سیم کش های خلأ برای تغییر بانک خازن

جبران توان واکنشی روش موثری برای افزایش ولتاژ عملیاتی سیستم، کاهش تلفات شبکه و بهبود پایداری سیستم است.

بارهای معمول در سیستم‌های برق (نوع‌های مقاومت):

• مقاومت

• واکنش‌پذیری القایی

• واکنش‌پذیری ظرفیتی

جریان شارژ اولیه در هنگام تغییر قطبی کندانسور

در عملیات سیستم برق، کندانسورها برای بهبود عامل توان فعال وصل می‌شوند. در لحظه بسته شدن، جریان شارژ اولیه زیادی تولید می‌شود. این اتفاق به دلیل این می‌افتد که در اولین شارژ، کندانسور بدون شارژ است و جریان وارد آن فقط با مقاومت حلقه محدود می‌شود. چون شرایط مدار نزدیک به کوتاه‌مدار است و مقاومت حلقه بسیار کم است، جریان شارژ اولیه زیادی به کندانسور می‌رسد. جریان شارژ اولیه حداکثر در لحظه بسته شدن رخ می‌دهد.

اگر کندانسور پس از قطع و بدون تخلیه کافی دوباره شارژ شود، جریان شارژ اولیه می‌تواند تا دو برابر جریان اولیه شود. این اتفاق وقتی می‌افتد که کندانسور هنوز شارژ باقی‌مانده داشته باشد و دوباره بسته شود در لحظه‌ای که ولتاژ سیستم از نظر اندازه با ولتاژ باقی‌مانده کندانسور برابر اما در جهت مخالف است، که منجر به اختلاف ولتاژ زیاد و در نتیجه جریان شارژ اولیه بالا می‌شود.

مسائل کلیدی در تغییر قطبی کندانسور

• روشن شدن مجدد

• ضربه مجدد

• NSDD (تشکیل مجدد غیرمستمر)

روشن شدن مجدد در تست‌های تغییر قطبی جریان ظرفیتی مجاز است. دستکاره‌ها بر اساس عملکرد ضربه مجدد به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• دسته C1: توسط تست‌های نوع خاص (6.111.9.2) تأیید شده، با احتمال ضربه مجدد کم در تغییر قطبی جریان ظرفیتی.

• دسته C2: توسط تست‌های نوع خاص (6.111.9.1) تأیید شده، با احتمال ضربه مجدد بسیار کم، مناسب برای تغییر قطبی مکرر و با نیاز بالا کندانسورها.

بهبود موفقیت دستکاره‌های خلاء برای تغییر قطبی کندانسور

1. افزایش قدرت دی الکتریکی مانع‌های خلاء

مانع خلاء قلب دستکاره خلاء است و نقش مهمی در موفقیت تغییر قطبی کندانسور ایفا می‌کند. سازندگان باید طراحی و مواد را بهینه کنند تا:

• توزیع یکنواخت میدان الکتریکی

• مقاومت بالا در برابر جوشکاری

• سطح کمتری برای قطع جریان

بهبود ساختاری و مواد ضروری است تا قطع مطمئن تضمین شود.

2. کنترل فرآیند تولید مانع‌های خلاء

• کاهش و حذف لبه‌ها در ماشین‌کاری قطعات فلزی؛ بهبود پایانه‌سازی و تمیزی سطح.

• پاکسازی اولتراسونیک قطعات قبل از مونتاژ برای حذف ذرات میکروسکوپی.

• کنترل رطوبت و ذرات هوایی در اتاق مونتاژ.

• کاهش زمان ذخیره قطعات تماس و مونتاژ سریع برای کاهش اکسیداسیون و آلودگی.

3. بهبود طراحی و کیفیت مونتاژ دستکاره

اطمینان حاصل کنید که مشخصات مکانیکی در محدوده بهینه قرار دارند:

• هم‌خطی و نصب عمودی میله هدایت‌کننده برای جلوگیری از تنش.

• انرژی خروجی مکانیسم عملیاتی صحیح.

• سرعت‌های بسته شدن و باز شدن در حد مجاز.

• کاهش جنبش بسته شدن و بازگشت باز شدن.

• کنترل دقیق کیفیت قطعات و دقت مونتاژ.

