Vakuumpäristikud kondensaatorpanga lülitamiseks

Reaktiivse jõudluse kompenseerimine ja kondensaatoride lülitamine elektrisüsteemides

Reaktiivse jõudluse kompenseerimine on tõhus viis süsteemi tööpinge suurendamiseks, võrgukahju vähendamiseks ja süsteemi stabiilsuse parandamiseks.

Tavalised laod elektrisüsteemides (impedantsitüübid):

• Vastus

• Induktiivne vastus

• Kapasitiivne vastus

Sissevoolav vool kondensaatori energieerimisel

Elektrisüsteemi töö käigus kondensaatorid lülitatakse sisse, et parandada võimsustegurit. Lülitamise hetkel tekib suur sissevoolav vool. See toimub selle tõttu, et esimesel energieerimisel on kondensaator ladumatult ja sinna voolav vool piiratakse ainult ringi impedantsiga. Kuna ringitingimus on lähedane lühikesele ringile ja ringi impedants on väga väike, siis kondensaatori sisse voolab suur ajutine sissevoolav vool. Sissevoolava voolu tipp tekkib lülitamise hetkel.

Kui kondensaator lülitatakse uuesti sisse lühema aja jooksul pärast lahutamist ilma piisava ladumata, siis saabuv sissevoolav vool võib olla kuni kaks korda suurem kui algne energieerimine. See juhtub, kui kondensaatoril on ikka veel järelviibiv ladus ning uueks lülitamiseks valitakse hetk, kui süsteemi pingeväärtus on sama suur, kuid vastupidine polaariga kondensaatori järelviibiva ladusega, mis tuletab maha suurt pingearvu ja nii ka kõrget sissevoolavat voolu.

Olulised küsimused kondensaatorite lülitamisel

• Uuelülitus

• Uuelitmine

• NSDD (mitte-toetav hävitav laeng)

Uuelülitus on lubatud kapasitiivse voolu lülitamise katsetes. Väljalülitajad jagatakse kaheks kategooriaks nende uuelitmisomaduste alusel:

• C1 klass: Tõendatud spetsiifiliste tüübikatsete (6.111.9.2) abil, näitades madalat uuelitmise tõenäosust kapasitiivse voolu lülitamisel.

• C2 klass: Tõendatud spetsiifiliste tüübikatsete (6.111.9.1) abil, näitades väga madalat uuelitmise tõenäosust, sobivad sagedaste ja nõudliku kondensaatoripanga lülitamiseks.

Vakuumpäringute edukuse tõstmine kondensaatorite lülitamisel

1. Vakuumpäringute dielektrilise tugevuse tõstmine

Vakuumpäring on vakuumpäringute südameks ja mängib olulist rolli eduka kondensaatorite lülitamise tagamisel. Tootjad peavad optimeerima disaini ja materjale, et saavutada:

• Ühtlane elektrivälja jaotus

• Kõrge vastupidavus liimunise vastu

• Madalam voolu lõikumistaseme

Konstruktsiooni ja materjalide parandused on hädavajalikud usaldusväärseks katkestamiseks.

2. Vakuumpäringute tootmismenetluse kontroll

• Minimeerige ja eemaldage terasosa töötlemisel tekkinud kirnade; parandage pinnase heaolu ja puhtus.

• Lahendage komponentide ümberehitamise eel ultraheli puhastus, et eemaldada mikroosakesed.

• Kontrollige lämmastiku ja õhukeste osakaalu ümberehitamisruumis.

• Vähendage kontaktkomponentide säilitusaega ja ehitage need kohe kokku, et vähendada oksüdeerimist ja kontaminatsiooni.

3. Päringute disaini ja kokkupaneku kvaliteedi parandamine

Tagage mehaaniliste omaduste optimalne ulatus:

• Joobivuse joonte paigutus ja vertikaalne installatsioon, et vältida pinget.

• Sobiv tööriista väljundenergia.

