Tipus de fallades i protecció dels bancs de condensadors estàtics (BSC)

Propòsit dels bancs de condensadors estàtics (BSC)

Els bancs de condensadors estàtics (BSC) s'utilitzen per als propòsits següents: compensació de la potència reactiva a la xarxa, regulació del nivell de tensió als busos, igualació de la forma d'ona de tensió en els circuits de control amb regulació de tiristors.

La transferència de potència reactiva a través d'una línia elèctrica provoca una caiguda de tensió, especialment notable en línies elèctriques aèries amb alta resistència reactiva. A més, el corrent addicional que flueix per la línia provoca pèrdues de potència augmentades. Si la potència activa s'ha de transmetre exactament en la quantitat requerida per l'usuari, es pot generar potència reactiva en el punt de consum. Per a aquest propòsit s'utilitzen bancs de condensadors.

Els motors asíncrons tenen el major consum de potència reactiva. Per tant, quan s'emeten especificacions tècniques a un usuari que té una proporció significativa de motors d'inducció a la càrrega, se sol suggerir que el cosφ sigui 0,95.Al mateix temps, es redueixen les pèrdues de potència activa a la xarxa i la caiguda de tensió a les línies elèctriques. En alguns casos, el problema es pot resoldre amb motors síncrons. Una manera més senzilla i econòmica d'obtenir aquest resultat és l'ús de BSC.

A les càrregues mínimes del sistema, pot sorgir una situació en què el banc de condensadors creï un excés de potència reactiva. En aquest cas, redundant potència reactiva es retorna a la font d'alimentació mentre la línia es torna a carregar amb un corrent reactiu addicional, que augmenta la pèrdua de potència activa. La tensió del bus augmenta i pot ser perillós per als equips. Per això és molt important poder ajustar la capacitat del banc de condensadors.

En el cas més senzill, amb els modes de càrrega mínima, podeu desactivar BSC: regulació de salt. De vegades, això no és suficient i la bateria consta de diversos BSC, cadascun dels quals es pot encendre o apagar per separat: regulació de passos. Finalment, hi ha sistemes de control moduladors, per exemple: un reactor està connectat en paral·lel a la bateria, el corrent en el qual està regulat sense problemes per un circuit de tiristor. En tots els casos, s'utilitza un control automàtic especial del BSC per a aquesta finalitat.

Tipus de dany al bloc de condensadors

El principal tipus de fallada dels bancs de condensadors, la fallada del condensador, provoca un curtcircuit bifàsic. En condicions de funcionament, també són possibles modes anormals associats a la sobrecàrrega de condensadors amb components de corrent harmònic més alts i augment de tensió.

Els esquemes de control de càrrega de tiristors àmpliament utilitzats es basen en el fet que els tiristors s'obren pel circuit de control en un moment determinat del període, i com més petita part del període estiguin oberts, menys corrent efectiu flueix per la càrrega. En aquest cas, els harmònics de corrent més alts apareixen en la composició del corrent de càrrega i els harmònics de tensió corresponents a la font d'alimentació.

Els BSC contribueixen a reduir el nivell d'harmònics en la tensió, perquè la seva resistència disminueix amb l'augment de la freqüència i, per tant, augmenta el valor del corrent consumit per la bateria. Això condueix a una suavització de la forma d'ona de tensió.En aquest cas, hi ha el perill de sobrecàrrega dels condensadors amb corrents d'harmònics més alts i es requereix una protecció especial contra sobrecàrregues.

Corrent d'encesa del banc de condensadors

Quan s'aplica tensió a la bateria, es produeix un corrent d'entrada, depenent de la capacitat de la bateria i de la resistència de la xarxa.

Determinem, per exemple, el corrent d'entrada d'una bateria amb una capacitat de 4,9 MVAr, prenent la potència de curtcircuit de les barres de 10 kV a les quals està connectada la bateria-150 MV ∙ A: corrent nominal de la bateria: Inom = 4,9 / (√ 3 * 11) = 0,257 kA; valor màxim del corrent d'entrada per a la selecció de la protecció del relé: Iincl. = √2 * 0,257 * √ (150 / 4,9) = 2 kA.

Selecció d'un interruptor per canviar un banc de condensadors

El funcionament de l'interruptor quan s'activa el banc de condensadors sovint és decisiu en la selecció d'un disjuntor.L'elecció de l'interruptor ve determinada per la manera en què l'arc es torna a encendre a l'interruptor quan es pot produir una doble tensió entre els contactes de l'interruptor: la tensió de càrrega del condensador d'un costat i la tensió de la xarxa en antifàsica a l'altre costat. . El corrent d'intervenció de l'interruptor s'obté multiplicant el corrent d'intervenció pel factor de sobretensió de la caixa de canvis. Si s'utilitza un interruptor amb la mateixa tensió que BSK, el factor CP és 2,5. Sovint s'utilitza un interruptor de sobretensió de 35 kV per canviar una bateria de 6-10 kV. En aquest cas, el coeficient CP és 1,25.

Així, el corrent de reinici és:

Quan es selecciona un interruptor, el seu valor nominal de corrent (valor màxim) ha de ser igual o superior al valor nominal de corrent de tall de reinici. El corrent de ruptura nominal depèn del tipus d'interruptor i és igual a: IOf.calc = IPZ per a disjuntors d'aire, buit i SF6; I Off = IPZ / 0,3 per a interruptors d'oli.

Per exemple, comprovarem els paràmetres de commutació dels corrents d'entrada calculats anteriorment quan s'utilitza un disjuntor d'oli de 10 kV amb un corrent de ruptura de 20 kA en rms o 28,3 kA d'amplitud (VMP-10-630 -20).

a) Una bateria de 4,9 mvar. Corrent d'encesa: IPZ = 2,5 * 2 = 5kA Corrent d'apagada estimat: I Calculat = 5 / 0,3 = 17kA.

Es pot utilitzar un interruptor de circuit d'oli de 10 kV. Amb un augment de la potència de curtcircuit de les barres de 10 kV, també en presència de dues bateries, el corrent d'intervenció calculat pot superar l'admissible.En aquest cas, a més d'augmentar la fiabilitat dels circuits BSC, s'utilitzen interruptors d'alta velocitat, per exemple, interruptors de buit, en què la velocitat de separació de contactes en apagar és superior a la velocitat de la tensió de recuperació.

Cal tenir en compte que l'interruptor d'entrada i secció ha de complir els mateixos requisits, que també pot subministrar la tensió apagada al banc de condensadors encès.