W części rozdzielczej niskiego napięcia znajdują się szafy linii przychodzących, szafy linii odpływowych i oczywiście szafy kompensacyjne kondensatorów. Jaka jest zatem rola szaf kompensacyjnych kondensatorów? Jak sama nazwa wskazuje, pełnią one rolę kompensacji kondensatora. Przyjrzyjmy się najpierw zasadzie kompensacji kondensatora. Podczas kompensacji kondensator i obciążenie są połączone równolegle. Kondensator działa jak bank akumulatorów. Gdy obciążenie wzrasta, ze względu na rezystancję wewnętrzną zasilacza, napięcie wyjściowe zasilacza spadnie, ponieważ oba końce kondensatora muszą utrzymać pierwotne napięcie, to znaczy część baterii w kondensatorze wypływa, co opóźnia tendencję spadkową napięcia. Jest to zasada kompensacji kondensatora.
zdjęcie
1. Zasada kompensacji kondensatora mocy
W zasadzie kondensator jest odpowiednikiem generatora, który generuje pojemnościowy prąd bierny. Zasada kompensacji mocy biernej polega na podłączeniu urządzenia z obciążeniem pojemnościowym i obciążeniem indukcyjnym równolegle do tego samego kondensatora, a energia jest przekształcana pomiędzy dwoma obciążeniami. W ten sposób zmniejsza się obciążenie transformatorów i linii przesyłowych w sieci, zwiększając w ten sposób wyjściową moc czynną. Pod warunkiem wyprowadzenia określonej mocy czynnej zmniejszają się straty w systemie zasilania. Dla porównania, kondensatory są najłatwiejszym i najbardziej ekonomicznym sposobem na zmniejszenie obciążenia transformatorów, systemów zasilania i dystrybucji przemysłowej. Dlatego konieczne jest stosowanie kondensatorów jako kompensacji mocy biernej w systemach elektroenergetycznych. Obecnie bardzo powszechne jest stosowanie kondensatorów równoległych jako urządzeń kompensujących moc bierną.
2. Charakterystyka kompensacji kondensatora mocy
korzyść
Urządzenie do kompensacji mocy biernej kondensatora mocy charakteryzuje się łatwą instalacją i dogodnym miejscem instalacji; mała strata mocy czynnej (tylko około 0,4% pojemności znamionowej); krótki okres budowy; mała inwestycja; brak części obrotowych, łatwa obsługa i konserwacja; uszkodzenie poszczególnych baterii kondensatorów nie wpływa na działanie całej baterii kondensatorów i inne zalety.
niedociągnięcie
Wadami urządzenia kompensującego moc bierną kondensatora mocy są: może ono wykonywać jedynie regulację skokową, ale nie może wykonywać regulacji płynnej; słaba wentylacja, gdy temperatura pracy kondensatora przekracza 70 stopni, jest on podatny na rozszerzanie się i eksplozję; słaba charakterystyka napięciowa, słaba stabilność zwarciowa, po usunięciu pozostaje ładunek resztkowy; dokładność kompensacji mocy biernej jest niska i łatwo wpływa na efekt kompensacji; zarządzanie pracą kondensatora kompensacyjnego jest trudne, a kwestia bezpiecznej pracy kondensatora nie jest traktowana poważnie itp.
3. Metoda kompensacji mocy biernej
Kompensacja dyspersji wysokiego ciśnienia
Kompensacja dyspersji wysokiego napięcia to w rzeczywistości kondensator kompensujący moc bierną zainstalowany po stronie wysokiego napięcia pojedynczego transformatora w celu poprawy jakości napięcia zasilania. Stosowany jest głównie w miejskiej dystrybucji energii wysokiego napięcia.
