Kondenzátorbank kapcsolási vakuum átmenetek

Reaktív teljesítmény kiegyenlítés és kondenzátor kapcsolás az energiarendszerekben

A reaktív teljesítmény kiegyenlítés hatékony módja a rendszer működési feszültségének növelésére, a hálózati veszteségek csökkentésére és a rendszer stabilitásának javítására.

Hagyományos terhelések az energiarendszerekben (ellenállási típusok):

• Ellenállás

• Indukciós ellenállás

• Kapacitív ellenállás

Szennyelő áram a kondenzátor energizálása közben

Az energiarendszer működése során a kondenzátort kapcsolják be a teljesítményfaktor javítása érdekében. A bezárás pillanatában nagy szennyelő áram keletkezik. Ez történik, mert az első energizálás során a kondenzátor nincs töltve, és a beleáramló áram csak a hurokimpedancián keresztül korlátozódik. Mivel a környezet feltételei közel vannak a rövidzáratú állapothoz, és a hurokimpedancia nagyon kicsi, nagy átmeneti szennyelő áram folyik a kondenzátorba. A szennyelő áram csúcsértéke a bezárás pillanatában jelentkezik.

Ha a kondenzátort rövid idő után újraenergizálnak, anélkül, hogy elegendően leterelnének, a keletkező szennyelő áram kétszerese lehet az eredeti energizálásnál. Ez akkor történik, ha a kondenzátor még tartalmaz maradék töltést, és a bezárás pillanata olyan, amikor a rendszerfeszültség mértékben egyenlő, de ellentétes irányú a kondenzátor maradék feszültségével, ami nagy feszültségkülönbséget és így magas szennyelő áramot eredményez.

Fontos kérdések a kondenzátor kapcsolásában

• Újraszüze

• Újraszállás

• NSDD (Nem fenntartott destruktív descarga)

Az újraszüzést megengedik a kapacitív áram kapcsolási tesztek során. A vezetékveszítőket két csoportba osztják, attól függően, hogy hogyan viselkednek az újraszállás tekintetében:

• C1 Osztály: Megbízható specifikus típusú tesztekkel (6.111.9.2), alacsony valószínűséggel lép fel újraszállás a kapacitív áram kapcsolása során.

• C2 Osztály: Megbízható specifikus típusú tesztekkel (6.111.9.1), nagyon alacsony valószínűséggel lép fel újraszállás, alkalmas a gyakori és nagy igényű kondenzátorbank kapcsolására.

A vakuumvezetékes vezetékveszítők sikeres működésének javítása a kondenzátor kapcsolásában

1. A vakuumvezeték dielektrikus erejének megerősítése

A vakuumvezeték a vakuumvezetékes vezetékveszítő szívét képezi, és kulcsszerepet játszik a sikeres kondenzátor kapcsolásban. A gyártóknak optimalizálniuk kell a tervezést és anyagokat, hogy elérjék a következőket:

• Egyenletes elektromos mező-eloszlás

• Magas ellenállás a szelemezhez

• Alacsonyabb áramlevágási szint

A szerkezeti és anyagi fejlesztések létfontosságúak a megbízható szakadás biztosításához.

2. A vakuumvezeték gyártási folyamatának ellenőrzése

• Minimalizálja és távolítsa el a repedéseket a fémmellékletek feldolgozása során; javítsa a felszín minőségét és tisztaságát.

• Végezzen ultrahangos tisztítást a komponenseken az összeszerelés előtt, hogy eltávolítsa a mikro részecskéket.

• Vegye ellenőrzés alá a párátlanságot és a levegőben lévő részecskéket az összeszerelő szobában.

• Csökkentse a kapcsolókomponensek tárolási idejét, és gyorsan összeszerelje őket, hogy minimalizálja az oxidációt és a kontaminációt.

3. A vezetékveszítő tervezésének és összeszerelési minőségének javítása

Győződjön meg róla, hogy a mechanikai jellemzők optimális tartományban vannak:

• A vezetőrúd igazítása és függőleges telepítése, hogy elkerülje a stresszt.

• Megfelelő működési mechanizmus kimenő energiája.

• A bezárás és nyitás sebessége elfogadható határok között van.

