Предназначение батарей статических конденсаторов (БСК)

Батареи статических конденсаторов (БСК) употребляются для последующих целей: компенсация реактивной мощности в сети, регулирование уровня напряжения на шинах, выравнивание формы кривой напряжения в схемах управления с тиристорным регулированием.

Передача реактивной мощности по полосы электропередачи приводит к понижению напряжения, в особенности приметному на воздушных линиях электропередачи, имеющих огромное реактивное сопротивление. Не считая того, дополнительный ток, протекающий по полосы, приводит к росту утрат электроэнергии. Если активную мощность необходимо передавать конкретно таковой величины, которая требуется потребителю, то реактивную можно сгенерировать на месте употребления. Для этого и служат конденсаторные батареи.

Наибольшее потребление реактивной мощности имеют асинхронные движки. Потому при выдаче технических критерий потребителю, имеющему в составе нагрузки значительную долю асинхронных движков, обычно предлагается довести cosφ до величины 0.95. При всем этом понижаются утраты активной мощности в сети и падение напряжения на полосы электропередачи. В ряде всевозможных случаев вопрос можно решить применением синхронных движков. Но более обычным и дешевеньким методом получения такового результата является применение БСК.

При малых нагрузках системы, может создаться положение, когда конденсаторная батарея делает излишек реактивной мощности. В данном случае излишняя реактивная мощность направляется назад к источнику питания, при всем этом линия снова загружается дополнительным реактивным током, увеличивающем утраты активной мощности. Напряжение на шинах вырастает и возможно окажется небезопасным для оборудования. Потому очень принципиально иметь возможность регулирования мощности батареи конденсаторов.

В простом случае в малых режимах нагрузки можно отключить БСК – регулирование скачком. Время от времени этого недостаточно и батарею делают состоящей из нескольких БСК, каждую из которых можно включить либо отключить раздельно — ступенчатое регулирование. В конце концов есть системы плавного регулирования, к примеру: параллельно батарее врубается реактор, ток в каком плавненько регулируется тиристорной схемой. Во всех случаях для этого применяется особая автоматика регулирования БСК.

Виды повреждений конденсаторных установок

Основной вид повреждений конденсаторных установок — пробой конденсаторов — приводит к двухфазному недлинному замыканию. В критериях эксплуатации вероятны также ненормальные режимы, связанные с перегрузкой конденсаторов высшими гармоническими составляющими тока и увеличением напряжения.

Обширно используемые схемы тиристорного регулирования нагрузки основаны на том, что тиристоры открываются схемой управления в определенный момент периода и чем наименьшую часть периода они открыты, тем меньше действующее значение тока протекающего через нагрузку. При всем этом возникают высшие гармоники тока в составе тока нагрузки и надлежащие им гармоники напряжения на питающем источнике.

БСК содействуют понижению уровня гармоник в напряжении, потому что их сопротивление с ростом частоты падает и как следует вырастает величина потребляемого батареей тока. Это приводит к сглаживанию формы напряжения. При всем этом возникает опасность перегрузки конденсаторов токами высших гармоник и требуется особая защита от перегрузки.

Ток включения конденсаторной батареи

При подаче напряжения на батарею появляется ток включения, зависящий от емкости батареи и сопротивления сети.

 

Определим для примера ток включения батареи мощностью 4.9 МВАр, приняв мощность КЗ на шинах 10кВ, к которым подключена батарея – 150МВ∙А: номинальный ток батареи: Iном = 4.9 / (√3 *11) = 0.257 кА; амплитудное значение тока включения для выбора релейной защиты: Iвкл. = √2*0.257*√ (150/4.9)] =2 кА.

Выбор выключателя для коммутации конденсаторной батареи

Операции с выключателем при выключении конденсаторной батареи нередко являются определяющими при выборе выключателя. Выбор выключателя определяется по режиму повторного зажигания дуги в выключателе, когда меж контактами выключателя может появиться двойное напряжение – напряжение заряда конденсатора с одной стороны и напряжение в сети в противофазе с другой стороны. Ток повторного зажигания для выключателя выходит умножением тока включения на коэффициент перенапряжения КП. Если употребляется выключатель такого же напряжения, что и БСК, коэффициент КП приравнивается 2.5. Нередко для включения батареи 6-10кВ употребляют выключатель завышенного напряжения 35 кВ. В данном случае коэффициент КП приравнивается 1.25.

Таким макаром ток повторного зажигания дуги:

При выборе выключателя его номинальный ток (амплитудное значение) должен быть равен либо больше расчетного отключаемого тока при повторном зажигании. Расчетный отключаемый ток находится в зависимости от типа выключателя и равен: IОткл .расч = IПЗ для воздушных, вакуумных и элегазовых выключателей;  IОткл расч. = IПЗ / 0.3 для масляных выключателей.

Для примера произведем проверку характеристик выключателя для токов включения, рассчитанных ранее, при применении масляного выключателя 10кВ c током отключения 20кА в действующих величинах либо 28.3кА в амплитудных (ВМП-10-630-20).

а) Одна батарея 4.9 мВАр. Ток повторного зажигания: IПЗ =2.5 *2 = 5кА Расчетный ток отключения: IОткл. Расч. = 5/ 0.3 = 17кА.

Может быть применен масляный выключатель на напряжение 10кВ. При увеличении мощности КЗ на шинах 10кВ, так же при наличии 2-ух батарей расчетный ток отключения может превысить допустимый. В данном случае, также для увеличения надежности в цепях БСК используют быстродействующие выключатели, к примеру, вакуумные, у каких скорость расхождения контактов при выключении больше, чем скорость восстанавливающегося напряжения.