Was ist der Oberwellenkiller des Stromnetzes, des Hochspannungs-Tandemreaktors?

Im Stromnetz verbirgt sich eine unsichtbare Gruppe von Unruhestiftern-Oberwellen. Sie werden von nichtlinearen Lasten wie Frequenzumrichtern, Gleichrichtern und Lichtbögen erzeugt, gemischt mit hochfrequenten Strömen wie der 5., 7. und 11. Harmonischen, verzerren Spannungswellenformen, führen zur Überhitzung und Alterung von Geräten und führen oft zum „Tod“ von Kondensatorbänken. Hochspannungs-Serienwiderstände sind stille Fallen, die speziell zur Eliminierung dieser Harmonischen entwickelt wurden.
Woher kommen Harmonische und warum müssen sie eliminiert werden?
Idealerweise sollte der Netzstrom eine reine 50-Hz-Sinuswelle sein. In Wirklichkeit schneiden jedoch viele elektronische Geräte den Strom in gezackte Formen und erzeugen so eine große Anzahl harmonischer Elemente höherer Ordnung. Sobald diese harmonischen Ströme in Kondensatorbänke fließen, sind die Folgen schwerwiegend - – die Impedanz des Kondensators gegenüber hochfrequenten Harmonischen ist extrem niedrig, was dazu führt, dass der harmonische Strom stark verstärkt wird, was zu einer Überhitzung des Kondensators, einem Isolationsdurchbruch und sogar zu Resonanzen führt. Noch gefährlicher ist, dass die Kondensatorbank Oberwellen in das Netz einspeisen kann, wodurch ein „Oberwellenverstärkungseffekt“ entsteht, der die Stromqualität in der gesamten Region verschlechtert.
Das ist es, was Hochspannungs-Tandemreaktoren leisten.
Ihre Kernwaffe: das „Frequenzspiel“ zwischen Induktivität und Kapazität
Das Design des Hochspannungs-Reihenreaktors ist jedoch genau „Anti-Resonanz“. Durch Auswahl einer geeigneten Reaktanzrate – normalerweise 1 %, 4,5 %, 5 %, 6 %, 12 % usw. Wenn die Ansprechrate beispielsweise 12 % beträgt, liegt der Resonanzpunkt bei etwa 204 Hz, wodurch Oberwellen der Stärke 5 und höher effektiv unterdrückt werden. Dies ist die am häufigsten verwendete Konfiguration zur Unterdrückung der fünften Harmonischen.
Es ist nicht nur ein „Oberwellenkiller“, sondern auch ein vielseitiges Gerät.
Die Unterdrückung von Oberschwingungen ist nur die Hauptaufgabe und nicht die einzige Funktion der Hochspannungs-Reihendrossel.
Erstens begrenzt es das Schwallen. Bei geschlossener Kondensatorbank kann der Einschaltstrom das Dutzende oder sogar Hundertfache des Nennstroms erreichen. Durch ihre induktiven Eigenschaften reduziert die Reihendrossel den Spitzeneinschaltstrom auf einen kontrollierbaren Bereich und schützt die Kondensatoren und Schaltgeräte.
Zweitens unterdrückt es betriebsbedingte Überspannungen. Aufgrund der Dämpfungswirkung der Drossel werden durch den Schalterbetrieb erzeugte transiente Überspannungen erheblich reduziert und die Sicherheitsmarge der Ausrüstung erheblich verbessert.
Drittens tragen im Bereich der Ultrahochspannung auch Reihendrosseln mit 220 kV und mehr die Last, den Kurzschlussstrom zu begrenzen. Der strombegrenzende Serienreaktor des 500-kV-Umspannwerks Shanghai Sijing hat einen Nennstrom von 2400 A und eine Nennimpedanz von 14 Ohm. Das 500-kV-Projekt im brasilianischen Wasserkraftwerk Tucurui begrenzte die Kurzschlussströme weiter auf 40 kA; Die hohle Trockenstruktur wog nur 13 Tonnen, hielt aber einem thermischen Stabilitätstest von 20 kA/2 s stand.
Trockener Kern, langlebig;
Derzeit handelt es sich bei den meisten Reaktoren der CKSC- und CKSG-Serie, die in 6–35-kV-Systemen weit verbreitet sind, um Trockenkernstrukturen, die mit hochwertigen kalt{3}gewalzten Siliziumstahlblechen gestapelt, vakuumimprägniert und heiß{4}geröstet sind. Sie haben einen geringeren Anstieg der Betriebstemperatur und einen geringen Geräuschpegel (weniger als oder gleich 30 dB), können länger in Umgebungen von -25 bis +45 Grad arbeiten und haben eine jahrzehntelange wartungsfreie Lebensdauer.
Wenn Sie also das nächste Mal die Frequenzumrichter im Stromnetz summen hören, denken Sie daran, dass - Hochspannungs--Tandemreaktoren stillschweigend jede Oberschwingung einfangen, die versucht, die Wellenform zu verunreinigen, und so die Reinheit und Sicherheit des gesamten Stromnetzes schützen. Es ist unaufdringlich, aber unverzichtbar.