Detaljno objasnuvanje na zaednički problemi i rešenja za visokonaponski kondenzatori
Проблема со работно напон на кондензаторот
Магнитудата на работниот напон на кондензаторот значително влијае на неговиот временски период на служба и излезна способност, што го прави кључен индикатор за мониторинг во системот на подстанската шина. Активната загуба на енергија во кондензаторот вештачно потекнува од диелектрични загуби и загуби од отпорот на проводникот, при тоа диелектричните загуби претставуваат над 98%. Диелектричните загуби имаат значително влијание врз работната температура на кондензаторот. Ова влијание може да се квантификува со следната формула:
Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³
Каде:
- Pr претставува активната загуба на енергија на високонапонскиот кондензатор
- Qc означува реактивната моќ
- tgδ е тангенс на диелектричната загуба
- ω е ѕвездестата фреквенција на мрежата
- C е капацитетот на кондензаторот
- U е работниот напон на кондензаторот
Како што е видливо од горенаведената формула, активната загуба на енергија (Pr) на високонапонскиот кондензатор е директно пропорционална на квадратот од неговиот работен напон (U²). Со зголемување на работниот напон, активната загуба на енергија брзо се зголемува. Ова брзо зголемување доведува до повеќе температурно зголемување, што последично влијае на изолациониот временски период на служба на кондензаторот. Поради тоа, системите со високонапонски кондензатори бараат комплетни уреди за заштита од прекумерен напон.
▲ Влијание на хармониците од повисок ред
Хармониците од повисок ред во електричната мрежа исто така можат негативно да влијаат на кондензаторите. Кога хармонички стројеви текат во кондензатор, тие се надградуваат на основниот строј, зголемувајќи врвната вредност на работниот строј и основниот напон. Ако капацитетот на кондензаторот се поклопува со индуктивниот капацитет на системот, хармониците од повисок ред ќе бидат амплификувани. Ова амплификување може да предизвика прекумерен строј и напон, што може да доведе до делечки разряд во интерниот диелектричен изолатор на кондензаторот. Таков делечен разряд може да предизвика неисправности како пучење и препалување на групниот предохранител.
▲ Проблем со загуба на напон во шината
Загубата на напон во шината на која е поврзан кондензаторот е друг критичен проблем. Кондензаторот кој изведнаж губи напон во време на работа може да предизвика прескокнување на страната на опремата или дисконекција на главниот трансформатор. Ако кондензаторот не се одлучи своевремено под такви услови, може да се изложи на штетен прекумерен напон. Поради тоа, е суштинско да се има уред за заштита од загуба на напон. Овој уред мора да осигура дека кондензаторот сигурно се одлучи по загуба на напон и сигурно се поврзе само после поврат на напонот до нормални вредности.
▲ Прекумерен напон индуциран од операцијата на прекинувачот
Операцијата на прекинувачот исто така може да генерира прекумерен напон. Бидејќи вакуумски прекинувачи се доминантно користат за преклопување на кондензаторите, поскокнувањето на контактите во време на затворање може да предизвика прекумерен напон. Иако овие прекумерени напони имаат релативно ниска врвна вредност, нивното влијание врз кондензаторите не треба да се игнорира. Супротно, во време на отварање (дисконекција) на прекинувачот, потенцијално генерирани прекумерени напони можат да бидат значително повисоки и можат да пробијат кондензаторот. Затоа, е суштинско да се имплементираат ефективни мерки за намалување на прекумерени напони производени од операциите на прекинувачите.
▲ Управување со работната температура на кондензаторот
Работната температура на кондензаторите исто така е критичен фактор. Превисоко температури негативно влијаат на временскиот период на служба и излезната способност на кондензаторот, што бара проактивни контролни и управувачки мерки. Значително, брзината на падот на капацитетот се удвоява за секои 10°C зголемување на температурата. Кондензаторите кои работат долг период на време под високи електрични полиња и повисоки температури искушуваат постепено стареење на нивниот диелектричен изолатор. Ова стареење доведува до зголемување на диелектричните загуби, што последично предизвика брз внутрен температурен пораст. Ова не само што скратува временскиот период на служба на кондензаторот, туку, во тешки случаи, може да доведе до неисправност поради термичен колапс.
За да се осигура безбедна работа на кондензаторите, соодветните регулации експлицитно стипулираат:
- Кога околинската температура надминува 30°C, уредите за вентилација морат да се активираат за да се обезбеди хладење.
- Ако околинската температура достигне или надмине 40°C, кондензаторите морат одма да се деактивираат.
Затоа, мора да се имплементира систем за мониторинг на температурата за континуирано праќање на работната температура на кондензаторите во реално време. Поради тоа, мерки за принудена вентилација со воздух се критични за подобрување на условите за отстранување на топлина, осигурувајќи дека генерираната топлина е ефективно и ефикасно исфрлена низ ефективна конвекција и радијација.
