Varför behöver kondensatorbanker partner? Förstå uppdraget med seriereaktorer

Kondensatorbanker är "reaktiv effektkompensationsspecialister" inom elnät som är specifikt ansvariga för att öka effektfaktorn och minska ledningsförlusterna. Experten har dock en akilleshäl-den är nästan helt resistent mot övertoner. Som ett resultat har en serie reaktorer utvecklats som oumbärliga "intima partners" "för kondensatorbanker.
Låt oss börja med det skrämmande faktum att när en kondensatorbank slås på, kan startströmmen nå 5 till 15 gånger märkströmmen, eller till och med mer än 20 gånger när flera kondensatorbanker är parallella. Denna överspänningsström är tillräcklig för att detonera säkringar och utlösa strömbrytare, vilket operatörer lätt kan missta för kortslutning.
Ännu farligare är övertoner. Icke-linjära belastningar i frekvensomformare, likriktare, ljusbåge och så vidare injiceras kontinuerligt i systemet, såsom femte, sjunde och elfte ordningens övertoner. Kondensatorns impedans mot högfrekventa övertoner är extremt låg, och den övertonsströmmen förstärks kraftigt, vilket gör att kondensatorn överhettas, isolationsbrott och så småningom utbrändhet. Utbrända-kondensatorer injicerar övertoner i elnätet, vilket skapar en "harmonisk förstärkningseffekt" som drastiskt försämrar elkvaliteten i hela regionen.
Av denna anledning kräver nationell standard GB50227-2008 uttryckligen att magnetiseringsströmmen kontrolleras till mindre än 20 gånger kondensatorns märkström. Detta uppnås med seriereaktorer.
Vad exakt gör denna "partner"? Tre viktiga saker:
Först släcker det strömmen. Seriereaktorn är i huvudsak en stor reaktor, som använder reaktorns induktans för att undertrycka toppströmmen när den slås på. När reaktansen är mellan 0,1 % och 1 %, kan startströmmen styras till mindre än 10 gånger märkströmmen. Den har liten storlek, låg förlust och kan integreras direkt i kondensatorbanker.
För det andra fångar den övertoner. Detta är kärnuppdraget för reaktorn. Den induktiva reaktansen ökar med frekvensen, medan den kapacitiva reaktansen minskar med frekvensen. När de två är i serie undertrycks kretsens resonansfrekvens under systemets lägsta övertonsfrekvens. Till exempel, med en 12 % reaktanshastighet är resonanspunkten cirka 204 Hz, vilket bildar en hög-impedansbarriär mot övertoner på nivå 5 och högre, vilket effektivt blockerar övertonsströmmar. I fallet med svår tredje överton, en filterkretsfilterkrets med en reaktansgrad på 14 %.
För det tredje undertrycker den överspänning. När en kondensator är avstängd ger bågåtertändning en överspänning på 4-5 gånger märkspänningen och, när den är påslagen, en arbetsspänning på 2-3 gånger driftsöverspänningarna. dessa transienta överspänningar försvagas avsevärt av dämpning, vilket förhindrar att isoleringen går sönder eller påskyndar åldrandet.
Vilka alternativ för reaktanshastighet? Att välja fel hastighet är värre än att inte installera det alls.
Reaktanshastigheten är kärnparametern för seriereaktorn. Att välja fel hastighet gör inte bara reaktorn oanvändbar, den kan också ge resonans. Kom bara ihåg: 0,1 % till 1 % limit inrush, 6 % undertrycker femte övertoner, 12 % hanterar alla femte övertoner och uppåt, och 14 % handlar specifikt om 3:e övertoner. När en transformatorstations samlingsskena dessutom innehåller både stora och små kondensatorbanker, kommer den felaktiga kopplingssekvensen att leda till förstärkta övertonsströmmar och samlingsskenas spänningsförvrängning, vilket kräver omfattande överväganden.
Torr eller olja-indränkt? Var och en har sina egna fördelar.
Torr härdreaktor är tyst, linjär, hög mekanisk hållfasthet, lämplig för skåpinstallation. Oljedoppningsreaktorer har lägre förluster och kräver mindre utrymme, men är bullrigare och sämre linjäritet. Under de senaste åren har halv-härdreaktor och luft-härdreaktor dykt upp successivt, och deras nästan-linjära linjäritet och brus är under 50 dB, vilket gör dem till de nya favoriterna för reaktiv effektkompensation.
Så sluta fråga varför kondensatorbanker behöver partner-en kondensatorbank utan seriereaktor är som en sportbil utan bromsar; ju snabbare det går, desto mer sannolikt är det att det vänder. Denna tysta "partner" är den verkliga osjungna hjälten bakom elnätets säkra drift.