故障の種類と静的コンデンサバンク (BSC) の保護

静的コンデンサバンク (BSC) の目的

静的コンデンサ バンク (BSC) は次の目的に使用されます。 無効電力補償 ネットワーク内、バス内の電圧レベルの調整、サイリスタ調整による制御回路内の電圧波形の等化。

電力線を介して無効電力が伝達されると、電圧降下が発生します。これは、無効抵抗が高い架空送電線で特に顕著です。さらに、ラインを流れる追加の電流により、電力損失が増加します。有効電力がユーザーが必要とする量を正確に伝送する必要がある場合、消費点で無効電力が生成される可能性があります。コンデンサバンクはこの目的に使用されます。

非同期モーターは無効電力の消費が最も大きくなります。したがって、負荷に誘導電動機がかなりの割合を占めるユーザーに技術仕様が発行される場合、通常、cosφ は 0.95 であることが推奨されます。同時に、ネットワーク内の有効電力の損失と送電線の電圧降下が減少します。場合によっては、同期モーターを使用することで問題を解決できることがあります。このような結果を得るより簡単かつ安価な方法は、BSC の使用です。

システム負荷が最小の場合、コンデンサバンクが過剰な無効電力を生成する状況が発生する可能性があります。この場合、冗長な 無効電力 電力が電源に戻されると、ラインには追加の無効電流が再び充電され、有効電力損失が増加します。バス電圧が上昇し、機器に危険が及ぶ可能性があります。そのため、コンデンサバンクの静電容量を調整できることが非常に重要です。

最も単純なケースでは、最小負荷モードでは、BSC (ジャンプ レギュレーション) をオフにできます。場合によっては、これでは十分ではなく、バッテリーが複数の BSC で構成されており、各 BSC を個別にオンまたはオフにすることができます (ステップ制御)。最後に、変調制御システムがあります。たとえば、リアクトルがバッテリーに並列に接続され、その電流はサイリスタ回路によってスムーズに調整されます。すべての場合において、BSC の特別な自動制御がこの目的に使用されます。

コンデンサブロックの損傷の種類

コンデンサ バンクの主な故障タイプであるコンデンサ故障は、二相短絡を引き起こします。動作条件下では、高調波電流成分によるコンデンサの過負荷や電圧上昇に伴う異常モードも発生する可能性があります。

広く使用されているサイリスタ負荷制御方式は、サイリスタが周期の特定の瞬間に制御回路によって開かれ、開いている期間が短いほど、サイリスタが開いている割合が少なくなるという事実に基づいています。 実効電流 負荷を通して流れます。この場合、負荷電流とそれに対応する電源の電圧高調波の合成に、より高い電流高調波が現れます。

BSC は、周波数が増加するにつれて抵抗が減少し、その結果、バッテリーによって消費される電流値が増加するため、電圧の高調波レベルの低減に貢献します。これにより、電圧波形が平滑化されますが、この場合、高調波電流によりコンデンサに過負荷がかかる危険性があり、特別な過負荷保護が必要となります。

コンデンサバンクのターンオン電流

バッテリに電圧が印加されると、バッテリの容量とネットワークの抵抗に応じて突入電流が発生します。

たとえば、バッテリーが接続されている 10 kV バスバーの短絡電力を考慮して、容量 4.9 MVAr のバッテリーの突入電流を求めてみましょう - 150 MV · A: バッテリーの定格電流: Inom = 4.9 / (√ 3 * 11) = 0.257 kA;リレー保護選択時の突入電流のピーク値：Iincl. = √2 * 0.257 * √ (150 / 4.9) = 2 kA。

コンデンサバンクを切り替えるスイッチの選択

コンデンサバンクをトリップするときの回路ブレーカーの動作は、多くの場合、回路ブレーカーの選択において決定的になります。スイッチの選択は、スイッチ接点間に二重電圧が発生する可能性がある場合に、スイッチ内でアークが再点火される方法によって決まります。つまり、一方の側にはコンデンサの充電電圧が、もう一方の側には逆位相の主電源電圧が発生します。 。ブレーカーのトリップ電流は、トリップ電流にギアボックスのサージ係数を乗じることによって得られます。 BSK と同じ電圧のスイッチを使用した場合、CP 係数は 2.5 になります。多くの場合、6 ～ 10 kV バッテリーの切り替えには 35 kV サージ スイッチが使用されます。この場合、ＣＰ係数は１．２５となる。

したがって、再点火電流は次のようになります。

スイッチを選択する場合、その定格電流（ピーク値）は再点火遮断電流定格以上である必要があります。定格遮断電流はサーキットブレーカーのタイプによって異なり、以下に等しくなります。 エア、真空、および SF6 サーキットブレーカーの場合は IOf.calc = IPZ。私はオフです= オイルスイッチの場合は IPZ / 0.3。

たとえば、実効値で 20 kA または振幅で 28.3 kA の遮断電流を持つ 10 kV 石油サーキット ブレーカー (VMP-10-630 -20) を使用する場合に、前に計算した突入電流のスイッチ パラメーターを確認します。

a) バッテリー 1 個 4.9 mvar。点火電流: IPZ = 2.5 * 2 = 5kA 推定シャットダウン電流: I 計算値 = 5 / 0.3 = 17kA。

10kVの石油遮断器が使用可能です。 10 kV バスバーの短絡電力が増加すると、バッテリーが 2 つある場合でも、計算されたトリップ電流が許容値を超える可能性があります。この場合、BSC回路の信頼性を高めるとともに、ターンオフ時の接点分離速度が回復電圧の速度よりも速い真空スイッチなどの高速スイッチが使用されます。

スイッチオンのコンデンサバンクにスイッチオフの電圧を供給できる入力スイッチとセクションスイッチも同じ要件を満たす必要があることに注意してください。