Kondensaattoripankkien kytkentään tarkoitettu tyhjiöpäätin
Reaktiivisen voiman kompensaatio ja kondensatorien kytkentä sähköverkoissa
Reaktiivisen voiman kompensaatio on tehokas keino lisätä järjestelmän toimintajännitteitä, vähentää verkkojen hukkaa ja parantaa järjestelmän vakautta.
Perinteiset kuormat sähköverkoissa (impedanssit):
Vastus
Induktiovastus
Kapasitiivinen vastus
Alkuosavirta kondensaattorin energisoitessa
Sähköjärjestelmän toiminnassa kondensaattoreita kytketään käyttöön parantamaan tehonsuhdetta. Suljettaessa syntyy suuri alkuosavirta. Tämä johtuu siitä, että ensimmäisellä energisoitumiskerralla kondensaattori on lataamaton, ja virta, joka virtaa sen kautta, on rajoitettu vain silmukan impedanssilla. Koska piirin tila on lähellä lyhyyskierrosta ja silmukan impedanssi on hyvin pieni, suuri väliaikainen alkuosavirta virtaa kondensaattoriin. Alkuosavirran huippuarvo tapahtuu suljettaessa.
Jos kondensaattoria uudelleenenergisoitetaan riittämättömän purkautumisen jälkeen, saatu alkuosavirta voi olla kaksi kertaa suurempi kuin alkuperäinen energisoituminen. Tämä tapahtuu, kun kondensaattori edelleen sisältää jäännösvarauksen, ja uudelleensulkeminen tapahtuu hetkellä, jolloin järjestelmän jännite on samankokoinen mutta vastakkainen kondensaattorin jäännösvaraukseen nähden, mikä johtaa suureen jännite-eroon ja siten korkeaan alkuosavirtaan.
Avaintekijät kondensaattorien kytkennässä
Uudelleen syttyminen
Uudelleenrakennus
NSDD (ei-soutava tuhoava purkaus)
Uudelleen syttyminen on sallittua kondensaattivirta-kytkeytyksen testejä tehdessä. Sulut luokitellaan niiden uudelleenrakennustehon perusteella:
C1-luokka: Varmistettu erityyppisten testien (6.111.9.2) avulla, näyttäen matalan uudelleenrakennusmahdollisuuden kondensaattivirta-kytkeytyksessä.
C2-luokka: Varmistettu erityyppisten testien (6.111.9.1) avulla, näyttäen hyvin matalan uudelleenrakennusmahdollisuuden, sopiva usealle ja vaativalle kondensaattipankkien kytkentälle.
Tyhjiönsulun menestyksen parantaminen kondensaattorien kytkennässä
1. Tyhjiökatkaisijoiden dielektrisen vahvuuden parantaminen
Tyhjiökatkaisija on tyhjiönsulun ydinosa ja pelaa ratkaisevan roolin onnistuneessa kondensaattorien kytkennässä. Valmistajien on optimoitava suunnitelma ja materiaalit saavuttaakseen:
Tasainen sähkökenttäjakautuma
Korkea kitkamiesten vastarinta
Matalampi virransatkain taso
Rakenteelliset ja materiaalitekijät ovat olennaisia luotettavan katkaisun varmistamiseksi.
2. Tyhjiökatkaisijoiden valmistusprosessin hallinta
Minimoi ja poista terät metalliosien puolustuksessa; paranna pinnanlaatu ja puhtaus.
Suorita komponenttien kokoonpanoa ennen ultraviolettipesu mikropartikkelien poistamiseksi.
Hallitse kosteutta ja ilmakehän partikkeleita kokoonpanutilassa.
Vähennä kontaktikomponenttien varastoajat ja kokoonpano välittömästi vähentääksesi oxidointia ja kontaminaatiota.
3. Sulun suunnittelun ja kokoonpanolaadun parantaminen
Varmista, että mekaaniset ominaisuudet ovat optimaalisissa rajoissa:
Johtokauden tasaus ja pystyasentaminen stressin välttämiseksi.
Oikea toimintamekanismi tulosteen energia.
