kvar@ukcp.kz +7 (7232) 29-33-75
Поиск
Rus

Моделирование переходных процессов при коммутации батарей статических конденсаторов

Одним из наиболее сложных процессов с точки зрения теоретического описания и расчета является коммутация емкостной нагрузки и выбор силового оборудования, в том числе коммутационной аппаратуры: выключателей, контакторов и т.д.

Моделирование переходных процессов при коммутации батарей статических конденсаторов

Базовым постулатом при расчете включения батарей статических конденсаторов, конденсаторных установок, либо иной нагрузки емкостного характера является второй закон коммутации, который гласит, что «напряжение на емкостном элементе до коммутации равно напряжению на том же элементе после коммутации». Это означает, что напряжение на выводах конденсатора не может измениться скачком и, следовательно, в момент подачи напряжения на разряженный конденсатор остается равным нулю, что фактически является режимом, близким к короткому замыканию. Активное сопротивление конденсатора предельно мало и ток включения практически ограничен только внутренним сопротивлением энергосистемы и активным сопротивлением проводников до точки подключения батареи, которые, как правило, в расчетах не учитываются в виду довольно малых значений. Следует обратить внимание, что остаточный заряд конденсаторов значительно усугубляет переходной процесс и кратно увеличивает амплитуду тока. Для снижения остаточного напряжения на конденсаторах после отключения каждый конденсатор оснащен встроенными разрядными резисторами согласно требований ГОСТ 1282-88, которые позволяют снизить значения амплитуды остаточного напряжения до безопасных для повторной коммутации и обслуживания значений.

Моделирование переходных процессов при коммутации батарей статических конденсаторов

Вторым фактором, усложняющим процесс коммутации (отключения), является более высокая частота собственных колебаний участка сети, обусловленная емкостным сопротивлением конденсаторной батареи и индуктивным сопротивлением питающей сети. Более высокая частота напряжения при переходном процессе приводит к сокращению времени между амплитудными пиками напряжения и увеличивает вероятность повторного пробоя полюса выключателя.

Снижение амплитуды токов при коммутации достигается добавочным индуктивным сопротивлением путем последовательного подключения демпфирующего реактора. Технические характеристики реактора для снижения пусковых токов при коммутации конденсаторных батарей определяются расчетами, выполняемыми инженерной службой завода-изготовителя. Индуктивное сопротивление реакторов подбирается таким образом, чтобы токи переходного процесса не превышали допустимых значений токов динамической стойкости силовой аппаратуры. На основании пиковых значений амплитуд токов определяется и коммутационная способность выключателей. На сегодняшний день большая часть производителей коммутационной аппаратуры не проводит испытаний на коммутацию емкостных токов, в связи с чем наиболее оптимально при определении отключающей способности выключателей применять коэффициент запаса не менее 2,5*Iпп.

Моделирование переходных процессов при коммутации батарей статических конденсаторов

Одним из наиболее перспективных современных направлений в коммутации конденсаторных батарей является управляемая коммутация с пофазным включением полюсов батареи в момент прохождения кривой напряжения через ноль. Таким образом, переходные процессы при коммутации снижаются до предельно низких значений, увеличивается срок службы оборудования, нивелируются возмущения в питающей сети.