Большой пусковой ток при переключении конденсаторов и способы его предотвращения.

Как предотвратить высокий пусковой ток при переключении конденсаторов?

Введение в высокий пусковой ток при переключении конденсаторов

Применения емкостной коммутации не ограничиваются только емкостными токами, но они находят свое применение в процессе питания батарей конденсаторов, воздушных линий и кабелей. Известно, что переключение конденсаторных батарей вызывает очень большое значение переходного напряжения на контактах автоматического выключателя.

Емкостная коммутация, характеризующаяся, как правило, коммутацией малых токов в режимные в промышленных или общественных сетях и малой скоростью нарастания восстанавливающегося напряжения. Новые автоматические выключатели (CB), заявляющие о длительном механическом и электрическом сроке службы без технического обслуживания, по-видимому, лучше всего приспособлены к этой функции переключения. Недавно разработанный элегазовый элегаз был разработан для повышения производительности с меньшим количеством прерывателей на полюс, но очевидно, что идеальный сценарий недостижим. В цепях энергосистемы, где автоматический выключатель имеет широкое применение для предотвращения повреждений, дисбаланса напряжений на клеммах автоматического выключателя может привести к большому пусковому току, поэтому любое прерывание емкостного тока может вызвать проблемы в диэлектрике, используемом для коммутации устройств. Конденсаторы в блоке конденсаторов могут быть повреждены из-за сильного пускового тока .

В энергосистеме присутствует множество конденсаторных батарей с сосредоточенными параметрами для регулирования напряжения, улучшения PF (коэффициента мощности), а также конденсаторные батареи широко применяются для фильтрации высших гармоник в сети. общая система.

В процессе распределения энергосистемы используются кабельные сети, создающие емкостную нагрузку. Когда в системе происходит какое-либо прерывание тока, емкостная нагрузка заряжается, и этот заряд в конденсаторах подвергает цепь повреждению из-за повторного воспламенения диэлектрика и создания высокого перенапряжения.

Когда через подстанции начинает протекать большой пусковой ток, система сталкивается с последствиями, которые возникают в системе защиты, а также при переключении, когда напряжение, присутствующее в линии, начинает колебаться с более низкой частотой, чем его величина становится равной удвоенному пиковому напряжению, присутствующему в цепи, что может вызвать серьезную опасность. В этой статье мы обсудим, как мы можем минимизировать высокий пусковой ток и каковы основные рекомендации для этого

Методы установки конденсаторов для предотвращения пускового тока

Есть два способа размещения конденсаторов таким образом, чтобы пусковой ток можно было свести к минимуму. Оба эти метода описаны здесь один за другим.

Единая схема конденсаторной батареи

Первый сценарий

Давайте рассмотрим приведенную выше схему как однофазную. и имеет сосредоточенные элементы для емкостной цепи. Он имеет автоматический выключатель, который замыкает свои контакты при любом прерывании, один конденсатор и две катушки индуктивности, присутствующие в цепи, при условии, что сопротивление цепи приблизительно равно нулю, а значение катушки индуктивности L₁ больше, чем L₂ .

В цепи присутствует автоматический выключатель, определяющий прерывание цепи. Эта схема называется изолированной батареей конденсаторов.

В этом случае ток зависит от параметров схемы и начального состояния схемы. Предположим, что конденсатор заряжен до напряжения v0 в момент времени t0. Ток можно рассчитать по выражению;

Где:
В этом случае из-за демпфирования ток уменьшится, а общий ток в цепи установится.

Контур последовательного конденсаторного банка

Второй сценарий:
Этот сценарий известен как емкостное переключение между банками, давайте рассмотрим его схему.

В этом случае есть два конденсатора и две катушки индуктивности. при включении выключателя в разрыв, если происходит пробой диэлектрика в точке b-b' (т.е. разность напряжений на двух контактах выключателя), то выражение для тока можно вычислить как
Где:
Этот ток может быть примерно в десять раз больше, чем пиковый ток, присутствующий в цепи, но это ток может воздействовать только на один конденсатор (местный), а остальная часть системы будет в безопасности.

Шаги по предотвращению высокого пускового тока

Вот несколько рекомендаций, как избавиться от этого высокого пускового тока.

1. В цепи должен присутствовать резистор, так как сопротивление будет увеличиваться, ток будет использоваться до определенного уровня.
2. В системе может быть размещено дополнительное реактивное сопротивление, потому что размещение дополнительного реактивного сопротивления приведет к дополнительным потерям энергии в системе, а также к уменьшению влияния конденсаторов.

Синхронное переключение

Поскольку мы знаем, что высокое перенапряжение создается пробоем диэлектрика между контактами автоматического выключателя, мы должны навсегда устранить эту проблему. Таким образом, чтобы устранить проблему высокого перенапряжения, необходимо убедиться, что при любом отключении автоматического выключателя не должно быть разности напряжений между контактами выключателя.

Невозможно достичь идеальной ситуации, так как коэффициент плюс и минус всегда есть, поэтому синхронное переключение является одним из решений. Поэтому было изготовлено устройство под названием SmartClose Capacitor Switch, которое может преобразовать любой банк в синхронный с помощью датчиков.

Функции и работа переключателя SmartClose .

Он имеет 6 датчиков напряжения, которые определяют форму волны напряжения. как на стороне конденсатора, так и на стороне источника каждого прерывателя. Команда включения, выданная отдельным контроллером батареи конденсаторов, приводит к тому, что переключатель конденсатора SmartClose независимо включает каждую прерыватель, когда разность напряжений на каждом прерывателе равна нулю, затем команда на замыкание выдается на SC (SmartClose), который запускает замыкание при нулевом напряжении. вся цепь.

Отдельный контроллер каждой батареи конденсаторов решает, когда нужна батарея конденсаторов; переключатель SmartClose улавливает это и автоматически выполняет синхронное закрытие.