أنواع الفشل وحماية البنوك المكثفة الساكنة (BSC)

الغرض من البنوك ذات المكثفات الثابتة (BSC)

تُستخدم بنوك المكثفات الثابتة (BSC) للأغراض التالية: تعويض القوة التفاعلية في الشبكة ، تنظيم مستوى الجهد في الحافلات ، معادلة شكل موجة الجهد في دوائر التحكم مع تنظيم الثايرستور.

ينتج عن نقل القدرة التفاعلية عبر خط الطاقة انخفاض في الجهد ، ولا سيما في خطوط الطاقة العلوية ذات المقاومة التفاعلية العالية. بالإضافة إلى ذلك ، يؤدي التيار الإضافي المتدفق عبر الخط إلى زيادة فقدان الطاقة. إذا كان سيتم نقل الطاقة النشطة بالقدر المطلوب بالضبط من قبل المستخدم ، فيمكن عندئذٍ توليد الطاقة التفاعلية عند نقطة الاستهلاك. تستخدم البنوك المكثفة لهذا الغرض.

تتمتع المحركات غير المتزامنة بأكبر استهلاك للطاقة التفاعلية. لذلك ، عندما يتم إصدار المواصفات الفنية لمستخدم لديه نسبة كبيرة من المحركات الحثية في الحمل ، يُقترح عادةً أن يكون cosφ 0.95.في الوقت نفسه ، يتم تقليل فقد الطاقة النشطة في الشبكة وانخفاض الجهد على خطوط الطاقة. في بعض الحالات ، يمكن حل المشكلة باستخدام محركات متزامنة. طريقة أبسط وأرخص للحصول على مثل هذه النتيجة هي استخدام BSC.

عند الحد الأدنى من أحمال النظام ، قد تنشأ حالة حيث ينتج بنك المكثف طاقة تفاعلية زائدة. في هذه الحالة ، زائدة عن الحاجة قوة رد الفعل يتم إرجاعه إلى مصدر الطاقة بينما يتم شحن الخط مرة أخرى بتيار تفاعلي إضافي ، مما يزيد من فقد الطاقة النشط. يرتفع جهد الحافلة ويمكن أن يشكل خطورة على المعدات. هذا هو السبب في أنه من المهم جدًا أن تكون قادرًا على ضبط سعة بنك المكثف.

في أبسط الحالات ، في أوضاع التحميل الدنيا ، يمكنك إيقاف تشغيل BSC - تنظيم القفز. في بعض الأحيان لا يكون هذا كافيًا وتتكون البطارية من عدة وحدات BSCs ، كل منها يمكن تشغيله أو إيقاف تشغيله بشكل منفصل - تنظيم الخطوة. أخيرًا ، هناك أنظمة تحكم معدلة ، على سبيل المثال: مفاعل متصل بالتوازي مع البطارية ، حيث يتم تنظيم التيار بسلاسة بواسطة دائرة ثايرستور. في جميع الحالات ، يتم استخدام التحكم الآلي الخاص في BSC لهذا الغرض.

أنواع تلف كتلة المكثف

النوع الرئيسي لفشل بنوك المكثف - فشل المكثف - ينتج عنه دائرة قصر ثنائية الطور. في ظل ظروف التشغيل ، من الممكن أيضًا وجود أوضاع غير طبيعية مرتبطة بالحمل الزائد للمكثفات بمكونات تيار متناسق أعلى وزيادة الجهد.

تعتمد مخططات التحكم في حمل الثايرستور المستخدمة على نطاق واسع على حقيقة أن الثايرستور يتم فتحه بواسطة دائرة التحكم في لحظة معينة من الفترة ، والجزء الأصغر من الفترة المفتوحة ، يكون أقل تيار فعال تتدفق من خلال الحمل. في هذه الحالة ، تظهر التوافقيات الحالية الأعلى في تكوين تيار الحمل وتوافقيات الجهد المقابلة في مصدر الطاقة.

