10 kV oliestroomonderbreker worden gebruikt. Bij een toename van het kortsluitvermogen van de 10 kV rails, ook bij aanwezigheid van twee accu's, kan de berekende uitschakelstroom de toelaatbare overschrijden.In dit geval worden, naast het vergroten van de betrouwbaarheid in BSC-circuits, hogesnelheidsschakelaars gebruikt, bijvoorbeeld vacuümschakelaars, waarbij de snelheid van contactscheiding bij uitschakelen groter is dan de snelheid van de herstelspanning.

Opgemerkt moet worden dat aan dezelfde eisen moet worden voldaan door de inkomende en sectieschakelaar, die ook de uitgeschakelde spanning aan de ingeschakelde condensatorbank kan leveren.