Vakuumaizolētiās līkstes kondensatoru grupas pārslēgšanai

Reaktivā spēka kompensācija un kondensatoru pārslēgšana elektrotīklos

Reaktivā spēka kompensācija ir efektīvs līdzeklis, lai paaugstinātu sistēmas darbības uzlādi, samazinātu tīkla zudumus un uzlabotu sistēmas stabilitāti.

Parastie slodzes veidi elektrotīklos (impedancijas veidi):

• Pretestība

• Induktīvā pretestība

• Kapacitīvā pretestība

Ieslēguma strāva konondu torzīšanas laikā

Elektrotīklu operācijās kondensatori tiek pārslēgti, lai uzlabotu jaudas faktoru. Slēgšanas momentā rodas liela ievades strāva. Tas notiek tāpēc, ka pirmajā energošanā kondensors ir neieslēdzis, un strāva, kas ieplūst tajā, ir ierobežota tikai kontūras impedancijā. Tā kā šķietami ir tuvu īsumā un kontūras impedancija ir ļoti maza, lielā transitoriskā ievades strāva plūst kondensorā. Ievades strāvas virsotne notiek slēgšanas momentā.

Ja kondensors tiek atkal enerģēts nelielu laiku pēc atslēgšanas bez pietiekamas izslodzes, rezultātā iegūstama ievades strāva var būt divreiz lielāka par sākotnējo energošanu. Tas notiek, kad kondensors joprojām saglabā atlikušo uzlādi, un atkārtota slēgšana notiek brīdī, kad sistēmas uzlāde ir vienāda ar magnitūdu, bet pretēja polāritāte kondensora atlikušajai uzlādei, rezultējot lielā sprieguma atšķirībā un tāpēc augstā ievades strāvā.

Galvenie jautājumi kondensatoru pārslēgšanā

• Atkārtota ugunsgrāva

• Atkārtota ugunsgrāva

• NSDD (Nepilnīga destruktīva izlāde)

Atkārtota ugunsgrāva ir atļauta kapacitīvās strāvas pārslēgšanas testos. Pārtraukumu izgatavošana ir sadalīta divās kategorijās atkārtotas ugunsgrāvas rīcības pamatā:

• C1 Klasifikācija: Apstiprināta specifiskiem tipa testiem (6.111.9.2), parādot zemu atkārtotas ugunsgrāvas varbūtību kapacitīvās strāvas pārslēgšanā.

• C2 Klasifikācija: Apstiprināta specifiskiem tipa testiem (6.111.9.1), parādot ļoti zemu atkārtotas ugunsgrāvas varbūtību, piemērota biežam un augstpratīgam kondensatoru banku pārslēgšanai.

Vakuuma pārtrauku veiktspējas uzlabošana kondensatoru pārslēgšanai

1. Vakuuma pārtrauku dielektisko stipruma uzlabošana

Vakuuma pārtrauks ir vakuuma pārtrauku sirds un spēlē kritisko lomu veiksmīgā kondensatoru pārslēgšanā. Ražotājiem jāoptimizē dizains un materiāli, lai sasniegtu:

• Vienmērīgu elektriskā lauka sadalījumu

• Augstu savienojuma izturību pret apglabāšanu

• Zemāku strāvas nogriešanas līmeni

Konstrukcijas un materiālu uzlabojumi ir būtiski, lai nodrošinātu uzticamu pārtraukumu.

2. Vakuuma pārtrauku ražošanas procesa kontrolēšana

• Minimizēt un noņemt spraugas metāla daļu mehāniskajā apstrādāšanā; uzlabot virsmas kvalitāti un tīrību.

• Veikt ultrasonora tīrīšanu komponentiem pirms montāžas, lai noņemtu mikrodaļiņas.

• Kontrolēt mitrumu un gaisā esošos daļiņus montāžas istabā.

• Samazināt kontaktkomponēntu glabāšanas laiku un montēt tūlīt, lai minimizētu oksidāciju un piesārņojumu.

3. Pārtrauku dizaina un montāžas kvalitātes uzlabošana

Pārliecinieties, ka mehāniskās īpašības atrodas optimālos robežās:

• Vadītāju izvirzīšana un vertikālā instalācija, lai izvairītos no stresa.

• Pareiza darbības mehānisma izveidojamā enerģija.

