Kõrgepinge kondensaatorite levinud probleemide ja nende lahenduste üksikasjalik selgitus

Kondensaatori tööpinge probleem​

Kondensaatori tööpinge suurus mõjutab oluliselt selle kasutusaega ja väljundvõimet, muutes selle oluliseks jälgimisindikaatoriks ümberliidetud jõudluse süsteemis. Kondensaatorisse tekkinud aktiivne võimsuskaotus tuleneb peamiselt dielektrilistest kaotustest ja johtoristide vastupanudest, kus dielektrilised kaotused moodustavad rohkem kui 98%. Dielektrilised kaotused mõjutavad oluliselt kondensaatori töötemperatuuri. See mõju saab kvantifitseerida järgmise valemiga:

Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³

​Kus:​​

• Pr tähistab kõrgepingelise kondensaatori aktiivset võimsuskaotust
• Qc tähistab reaktiivset võimu
• tgδ on dielektrilise kaotuse tangenss
• ω on võrgu nurkpingeväg
• C on kondensaatori kapatsiteet
• U on kondensaatori tööpinge

Järgmisest valemist nähtub, et kõrgepingelise kondensaatori aktiivne võimsuskaotus (Pr) on otseselt proportsionaalne selle tööpinge ruuduga (U²). Kui tööpinge suureneb, siis aktiivne võimsuskaotus kasvab kiiresti. See kiire kasv põhjustab temperatuuritõusu, mis mõjutab kondensaatori isolatsiooni eluajad. Lisaks pikendab kondensaatori töötlemine ülepingeliste tingimuste all ülemahtuvate strööde tekkimist, mis võivad kondensaatori kahjustada. Seetõttu nõuavad kõrgepingelised kondensaatorisüsteemid kompleksseid ülepinge kaitse seadmeid.

▲ Kõrgemat järku harmonikade mõju

Võrgu kõrgemat järku harmonikad võivad kondensaatoreile kahjuliku mõju avaldada. Kui harmoonilised ströömid liiguvad kondensaatori, siis need lisanduvad alusharmonikale, suurendades tööströömi tipuväärtust ja alusharmonika pinget. Kui kondensaatori kapatsiivne vastupane vastab süsteemi induktiivsele vastupangale, siis kõrgemat järku harmonikad tugevdatakse. See tugevdamine võib põhjustada ülemahtuvaid strööde ja ülepinge, mis võivad viia osaliselt laengutamiseni kondensaatori sisemises isolatsioonis. Selline osaline laengutamine võib põhjustada vigu nagu ​puhvenemine​ ja ​gruppide hooldussüsteemi katke.

​▲ Šinna pingepuudumise probleem

Pingepuudumine šinnal, millega kondensaator on ühendatud, on teine oluline küsimus. Kondensaator, mis ühtsevalt kaotab pinget, võib põhjustada lülitumist substaatsiooni toitepoolt või peamise transformatooriga ühenduse katkestumist. Kui kondensaator sellisel korral ei ole kiiresti ära eemaldatud, võib see kannatada kahjustavast ülepingest. Lisaks, kui kondensaatorit ei eemaldata enne pingerekonstruktsiooni, võib see põhjustada ​resonantsülepinge, mis võivad kahjustada transformatoort või kondensaatorit endast. Seetõttu on oluline, et oleks olemas ​pingepuudumise kaitse seade. See seade peab tagama, et kondensaator luuserdub kindlalt pärast pingepuudumist ja ühendatakse uuesti ainult siis, kui pinged on täielikult taastunud normaalsetele tasemetele.

▲ Ülepinge, mida põhjustab lüliti töö

Lüliti töö võib ka genereerida ülepinge. Kuna ​vakuumpingelised lülitid​ on peamiselt kasutuses kondensaatorite lülitamiseks, siis lüliti sulgemise ajal tekkinud ​kontaktlõksutus​ võib põhjustada ülepinge. Kuigi need ülepinged omavad ​suheliselt madalaid tiipe, nende mõju kondensaatoritele ​ei tohi eirata. Vastupidiselt, lüliti avamisel (ühenduse katkestamisel) võivad genereeritud ülepinged olla oluliselt kõrgemad ja võivad kondensaatori ​katkuda. Seetõttu on oluline rakendada ​tõhusaid meetodeid​ lüliti töö ajal tekkinud ülepinge vähendamiseks.

​▲ Kondensaatori töötemperatuuri haldus

Kondensaatori töötemperatuur on ka oluline tegur. Liiga kõrge temperatuur mõjutab negatiivselt kondensaatori kasutusaega ja väljundvõimet, nõudes proaktiivseid kontrolli- ja haldusmeetmeid. ​Oluliselt, kapatsiteedi langus kaksob iga 10°C temperatuuritõusu korral.​​ Kondensaatorid, mis töötavad pikemas perspektiivis kõrgete elektriväljade ja kõrgete temperatuuride all, kogevad oma isolatsioonideielektri aegustumist. See aegustumine tõstab dielektrilisi kaotusi, mis edasi põhjustab kiiret siseäärmist temperatuuritõusu. See lühendab kondensaatori tööeluajad ja tõsistes juhtudel võib see isegi viia läbi ​​soojuskahjustuse.

Kondensaatorite turvaliseks tööks on vastavates regulatsioonides selgesti sätestatud:

• ​Kui ümbritseva temperatuur ületab 30°C, peaksid ventilatsiooniseadmed ​aktiviseerima​ soojendamiseks.
• ​Kui ümbritseva temperatuur jõuab või ületab 40°C, tuleb kondensaatorid ​viivitamatult deaktiveerida.

Seetõttu tuleb rakendada ​temperatuuri jälgimissüsteem​, et jälgida kondensaatori töötemperatuuri reaalajas. Lisaks on olulised ​pakilise õhu ventilatsioonimeetmed​ soojusleviku tingimuste parandamiseks, tagades, et genereeritud soojus väljaheitakse tõhusalt ja efektiivselt ​tõhusa konveksiooni ja radiatsiooni kaudu.