Навіщо банкам конденсаторів потрібні партнери? Розуміння місії серійних реакторів

Конденсаторні батареї — це «фахівці з компенсації реактивної потужності» в електромережі, які відповідають за підвищення коефіцієнта потужності та зменшення втрат у мережі. Однак у експерта є одна ахіллесова п’ята-вона майже повністю стійка до гармонік. У результаті було розроблено низку реакторів як незамінних «інтимних партнерів» для батарей конденсаторів.
Почнемо з жахливого факту, що коли конденсаторна батарея ввімкнена, пусковий струм може досягати в 5-15 разів більше номінального струму або навіть більше ніж у 20 разів, якщо кілька конденсаторних батарей підключені паралельно. Цього стрибка струму достатньо, щоб спрацювати запобіжники та спрацювати автоматичні вимикачі, які оператори можуть легко прийняти за коротке замикання.
Ще небезпечніші гармоніки. Нелінійні навантаження в перетворювачах частоти, випрямлячах, електричній дузі тощо постійно вводяться в систему, наприклад, гармоніки п’ятого, сьомого та одинадцятого порядку. Опір конденсатора високочастотним гармонікам надзвичайно низький, а гармонічний струм значно посилюється, що спричиняє перегрів конденсатора, руйнування ізоляції та, зрештою, перегорання. Перегорілі-конденсатори вводять гармоніки в електромережу, створюючи «ефект посилення гармоній», який різко погіршує якість електроенергії в регіоні.
З цієї причини національний стандарт GB50227-2008 чітко вимагає, щоб пусковий струм збудження контролювався так, щоб він не перевищував у 20 разів номінальний струм конденсатора. Це досягається за допомогою серійних реакторів.
Що саме робить цей «партнер»? Три ключові речі:
По-перше, він гасить фонтан. Послідовний реактор, по суті, є великим реактором, який використовує індуктивність реактора для придушення пікового струму під час увімкнення. Коли реактивний опір становить від 0,1% до 1%, пусковий струм можна контролювати до рівня, що перевищує номінальний струм у 10 разів. Він має невеликий розмір, низькі втрати та може бути вбудований безпосередньо в конденсаторні батареї.
По-друге, він вловлює гармоніки. Це основна місія реактора. Індуктивний реактивний опір зростає з частотою, тоді як ємнісний реактивний опір зменшується з частотою. Коли обидва включені послідовно, резонансна частота контуру пригнічується нижче найнижчої гармонічної частоти системи. Наприклад, при коефіцієнті реактивного опору 12% резонансна точка становить приблизно 204 Гц, що створює високий-імпедансний бар’єр для гармонік рівня 5 і вище, ефективно блокуючи гармонічні струми. У випадку високої третьої гармоніки, контур фільтра контуру фільтра з реактивним опором 14%.
По-третє, він пригнічує перенапругу. Коли конденсатор вимкнений, повторне запалювання дуги створює перенапругу, яка в 4-5 разів перевищує номінальну напругу, а при включенні робоча напруга в 2-3 рази перевищує робочі перенапруги. ці перехідні перенапруги значно послаблюються демпфуванням, запобігаючи руйнуванню ізоляції або прискоренню старіння.
Які параметри реактивного опору? Вибрати неправильну швидкість гірше, ніж не встановити її взагалі.
Реактивний опір є основним параметром послідовного реактора. Вибір неправильної швидкості не тільки робить реактор марним, він також може резонувати. Тільки пам’ятайте: від 0,1% до 1% обмежують кидок, 6% пригнічують п’яту гармоніку, 12% мають справу з усією п’ятою гармонікою і вище, а 14% мають справу конкретно з третьою гармонікою. Коли збірна шина підстанції також містить як великі, так і малі батареї конденсаторів, неправильна послідовність перемикання призведе до посилених гармонійних струмів і спотворень напруги шин, які потребують комплексного розгляду.
Сухий чи просочений-олією? Кожен має свої переваги.
Реактор із сухою активною зоною тихий, лінійний, має високу механічну міцність, підходить для монтажу в шафі. Масляні занурені реактори мають менші втрати та вимагають менше місця, але вони шумніші та менш лінійні. Останніми роками послідовно з’явилися реактори з половинною-активною зоною та реактори з-повітряною{3}}активною зоною, і їх майже{4}}лінійна лінійність і шум нижчі за 50 дБ, що робить їх новими фаворитами для компенсації реактивної потужності.
Тому перестаньте запитувати, навіщо конденсаторним батареям потрібні партнери-конденсаторна батарея без послідовного реактора схожа на спортивний автомобіль без гальм; чим швидше він рухається, тим більша ймовірність перевернутись. Цей мовчазний «партнер» є справжнім неоспіваним героєм, який стоїть за безпечною роботою електромережі.