• Slēgšanas un atslēgšanas ātrums pieņemamās robežās.

• Minimizēt slēgšanas spraugas un atslēgšanas rebultes.

• Strikta komponentu kvalitātes un montāžas precizitātes kontrolēšana.

4. Bezslodzes darbība un apmierināšana (Burn-in)

Montāžas pēc veic 300 bezslodzes darbības, lai stabilizētu mehāniskās īpašības. Izpildiet sprieguma un augstās strāvas apmierināšanu pilnīgajam pārtraukumam, lai novērstu mikroskopiskās izstarpes un samazinātu atkārtoto ugunsgrāvu kondensatoru pārslēgšanā.

Paralēlā kondensatoru apmierināšana var ātri uzlabot produktu dielektisko stiprumu.

5. Atslēgšanas ātruma optimizēšana

Pēc pārtraukuma vakuuma pārtrauku kontaktu attālums jāuztur divreiz lielā sistēmas spriegumā (2×Um) līdz 13 ms. Kontakti jāsasniedz drošam atvērtam attālumam šajā laikā. Tāpēc atslēgšanas ātrums jābūt pietiekami liels — īpaši 40.5 kV pārtraukumiem.

6. Vakuuma pārtrauku apmierināšana (novecināšana)

• Zema efektivitāte: Augstsprieguma/zemas strāvas, zemas sprieguma/augstas strāvas vai impulsu sprieguma apmierināšana ir ierobežota, samazinot atkārtoto ugunsgrāvu kondensatoru pārslēgšanā.

• Efektīva metode: Augstsprieguma un augstas strāvas vienfase apmierināšana var būtiski uzlabot veiktspēju.

• Sintētiska testa shēmas apmierināšana arī tiek izmantota, lai simulētu reālo kondensatoru pārslēgšanas apstākļus.

Parasti standarta apmierināšana tiek piemērota vispārējiem pielietojumiem. Tomēr kondensatoru pārslēgšanas pienākumam ir nepieciešama īpaša apmierināšana, lai uzlabotu elektriskās veiktspējas un sākotnējo pārtraukuma spēju.

Apmierināšanas parametri:

• Strāvas apmierināšana:
  3 kA līdz 10 kA, 200 ms puslefte, 12 šāvi katram polāritātei (pozitīvai un negatīvai).

• Spiediena apmierināšana:

• Statiskais spiediens (ass magnetiskā lauka kontaktiem): Piemērot 15–30 kN 10 sekundes.

• Noslēgšanas-atveršanas apmierināšana (transversālais magnetiskais lauks kontaktiem): Izpildiet noslēgšanas-atveršanas operācijas testa stendā, kas simuluē patieso pārtrauku kustību.

• Sprieguma apmierināšana:
  Piemērot 50 Hz AC spriegumu, kas pārsniedz normēto spriegumu (piemēram, 110 kV 12 kV pārtraukumam) 1 minūti.

Testa parametri kondensatoru pārslēgšanai

• GB/T 1984: Atpakaļējie kondensatoru banki, ievades strāva 20 kA, frekvence 4250 Hz.

• IEC 62271-100 / ANSI standarti:

• Kondensatoru banku pārslēgšana: strāva 600 A, ievades strāva 15 kA, frekvence 2000 Hz

• Pārslēgšanas strāva 1000 A, ievades strāva 15 kA, frekvence 1270 Hz

• ANSI atļauj līdz 1600 A kondensatoru pārslēgšanai.

Pēc pareizas apmierināšanas 12 kV vakuuma pārtrauks parasti var nokļūt:

• 400 A atpakaļējie kondensatoru banku pārslēgšana

• 630 A viena kondensatoru banku pārslēgšana

Tomēr 40.5 kV sistēmām tas ir ļoti grūti. Parasti izmanto šādas risinājumu metodes:

• SF₆ pārtrauku izmantošana ar mierīgākiem pārtraukuma īpašībām

• Dubultā pārtrauka vakuuma pārtrauku izmantošana, kur divi pārtrauki ir savienoti seriāli. Tas būtiski uzlabo dielektisko atveseļošanās stiprumu, ļaujot tam pārsniegt tranzientā locekļu paaugstināšanās ātrumu kondensatoru pārslēgšanā, tādējādi sasniedzot veiksmīgu loku iznīcināšanu.