Sulkeutumisen ja avaamisen nopeudet hyväksyttävissä rajoissa.
Minimoi sulkeutumisen kimppu ja avaamisen takaisinpurkautuminen.
Tiukka komponenttien laadun ja kokoonpanotarkkuuden hallinta.
4. Tyhjätoiminta ja konditionointi (polttaminen)
Kokoonpanon jälkeen suorita 300 tyhjätoimintoa mekaanisten ominaisuuksien vakauttamiseksi. Suorita jännite- ja suurvirtakonditionointi täydelliselle sululle mikroskooppisten ulkonäköjen poistamiseksi ja uudelleen syttymisasteen vähentämiseksi kondensaattorien kytkennässä.
Parallellinen kondensaattorin konditionointi nopeuttaa tuotteen dielektrisen vahvuuden parantamista.
5. Avaamisnopeuden optimointi
Katkaisun jälkeen tyhjiönsulun kontaktien välille on kestettävä kaksinkertainen järjestelmän jännite (2×Um) enintään 13 ms. Kontakteja on saatava turvalliseen avautumisaikaan tässä ajassa. Siksi avaamisnopeuden on oltava riittävä – erityisesti 40.5 kV suljeille.
6. Tyhjiökatkaisijoiden konditionointi (vanheneminen)
Pienvaikutteiset menetelmät: Korkeajännite/matalavirta, matalajännite/korkeavirta tai impulssijännitekonditionointi on rajallista vähentääkseen uudelleen syttymistä kondensaattorien kytkennässä.
Tehokas menetelmä: Korkeajännite ja korkeavirta yksifaseinen konditionointi voi merkittävästi parantaa suoritusta.
Syntetinen testipiiri konditionointi myös käytetään simuloimaan todellisia kondensaattorien kytkennysolosuhteita.
Yleisiin sovelluksiin standardikonditionointia sovelletaan. Kuitenkin kondensaattorien kytkennässä erityiskonditionointi on tarpeen parantamaan sähköistä suoritusta ja alkuperäistä katkaisukykyä.
Konditionointiparametrit:
Virrankonditionointi:
3 kA - 10 kA, 200 ms puolihaara, 12 ammusta polaaritekijällä (positiivinen ja negatiivinen).Paineenkonditionointi:
Staattinen paine (akselimagneettiselle kontaktille): Soita 15–30 kN 10 sekuntia.
Katkaisukonditionointi (transversaalimagneettiselle kontaktille): Suorita sulkeutumis- ja avaamistoiminnot testilaitteessa, joka simuloi todellisen sulun liikettä.
Jännitekonditionointi:
Soita 50 Hz vaihtojännite, joka ylittää huomattavasti nominaliarvon (esim. 110 kV 12 kV katkaisijalle) 1 minuutti.
Testiparametrit kondensaattorien kytkennässä
GB/T 1984: Taka-takana kondensaattoripankit, alkuosavirta 20 kA, taajuus 4250 Hz.
IEC 62271-100 / ANSI-standardit:
Kondensaattoripankkien kytkentä: virta 600 A, alkuosavirta 15 kA, taajuus 2000 Hz
Kytkentävirta 1000 A, alkuosavirta 15 kA, taajuus 1270 Hz
ANSI sallii enintään 1600 A kondensaattorien kytkennässä.
Kun oikea konditionointi on tehty, 12 kV tyhjiönsulu voi yleensä läpäistä:
400 A taka-takana kondensaattoripankkien kytkentä
630 A yksittäisen kondensaattoripankin kytkentä
Mutta 40.5 kV järjestelmille tämä on erittäin haastavaa. Yleisiä ratkaisuja ovat:
SF₆ sulut pehmeämmillä katkaisumuodoilla
Kaksikatkaisuinen tyhjiönsulu, jossa kaksi katkaisijaa on kytketty sarjat. Tämä parantaa merkittävästi dielektristä palautumiskykyä, mikä mahdollistaa sen, että se ylittää transitorisesti ylivirtauksen nousunopeuden kondensaattorien kytkennässä, saavuttaen onnistuneen kaaren sammutuksen.