Scentralizowana kompensacja wysokiego napięcia
Scentralizowana kompensacja wysokiego napięcia odnosi się do metody kompensacji, w której kondensatory są instalowane na szynie wysokiego napięcia 6 kV ~ 10 kV w podstacji lub podstacji obniżającej użytkownika; kondensator można również zainstalować na szynie niskiego napięcia w głównym pomieszczeniu dystrybucyjnym użytkownika, co jest odpowiednie do zastosowań, w których obciążenie jest skoncentrowane i oddalone od szyny dystrybucyjnej. Gdy użytkownik sam ma w pobliżu pewne obciążenie wysokiego napięcia o dużej zdolności kompensacyjnej, może zmniejszyć pobór mocy biernej systemu elektroenergetycznego i odegrać pewną rolę kompensacyjną. Jego zaletą jest to, że łatwo jest wdrożyć automatyczne przełączanie, może w rozsądny sposób poprawić współczynnik mocy użytkownika, ma wysoki stopień wykorzystania, mniejsze inwestycje, jest łatwy w utrzymaniu i można go łatwo dostosować, aby uniknąć nadmiernej kompensacji i poprawić jakość napięcia. Jednakże korzyści ekonomiczne wynikające z tej metody kompensacji są niewielkie.
Kompensacja dyspersji przy niskim ciśnieniu
Kompensacja dyspersji niskiego napięcia opiera się na wymaganiach dotyczących mocy biernej poszczególnych urządzeń elektrycznych. Pojedyncze lub wielokrotne baterie kondensatorów niskiego napięcia instaluje się rozproszonie w pobliżu urządzeń elektrycznych w celu kompensacji mocy biernej wszystkich linii wysokiego i niskiego napięcia oraz transformatorów przed miejscem instalacji. moc. Zaletą jest to, że gdy urządzenia elektryczne działają, włączana jest kompensacja mocy biernej, a gdy urządzenia elektryczne są wyłączone, urządzenia kompensacyjne są również wycofywane, co może zmniejszyć przepływ mocy biernej w sieci dystrybucyjnej i transformatorach, a tym samym zmniejszenie strat mocy czynnej; może zmniejszyć przekrój drutu linii i wydajność transformatora, niewielka powierzchnia. Wadami są niski stopień wykorzystania i duże inwestycje. Nie nadaje się do silników pracujących ze zmienną prędkością, do przodu i do tyłu, do silników impulsowych, z przeciągnięciem i do hamowania wstecznego.
Scentralizowana kompensacja niskiego napięcia
Scentralizowana kompensacja niskiego napięcia odnosi się do podłączenia kondensatorów niskiego napięcia do strony szyny niskiego napięcia transformatora rozdzielczego za pomocą przełącznika niskiego napięcia, wykorzystując urządzenie przełączające kompensację mocy biernej jako urządzenie sterujące i zabezpieczające oraz bezpośrednio sterujące przełączaniem kondensatory w zależności od mocy biernej szyny niskiego napięcia. Przełączanie kondensatorów odbywa się jako cała grupa i nie można go płynnie regulować. Zalety kompensacji niskiego napięcia: proste okablowanie, małe obciążenie operacyjne i konserwacyjne, lokalne równoważenie mocy biernej, poprawiające w ten sposób wykorzystanie transformatora dystrybucyjnego, zmniejszające straty w sieci i bardzo ekonomiczne. Jest to jedna z powszechnie stosowanych metod kompensacji mocy biernej. .
4. Obliczanie zdolności kompensacyjnej kondensatora
Zdolność do kompensacji mocy biernej należy określić na podstawie krzywej mocy biernej lub metody obliczenia kompensacji mocy biernej. Wzór obliczeniowy jest następujący:
Kontrola jakości=p(tgφ1-tgφ2) lub kontrola jakości=pqc(1)
W formule:
Qc: pojemność kondensatora kompensacyjnego;
P: obciążenie mocy czynnej;
COSφ1: Współczynnik mocy obciążenia wstępnego kompensacji;
COSφ2: współczynnik mocy obciążenia po kompensacji;
qc: współczynnik kompensacji mocy biernej, kvar/kw.
5. Bezpieczna eksploatacja kondensatorów mocy
1. Dopuszczalny prąd roboczy
Podczas normalnej pracy kondensator powinien pracować przy prądzie znamionowym, maksymalny prąd pracy nie powinien przekraczać 1,3 prądu znamionowego, a różnica prądów trójfazowych nie powinna przekraczać 5%.