• Lülitamise ja avamise kiirus vastuvõetavates piirides.

• Minimeerige lülitamise hüppel ja avamise tagasiheit.

• Komponendid ja kokkupaneku täpsuse tihti kontroll.

4. Tühi töö ja tingimine (süsiinimine)

Ehituse järel tehakse 300 tühi tööoperatsiooni, et stabiliseerida mehaanilisi omadusi. Tehakse pingevõi ja suure voolu tingimine komplektis, et eemaldada mikroskoopilised väljakutsed ja vähendada uuelituse tõenäosust kondensaatorite lülitamisel.

Paralleelne kondensaatorite tingimine võib kiiresti tõsta toote dielektrilist tugevust.

5. Avamiskiiruse optimiseerimine

Katkestamise järel peab vakuumpäringute kontaktide vahepeal suutma kanda kaks korda süsteemi pinget (2×Um) kuni 13 ms. Kontaktid peavad jõudma turvalisse avatud kauguse selle ajaga. Seetõttu peab avamiskiirus olema piisav – eriti 40.5 kV päringute puhul.

6. Vakuumpäringute tingimine (vananemine)

• Madala mõju meetodid: kõrgepinge/väikevool, madalpinge/suurvool või impulspinge tingimine on piiratud mõjuvad uuelituse vähendamisel kondensaatorite lülitamisel.

• Efektne meetod: kõrgepinge ja suurvoolu ühefaasi tingimine võib oluliselt parandada jõudlust.

• Sinteesitud testiringi tingimine kasutatakse reaalsete kondensaatorite lülitamise tingimuste simulatsiooniks.

Üldistes rakendustes rakendatakse standardset tingimist. Kuid kondensaatorite lülitamiseks on vaja erilist tingimist, et parandada elektrilist jõudlust ja algse katkestamisoskus.

Tingimise parameetrid:

• Voolutingimine:
  3 kA kuni 10 kA, 200 ms poolvool, 12 lööke igal polaarsusel (positiivne ja negatiivne).

• Rõhkingutine:

• Staatiline rõhk (aksiaalne magnetväli kontaktide jaoks): rakendage 15–30 kN 10 sekundi jooksul.

• Lülitamise tingimine (transversaalne magnetväli kontaktide jaoks): tehke lülitamis- ja avamisoperatsioone testihoidjat, mis simuleerib tegelikku väljalülitajate liikumist.

• Pingeutingimine:
  rakendage 50 Hz AC-vool, mis ületab palju määratud pinget (nt 110 kV 12 kV katkestajate puhul) 1 minut.

Kondensaatorite lülitamise testparameetrid

• GB/T 1984: Tagurpidi kondensaatoripangad, sissevoolav vool 20 kA, sagedus 4250 Hz.

• IEC 62271-100 / ANSI Standardid:

• Kondensaatoripanga lülitamine: vool 600 A, sissevoolav vool 15 kA, sagedus 2000 Hz

• Lülitamise vool 1000 A, sissevoolav vool 15 kA, sagedus 1270 Hz

• ANSI lubab kuni 1600 A kondensaatorite lülitamiseks.

Pärast korralikku tingimist saab 12 kV vakuumpäring tavaliselt läbida:

• 400 A tagurpidi kondensaatoripanga lülitamine

• 630 A üksik kondensaatoripanga lülitamine

Kuid 40.5 kV süsteemide puhul on see äärmiselt keeruline. Tavalised lahendused hõlmavad:

• SF₆ väljalülitajate kasutamist, mis omavad pehmemat katkestamisomadust

• Topeltkatkestusega vakuumpäringute kasutamist, kus kaks katkestajat on ühendatud sarjas. See tõstab oluliselt dielektrilist taastumistugevust, lubades selle ületada ajutise ülevoolu tõusu kiirust kondensaatorite lülitamisel, nii et saavutatakse edukas plazma kustutamine.