Capacitieve compensatie

Compensatie van reactief vermogen die wordt bereikt met een extra capacitieve belasting, wordt capacitieve compensatie genoemd. Deze vorm van compensatie is traditioneel voor AC-tractieonderstations in de Russische Federatie, waar het op deze manier mogelijk is om de efficiëntie van apparatuur aanzienlijk te verhogen en verliezen te verminderen.

Zo wordt de doorvoer van elektrisch spoorvervoer sterk vergroot door capacitieve compensatie van blindvermogen, dat wil zeggen door het gebruik van condensatorblokken. En als de netspanning op de een of andere manier verandert, moeten de condensatorbanken worden aangepast. Capacitieve compensatie kan longitudinaal, transversaal en longitudinaal-transversaal zijn, wat later in de tekst in detail zal worden beschreven.

Zijcapacitieve compensatie — KU

Compensatie aan capacitieve zijde verwijst naar de vermindering van de blindstroomcomponent door de directe aansluiting van een extra blindstroombron op de belasting. Aangepaste condensatorbanken omvatten niet alleen condensatoren, maar ook reactorenin serie of parallel geschakeld met condensatoren. Stappenapparaten maken het mogelijk om afzonderlijke stappen van de condensator uit en in te schakelen of zelfs het aansluitschema van het apparaat te wijzigen.

Gereguleerde koeleenheden met reactoren

Als een geregelde reactor parallel wordt aangesloten op de condensatorbank, dan is het totale reactieve vermogen van zo'n condensatorinstallatie gelijk aan het verschil tussen het blindvermogen van de reactor en de capaciteit. In het bijzonder, als het blindvermogen van de condensatorbank gelijk is aan het blindvermogen van de reactor, zal de installatie als geheel helemaal geen blindvermogen genereren.

Door de parameters van de reactor aan te passen en het vermogen dienovereenkomstig te verminderen, wordt het blindvermogen dat door de gehele condensatorbank wordt gegenereerd, verhoogd. De toestand van de reactor wordt geregeld door de verzadiging van het staal van het magnetische circuit aan te passen wanneer het transversaal of longitudinaal wordt gemagnetiseerd door gelijkstroom. Tegenwoordig wordt dwarse afbuiging van reactoren niet meer gebruikt vanwege de oneconomische aard van deze aanpak.

Tegenwoordig zijn bijna overal in netwerken, vanaf 35 kV, reactoren gereguleerd thyristoren… De grootte van de reactorstroom van nul tot nominaal wordt in dergelijke circuits ingesteld door de ontstekingshoek van de thyristors. Deze methode om de reactoren te besturen is redelijk betrouwbaar, hoewel het erbij betrokken is met de aanwezigheid van hogere harmonischen, die moeten worden geëlimineerd door filters met oneven harmonischen.

Om de spanning waarmee de thyristors hier werken te verminderen, wordt een reactor-transformator gebruikt of een condensatorbank en een circuit met thyristors zijn verbonden via een step-down transformator (autotransformator).

De figuur toont een diagram van een statische thyristorcompensator met een groep reactoren, die wordt bestuurd door thyristors en filtercompensatorcircuits heeft. Over het algemeen omvat de compensator:

• enkelfasige thyristor-reactorgroep, die een soepele regeling van blindvermogen mogelijk maakt;

• een filtercompenserend circuit dat dient als een filter met hogere harmonischen en een bron van reactief vermogen;

• Een laagdoorlaatfilter dat het destructieve effect van resonantieverschijnselen voor de thyristorcompensator vermindert.

Bovendien bevat de statische compensator een besturings- en beveiligingssysteem bestaande uit thyristorblokken voor besturings- en relaisbeveiliging, evenals een thyristorkoelmodule.

Units met trapregeling

Een installatie voor trapregeling omvat meerdere secties, zodat het, indien nodig, om de stroom, spanning of blindvermogen aan te passen, mogelijk is om de ene of de andere sectie los te koppelen of aan te sluiten. De installatie bevat een condensatorbank, een reactor, een bluscircuit en een hoofdschakelaar.

Het belangrijkste bij het ontwerpen van een condensatormodule met trapregeling is het correct organiseren van de begrenzing van overspanningen en stromen op de momenten van aan- en afkoppelen van secties. Tijdelijke processen zijn een factor in de verminderde betrouwbaarheid van dergelijke installaties.

Longitudinale capacitieve compensatie - UPC

Om de invloed van de inductieve component van het tractienetwerk en de transformator op de spanning van de stroomafnemers van elektrische locomotieven te verminderen, worden longitudinale capacitieve compensatie-installaties gebruikt, dat wil zeggen dat er condensatoren in serie mee worden geschakeld.

Op tractieonderstations in Rusland worden longitudinale compensatie-installaties geplaatst in zuigleidingen, waar deze installaties de spanning verhogen, de effecten van fasevooruitgang of -vertraging helpen elimineren, spanningssymmetrie bij gelijke stromen in de armen bevorderen, de spanningsklasse van de apparatuur verlagen en vereenvoudigt over het algemeen het installatieontwerp.

De afbeelding toont een van deze secties. Hier wordt via condensatoren en een weerstand via een thyristorschakelaar de spanning geleverd aan de laagspanningswikkelingen van twee in serie geschakelde transformatoren. De hoogspanningswikkelingen van deze transformatoren zijn in tegengestelde richtingen aangesloten. Op het moment van kortsluiting neemt de spanning op de condensatoren van de installatie toe. En zodra de spanning het ingestelde niveau bereikt, gaat de thyristorschakelaar open, de boog ontsteekt onmiddellijk in de ontlader en blijft branden totdat de vacuümschakelaar een fractie van een seconde sluit.

Dergelijke instellingen helpen om spanningsfluctuaties in pantografen te verminderen en busspanningen symmetrisch te maken. Nadelen zijn onder meer de moeilijkere bedrijfsomstandigheden van condensatoren, in verband waarmee installaties van dit type ultrasnelle bescherming vereisen. U kunt CPC het beste samen met KU gebruiken.