2. Dopuszczalne napięcie robocze
Kondensatory są bardzo wrażliwe na napięcie, ponieważ strata kondensatora jest proporcjonalna do kwadratu napięcia. Przepięcie spowoduje poważne nagrzanie kondensatora, a izolacja kondensatora przyspieszy starzenie się, skróci jego żywotność, a nawet spowoduje awarię elektryczną. Dlatego urządzenie kondensatorowe powinno pracować przy napięciu znamionowym, które generalnie nie powinno przekraczać 1,05 napięcia znamionowego, a maksymalne napięcie robocze nie powinno przekraczać 1,1 napięcia znamionowego. Jeżeli napięcie szyny zbiorczej przekracza 1,1-krotność napięcia znamionowego, należy zastosować środki chłodzące.
3. Problem harmoniczny
Ponieważ obwód kondensatora jest obwodem LC, łatwo jest w nim rezonować z pewnymi harmonicznymi, które z łatwością mogą powodować powstawanie harmonicznych wyższego rzędu, powodując wzrost prądu i napięcia. Co więcej, ten prąd harmoniczny jest bardzo szkodliwy dla kondensatorów i może łatwo spowodować awarię kondensatora i spowodować zwarcie międzyfazowe. Dlatego też, gdy kondensator pracuje normalnie, można szeregowo z kondensatorem połączyć dławik o odpowiedniej wartości indukcyjności, aby w razie potrzeby ograniczyć prąd harmoniczny.
4. Problemy z ochroną przekaźnika
Ochrona przekaźników realizowana jest głównie za pomocą kompletnych zestawów zabezpieczeń przekaźników. Obecnie technologia urządzeń zabezpieczających przekaźniki produkowana przez kilku znanych krajowych producentów sprzętu elektrycznego jest bardzo dojrzała, bezpieczna, stabilna i wydajna. Urządzenia zabezpieczające przekaźniki mogą skutecznie usuwać uszkodzone kondensatory i są ważnym środkiem zapewniającym bezpieczną i stabilną pracę systemów elektroenergetycznych. Główne środki ochrony przekaźnika kondensatora obejmują: ① trójstopniowe zabezpieczenie nadprądowe; ② zabezpieczenie przeciwprzepięciowe skonfigurowane w celu zapobiegania uszkodzeniom kondensatorów spowodowanym przepięciem w stanie ustalonym systemu; ③ aby uniknąć przepięcia spowodowanego natychmiastowym ponownym załączeniem kondensatorów spowodowanym krótkotrwałym wyłączeniem zasilania systemu. Zestaw zabezpieczający przed zbyt niskim napięciem na skutek uszkodzeń napięciowych; ④ Zabezpieczenie przed niezrównoważonym napięciem, zabezpieczenie przed niezrównoważonym prądem lub zabezpieczenie przed trójfazową różnicą napięcia skonfigurowane tak, aby odzwierciedlało wewnętrzne uszkodzenie kondensatorów w baterii kondensatorów.
5. Zamykanie problemu
Zabrania się ponownego zamykania baterii kondensatorów po naładowaniu. Głównym powodem jest to, że rozładowanie kondensatora zajmuje pewną ilość czasu. Gdy wyłącznik baterii kondensatorów zostanie wyłączony i zostanie natychmiast ponownie zamknięty, kondensator nie będzie miał czasu na rozładowanie. W kondensatorze mogą znajdować się ładunki o przeciwnej polaryzacji do napięcia ponownego załączenia, co spowoduje zamknięcie. Natychmiast generowany jest duży prąd udarowy, powodując rozszerzenie powłoki kondensatora, rozprysk paliwa lub nawet eksplozję. Dlatego też, gdy bateria kondensatorów zostanie ponownie zamknięta, należy to zrobić 3 minuty po wyłączeniu wyłącznika. Dlatego też kondensatory nie mogą być wyposażane w automatyczne urządzenia ponownego załączania, zamiast tego powinny być wyposażane w bezciśnieniowe automatyczne urządzenia wyzwalające.