• Minimalizálja a bezárás ugrását és a nyitás visszapattanását.

• Szigorú ellenőrzés a komponens minőségére és az összeszerelés pontosságára.

4. Üres működés és kondicionálás (beütés)

Az összeszerelés után végezzen 300 üres működést a mechanikai jellemzők stabilizálásához. Végezzen feszültség- és nagy áramú kondicionálást a teljes kapcsolón, hogy kivégezze a mikroszkopikus kitágulásokat, és csökkentse az újraszüzés arányát a kondenzátor kapcsolása során.

A párhuzamos kondenzátor kondicionálása gyorsan megerősítheti a termék dielektrikus erejét.

5. Nyitási sebesség optimalizálása

A szakadás után a vakuumvezetékes vezetékveszítő kontaktjainak kétszeres rendszerfeszültséget (2×Um) kell kiállnia legfeljebb 13 ms-ig. A kontaktok ennyi idő alatt elérniük kell a biztonságos nyitott távolságot. Tehát a nyitási sebességnek elegendőnek kell lennie - különösen a 40.5 kV vezetékveszítők esetében.

6. A vakuumvezeték kondicionálása (öregedés)

• Alacsony-hatású módszerek: Magas-feszültség/alkalmas áram, alacsony-feszültség/magas áram, vagy impulzusfeszültség kondicionálása korlátozott hatással van a kondenzátor kapcsolás során fellépő újraszüzés csökkentésére.

• Hatékony módszer: Magas-feszültség és magas áram egyszeres fázisú kondicionálása jelentősen javíthatja a teljesítményt.

• Szintetikus vizsgálati körkondicionálása is használatos, hogy szimulálja a valós kondenzátor kapcsolási feltételeket.

Általános alkalmazások esetén standard kondicionálást alkalmaznak. Azonban a kondenzátor kapcsolási feladata esetén különleges kondicionálás szükséges a villamos teljesítmény és a kezdeti szakadási képesség javításához.

Kondicionálási paraméterek:

• Áram kondicionálás:
  3 kA-tól 10 kA-ig, 200 ms fél hullám, 12 lövés minden polaritásra (pozitív és negatív).

• Nyomás kondicionálás:

• Statikus nyomás (axiális mágneses térbeli kontaktok esetén): Alkalmazzon 15–30 kN-ot 10 másodpercig.

• Kapcsolás-bontás kondicionálás (transzverzális mágneses térbeli kontaktok esetén): Végezze a bezárás és nyitás műveleteit egy tesztgépen, ami a valós vezetékveszítő mozgását szimulálja.

• Feszültség kondicionálás:
  Alkalmazzon 50 Hz AC feszültséget, ami jelentősen meghaladja a nominális feszültséget (pl. 110 kV egy 12 kV vezetékveszítő esetén) 1 percig.

Teszt paraméterek a kondenzátor kapcsolásához

• GB/T 1984: Egyenesen egymás mellett elhelyezett kondenzátorbank, szennyelő áram 20 kA, frekvencia 4250 Hz.

• IEC 62271-100 / ANSI Standards:

• Kondenzátorbank kapcsolása: áram 600 A, szennyelő 15 kA, frekvencia 2000 Hz

• Kapcsoló áram 1000 A, szennyelő 15 kA, frekvencia 1270 Hz

• ANSI engedélyezi akár 1600 A-t a kondenzátor kapcsolásához.

A megfelelő kondicionálás után egy 12 kV vakuumvezetékes vezetékveszítő általában át tudja vinni a következőket:

• 400 A egyenesen egymás mellett elhelyezett kondenzátorbank kapcsolása

• 630 A egyetlen kondenzátorbank kapcsolása

Azonban a 40.5 kV rendszerek esetén ez nagyon kihívást jelent. Gyakori megoldások a következők:

• SF₆ vezetékveszítők használata, amelyek enyhebb szakadási jellemzőkkel rendelkeznek

• Dupla szakadási vakuumvezetékes vezetékveszítők használata, ahol két vezetékveszítő sorban van összekötve. Ez jelentősen javítja a dielektrikus helyreállási erőt, ami túlmutat a tranzient túlfeszültség emelkedési rátáján a kondenzátor kapcsolása során, így sikeresen megszűnik a hajtás.