Hvorfor trenger kondensatorbanker partnere? Forstå oppdraget til seriereaktorer

Kondensatorbanker er "reaktiv effektkompensasjonsspesialister" innen kraftnett som er spesifikt ansvarlige for å øke effektfaktoren og redusere linjetap. Eksperten har imidlertid én akilleshæl-den er nesten fullstendig motstandsdyktig mot harmoniske. Som et resultat har en serie reaktorer blitt utviklet som uunnværlige "intime partnere" for kondensatorbanker.
La oss starte med det skremmende faktum at når en kondensatorbank er slått på, kan startstrømmen nå 5 til 15 ganger merkestrømmen, eller til og med mer enn 20 ganger når flere kondensatorbanker er parallelle. Denne overspenningsstrømmen er nok til å detonere sikringer og utløse strømbrytere, som operatører lett kan forveksle med kortslutninger.
Enda farligere er harmoniske. Ikke-lineære belastninger i frekvensomformere, likerettere, elektrisk lysbue og så videre injiseres kontinuerlig i systemet, slik som femte, syvende og ellevte ordens harmoniske. Kondensatorens impedans mot høyfrekvente harmoniske er ekstremt lav, og den harmoniske strømmen er kraftig forsterket, noe som fører til at kondensatoren overopphetes, isolasjonsbrudd og til slutt utbrenning. Utbrente-kondensatorer injiserer harmoniske inn i strømnettet, og skaper en "harmonisk forsterkningseffekt" som drastisk forringer elektrisitetskvaliteten i hele regionen.
Av denne grunn krever nasjonal standard GB50227-2008 eksplisitt at eksitasjonsstartstrømmen skal kontrolleres til mindre enn 20 ganger merkestrømmen til kondensatoren. Dette oppnås med seriereaktorer.
Hva gjør egentlig denne "partneren"? Tre viktige ting:
Først slukker det fossen. Seriereaktoren er i hovedsak en stor reaktor, som bruker induktansen til reaktoren for å undertrykke toppstrømmen når den er slått på. Når reaktansen er mellom 0,1 % og 1 %, kan innkoblingsstrømmen kontrolleres til mindre enn 10 ganger merkestrømmen. Den har liten størrelse, lavt tap og kan integreres direkte i kondensatorbanker.
For det andre fanger den opp harmoniske. Dette er kjerneoppdraget til reaktoren. Den induktive reaktansen øker med frekvensen, mens den kapasitive reaktansen avtar med frekvensen. Når de to er i serie, blir resonansfrekvensen til kretsen undertrykt under den laveste harmoniske frekvensen til systemet. For eksempel, med en 12 % reaktanshastighet, er resonanspunktet omtrent 204Hz, som danner en høy-impedansbarriere for harmoniske på nivå 5 og høyere, og blokkerer effektivt harmoniske strømmer. I tilfelle av alvorlig tredje harmonisk, en filterkretsfilterkrets med en reaktansgrad på 14 %.
For det tredje undertrykker den overspenning. Når en kondensator er slått av, gir lysbuegjentenning en overspenning på 4-5 ganger merkespenningen og, når den er slått på, en arbeidsspenning på 2-3 ganger driftsoverspenningene. disse forbigående overspenningene svekkes betydelig av demping, noe som hindrer isolasjon i å bryte ned eller akselerere aldring.
Hva er alternativene for reaktanshastigheten? Å velge feil hastighet er verre enn å ikke installere det i det hele tatt.
Reaktanshastigheten er kjerneparameteren til seriereaktoren. Å velge feil hastighet gjør ikke bare reaktoren ubrukelig, det kan også gi resonans. Bare husk: 0,1 % til 1 % grenseinngang, 6 % undertrykker femte harmoniske, 12 % omhandler alle femte harmoniske og høyere, og 14 % omhandler spesifikt 3. harmoniske. Når en nettstasjons samleskinne i tillegg inneholder både store og små kondensatorbanker, vil feil koblingsrekkefølge føre til forsterkede harmoniske strømmer og samleskinnespenningsforvrengning, som krever omfattende vurdering.
Tørr eller olje-gjennomvåt? Hver har sine egne fordeler.
Tørrkjernereaktor er stillegående, lineær, høy mekanisk styrke, egnet for kabinettinstallasjon. Oljenedsenkingsreaktorer har lavere tap og krever mindre plass, men er mer støyende og dårligere linearitet. De siste årene har halv-kjernereaktor og luft-kjernereaktor dukket opp suksessivt, og deres nesten-lineære linearitet og støy er under 50dB, noe som gjør dem til de nye favorittene innen reaktiv effektkompensasjon.
Så slutt å spørre hvorfor kondensatorbanker trenger partnere-en kondensatorbank uten seriereaktor er som en sportsbil uten bremser; jo fortere det går, jo større sannsynlighet er det for å snu. Denne tause "partneren" er den virkelige usungne helten bak strømnettets sikre drift.