Niektóre podstacje końcowe są często wyposażone w automatyczne urządzenia przełączające zasilanie rezerwowe. Urządzenie odcina uszkodzone zasilanie, a następnie po krótkim opóźnieniu włącza zasilanie rezerwowe. Podczas tego procesu, jeśli bateria kondensatorów posiada funkcję samoczynnego przełączania przy niskim napięciu, bateria kondensatorów zostanie włączona w krótkim czasie. Jeżeli w określonym czasie zostanie ono ponownie zamknięte, nastąpi powyższa awaria. Dlatego też na pełną uwagę zasługuje problematyka łączeniowa układów i baterii kondensatorów wyposażonych w urządzenia automatycznego przełączania zasilania rezerwowego.
6. Dopuszczalna temperatura pracy
Gdy kondensator pracuje normalnie, znamionowa temperatura otoczenia wokół niego wynosi zazwyczaj 40 stopni ~ -25 stopni; temperatura ośrodka wewnętrznego powinna być niższa niż 65 stopni, a maksymalna nie powinna przekraczać 70 stopni, w przeciwnym razie spowoduje to przebicie termiczne lub wybrzuszenie. Temperatura powłoki kondensatora mieści się w przedziale pomiędzy temperaturą medium a temperaturą otoczenia i nie powinna przekraczać 55 stopni. Dlatego pomieszczenie kondensatorów powinno być dobrze wentylowane, aby temperatura jego pracy nie przekraczała dopuszczalnej wartości.
7. Problem z dźwiękiem rozładowania podczas pracy
Kondensatory zazwyczaj nie wydają żadnych dźwięków podczas pracy, ale w niektórych przypadkach mogą również występować problemy z dźwiękami rozładowywania podczas pracy. Na przykład, jeśli obudowa kondensatora pozostanie otwarta zbyt długo, po przedostaniu się wody deszczowej pomiędzy dwie obudowy i przyłożeniu napięcia może wystąpić dźwięk rozładowania; gdy w kondensatorze zabraknie oleju, dolny koniec obudowy będzie łatwo narażony na działanie oleju. powierzchni, wówczas może zostać wyemitowany dźwięk wyładowania; jeśli wewnątrz kondensatora nastąpi lutowanie lub rozlutowywanie, w oleju nastąpi wyładowanie rozgorączkowe; gdy rdzeń kondensatora ma słaby kontakt z obudową, pojawi się napięcie pływające, powodując dźwięk rozładowania. .
Po wystąpieniu powyższych dźwięków rozładowywania należy postępować w każdej sytuacji, to znaczy zastosować następujące metody leczenia: zatrzymać kondensator i rozładować go, zdjąć obudowę zewnętrzną, wysuszyć i zainstalować ponownie; dodaj te same specyfikacje Olej kondensatorowy; jeśli dźwięk wyładowania nie ustaje, należy go zdemontować i naprawić; kondensator powinien być nieczynny i rozładowany, tak aby rdzeń i powłoka miały dobry kontakt.
8. Problem eksplozji
W czasie pracy kondensatora, jeśli nastąpi awaria wewnętrznych elementów kondensatora, uszkodzenie izolacji powłoki kondensatora, złe uszczelnienie i wyciek oleju, wybrzuszenie i dysocjacja wewnętrzna, wybrzuszenie i dysocjacja wewnętrzna, zamknięcie ładunkowe lub nadmierna temperatura, i słaba wentylacja, napięcie robocze jest zbyt wysokie, składowe harmoniczne są zbyt duże, przepięcie robocze itp. może spowodować uszkodzenie kondensatora i eksplozję. Aby zapobiec wypadkom związanym z eksplozją kondensatora, w normalnych okolicznościach można wyposażyć w szybki bezpiecznik 1,5 do 2 razy większy prąd przepływający przez każdą grupę kondensatorów fazowych. Jeśli kondensator ulegnie uszkodzeniu, szybki bezpiecznik stopi się i odetnie. zasilacz chroniący kondensatory przed dalszym wytwarzaniem ciepła; zainstalować amperomierz na każdej fazie szafy kompensacyjnej, aby upewnić się, że różnica prądu między każdą fazą nie przekracza ± 5%. W przypadku stwierdzenia braku równowagi należy natychmiast zakończyć pracę i sprawdzić kondensatory; monitorować wzrost temperatury kondensatorów; wzmocnienie monitorowania Sprawdź baterię kondensatorów, aby uniknąć wycieku oleju i wybrzuszenia kondensatora, aby zapobiec eksplozji.