4. عملیات بدون بار و شرایط‌سازی (برن‌این)

پس از مونتاژ، 300 عملیات بدون بار انجام دهید تا مشخصات مکانیکی پایدار شوند. شرایط‌سازی ولتاژ و جریان بالا روی دستکاره کامل انجام دهید تا اوج‌های میکروسکوپی حذف شوند و نرخ روشن شدن مجدد در تغییر قطبی کندانسور کاهش یابد.

شرایط‌سازی موازی کندانسور می‌تواند به سرعت قدرت دی الکتریکی محصول را افزایش دهد.

5. بهینه‌سازی سرعت باز شدن

پس از قطع، فاصله تماس دستکاره خلاء باید تا 13 میلی‌ثانیه دو برابر ولتاژ سیستم (2×Um) را تحمل کند. تماس‌ها باید در این زمان فاصله ایمن باز شدن را به دست آورند. بنابراین، سرعت باز شدن باید کافی باشد - به ویژه برای دستکاره‌های 40.5 kV.

6. شرایط‌سازی (سنگین‌سازی) مانع‌های خلاء

• روش‌های با اثر کم: شرایط‌سازی با ولتاژ بالا/جریان کم، ولتاژ کم/جریان بالا یا ولتاژ ضربه‌ای اثر محدودی در کاهش روشن شدن مجدد در تغییر قطبی کندانسور دارند.

• روش مؤثر: شرایط‌سازی با ولتاژ و جریان بالا تک‌فاز می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد را بهبود بخشد.

• شرایط‌سازی با مدار آزمایشی مصنوعی نیز برای شبیه‌سازی شرایط واقعی تغییر قطبی کندانسور استفاده می‌شود.

برای کاربردهای عمومی، شرایط‌سازی استاندارد اعمال می‌شود. اما برای وظیفه تغییر قطبی کندانسور، شرایط‌سازی خاص مورد نیاز است تا عملکرد الکتریکی و توان اولیه قطع را بهبود بخشد.

پارامترهای شرایط‌سازی:

• شرایط‌سازی جریان:
  3 kA تا 10 kA، نیم‌موج 200 میلی‌ثانیه، 12 شات برای هر قطب (مثبت و منفی).

• شرایط‌سازی فشار:

• فشار ثابت (برای تماس‌های با میدان مغناطیسی محوری): 15 تا 30 kN برای 10 ثانیه اعمال کنید.

• شرایط‌سازی بسته شدن و باز شدن (برای تماس‌های با میدان مغناطیسی عرضی): عملیات بسته شدن و باز شدن را روی دستگاه آزمایشی که حرکت واقعی دستکاره را شبیه‌سازی می‌کند انجام دهید.

• شرایط‌سازی ولتاژ:
  ولتاژ AC 50 Hz بسیار بالاتر از ولتاژ اسمی (مثلاً 110 kV برای مانع 12 kV) را برای 1 دقیقه اعمال کنید.

پارامترهای آزمون برای تغییر قطبی کندانسور

• GB/T 1984: بانک‌های کندانسور موازی، جریان شارژ اولیه 20 kA، فرکانس 4250 Hz.

• IEC 62271-100 / استانداردهای ANSI:

• تغییر قطبی بانک کندانسور: جریان 600 A، جریان شارژ اولیه 15 kA، فرکانس 2000 Hz

• تغییر قطبی جریان 1000 A، جریان شارژ اولیه 15 kA، فرکانس 1270 Hz

• ANSI تا 1600 A برای تغییر قطبی کندانسور مجاز است.

پس از شرایط‌سازی صحیح، دستکاره خلاء 12 kV می‌تواند معمولاً عبور کند:

• 400 A تغییر قطبی بانک کندانسور موازی

• 630 A تغییر قطبی یک بانک کندانسور

اما برای سیستم‌های 40.5 kV، این بسیار چالش‌برانگیز است. راه‌حل‌های معمول شامل موارد زیر است:

• استفاده از دستکاره‌های SF₆ با ویژگی‌های مهار ملایم‌تر

• استفاده از دستکاره‌های خلاء دو‌قطعه، که در آن دو مانع به صورت سری متصل می‌شوند. این به طور قابل توجهی قدرت بازیابی دی الکتریکی را بهبود می‌بخشد و به آن اجازه می‌دهد تا نرخ افزایش ولتاژ موقتی در تغییر قطبی کندانسور را فراتر برود و به این ترتیب خاموشی قوس را محقق کند.