تساهم BSCs في تقليل مستوى التوافقيات في الجهد ، لأن مقاومتها تتناقص مع زيادة التردد ، وبالتالي تزداد قيمة التيار الذي تستهلكه البطارية. يؤدي هذا إلى تجانس شكل موجة الجهد ، وفي هذه الحالة ، هناك خطر التحميل الزائد على المكثفات بتيارات ذات توافقيات أعلى ، كما يتطلب الأمر حماية خاصة من الحمل الزائد.

مكثف تشغيل البنك الحالي

عندما يتم تطبيق الجهد على البطارية ، يحدث تيار تدفق ، اعتمادًا على سعة البطارية ومقاومة الشبكة.

لنحدد ، على سبيل المثال ، تيار تدفق البطارية بسعة 4.9 ميجا فولت أمبير ، مع أخذ طاقة ماس كهربائى لقضبان التوصيل 10 كيلو فولت التي تتصل بها البطارية -150 ميجا فولت أ: التيار المقنن للبطارية: Inom = 4.9 / (√ 3 * 11) = 0.257 كيلو أمبير ؛ قيمة الذروة لتيار التدفق لاختيار حماية المرحل: Iincl. = √2 * 0.257 * (150 / 4.9) = 2 كيلو أمبير.

اختيار مفتاح لتبديل بنك مكثف

غالبًا ما يكون تشغيل قاطع الدائرة عند تعثر بنك المكثف أمرًا حاسمًا في اختيار قاطع الدائرة.يتم تحديد اختيار المفتاح بالطريقة التي يتم بها إعادة إشعال القوس في المفتاح عندما يحدث جهد مزدوج بين ملامسات المفتاح - جهد شحن المكثف على جانب واحد والجهد الرئيسي في الطور المضاد على الجانب الآخر . يتم الحصول على تيار التعثر للقاطع بضرب تيار التعثر بواسطة عامل زيادة علبة التروس. إذا تم استخدام مفتاح بنفس الجهد مثل BSK ، يكون معامل CP هو 2.5. غالبًا ما يتم استخدام مفتاح اندفاع 35 كيلوفولت لتبديل بطارية 6-10 كيلوفولت. في هذه الحالة ، معامل CP هو 1.25.

وبالتالي ، فإن تيار إعادة الاشتعال هو:

عند تحديد مفتاح ، يجب أن يكون تصنيفه الحالي (قيمة الذروة) مساويًا أو أكبر من التصنيف الحالي لكسر إعادة الاشتعال. يعتمد تيار القطع المقنن على نوع قاطع الدائرة ويساوي: IOf.calc = IPZ لقواطع الهواء والفراغ و SF6 ؛ أنا خارج = IPZ / 0.3 لمفاتيح الزيت.

على سبيل المثال ، سوف نتحقق من معلمات التبديل لتيارات التدفق المحسوبة مسبقًا عند استخدام قاطع دارة زيت 10 كيلو فولت بتيار كسر 20 كيلو أمبير في جذر متوسط ​​التربيع أو 28.3 كيلو أمبير في السعة (VMP-10-630 -20).

أ) بطارية واحدة 4.9 mvar. تيار الاشتعال: IPZ = 2.5 * 2 = 5kA تيار الاغلاق المقدر: I المحسوبة = 5 / 0.3 = 17kA.

يمكن استخدام قاطع دارة زيت 10 كيلو فولت. مع زيادة قدرة الدائرة القصيرة لقضبان التوصيل 10 كيلو فولت ، وأيضًا في وجود بطاريتين ، قد يتجاوز تيار التعثر المحسوب التيار المسموح به.في هذه الحالة ، بالإضافة إلى زيادة الموثوقية في دوائر BSC ، يتم استخدام مفاتيح عالية السرعة ، على سبيل المثال ، مفاتيح الفراغ ، حيث تكون سرعة فصل التلامس عند إيقاف التشغيل أكبر من سرعة جهد الاسترداد.

وتجدر الإشارة إلى أنه يجب استيفاء نفس المتطلبات من خلال المفتاح الداخلي والمفتاح المقطعي ، والذي يمكنه أيضًا توفير الجهد الكهربائي المغلق لبنك المكثف المشغل.