Warum brauchen Kondensatorbanken Partner? Die Mission von Serienreaktoren verstehen

Kondensatorbänke sind „Spezialisten für Blindleistungskompensation“ im Stromnetz, die speziell für die Erhöhung des Leistungsfaktors und die Reduzierung von Leitungsverlusten verantwortlich sind. Der Experte hat jedoch eine Achillesferse: -Es ist nahezu völlig resistent gegen Oberschwingungen. Infolgedessen wurden Reihenreaktoren als unverzichtbare „intime Partner“ für Kondensatorbänke entwickelt.
Beginnen wir mit der erschreckenden Tatsache, dass beim Einschalten einer Kondensatorbatterie der Einschaltstrom das 5- bis 15-fache des Nennstroms erreichen kann, oder sogar mehr als das 20-fache, wenn mehrere Kondensatorbatterien parallel geschaltet sind. Dieser Stoßstrom reicht aus, um Sicherungen auszulösen und Leistungsschalter auszulösen, was vom Bediener leicht mit Kurzschlüssen verwechselt werden kann.
Noch gefährlicher sind Oberschwingungen. Nichtlineare Lasten in Frequenzumrichtern, Gleichrichtern, Lichtbögen usw. werden kontinuierlich in das System eingespeist, beispielsweise Harmonische fünfter, siebter und elfter Ordnung. Die Impedanz des Kondensators gegenüber hochfrequenten Oberschwingungen ist extrem niedrig und der Oberschwingungsstrom wird stark verstärkt, was zu einer Überhitzung des Kondensators, einem Isolationsdurchbruch und schließlich einem Durchbrennen führt. Durchgebrannte-Kondensatoren speisen Oberwellen in das Stromnetz ein und erzeugen so einen „Oberwellenverstärkungseffekt“, der die Stromqualität in der gesamten Region drastisch verschlechtert.
Aus diesem Grund verlangt die nationale Norm GB50227-2008 ausdrücklich, dass der Erreger-Einschaltstrom auf weniger als das 20-fache des Nennstroms des Kondensators geregelt werden muss. Dies wird mit Reihenreaktoren erreicht.
Was genau macht dieser „Partner“? Drei wichtige Dinge:
Erstens löscht es den Schwall. Bei der Reihendrossel handelt es sich im Wesentlichen um eine große Drossel, die die Induktivität der Drossel nutzt, um den Spitzenstrom beim Einschalten zu unterdrücken. Wenn die Reaktanz zwischen 0,1 % und 1 % liegt, kann der Einschaltstrom auf weniger als das Zehnfache des Nennstroms gesteuert werden. Es ist klein, verlustarm und kann direkt in Kondensatorbänke integriert werden.
Zweitens erfasst es Obertöne. Dies ist die Kernaufgabe des Reaktors. Der induktive Blindwiderstand nimmt mit der Frequenz zu, während der kapazitive Blindwiderstand mit der Frequenz abnimmt. Wenn beide in Reihe geschaltet sind, wird die Resonanzfrequenz des Schaltkreises unter die niedrigste harmonische Frequenz des Systems gedrückt. Bei einer Reaktanzrate von 12 % liegt der Resonanzpunkt beispielsweise bei etwa 204 Hz, was eine hohe Impedanzbarriere für Oberschwingungen der Stufe 5 und höher bildet und Oberschwingungsströme effektiv blockiert. Im Falle einer starken dritten Harmonischen wird eine Filterschaltung mit einer Reaktanzrate von 14 % eingesetzt.
Drittens unterdrückt es Überspannungen. Beim Abschalten eines Kondensators erzeugt die Wiederzündung des Lichtbogens eine Überspannung vom 4- bis 5-fachen der Nennspannung und im eingeschalteten Zustand eine Arbeitsspannung vom 2- bis 3-fachen der Betriebsüberspannungen. Diese transienten Überspannungen werden durch die Dämpfung deutlich abgeschwächt, wodurch ein Durchbruch der Isolierung oder eine beschleunigte Alterung verhindert wird.
Welche Reaktanzratenoptionen gibt es? Die falsche Geschwindigkeit zu wählen ist schlimmer, als sie gar nicht einzubauen.
Die Reaktanzrate ist der Kernparameter des Serienreaktors. Die Wahl der falschen Rate macht den Reaktor nicht nur unbrauchbar, es kann auch zu Resonanzen kommen. Denken Sie daran: 0,1 % bis 1 % begrenzen den Einschaltstrom, 6 % unterdrücken fünfte Harmonische, 12 % befassen sich mit allen fünften Harmonischen und höher und 14 % befassen sich speziell mit dritten Harmonischen. Wenn eine Sammelschiene einer Umspannstation außerdem sowohl große als auch kleine Kondensatorbänke enthält, führt die falsche Schaltreihenfolge zu verstärkten Oberschwingungsströmen und Verzerrungen der Sammelschienenspannung, die umfassend berücksichtigt werden müssen.
Trocken oder öl-getränkt? Jedes hat seine eigenen Vorteile.
Der Trockenkernreaktor ist leise, linear, hat eine hohe mechanische Festigkeit und ist für den Schrankeinbau geeignet. Ölimmersionsreaktoren haben geringere Verluste und benötigen weniger Platz, sind jedoch lauter und weisen eine schlechtere Linearität auf. In den letzten Jahren sind nacheinander Halb-Kernreaktoren und Luft-Kernreaktoren auf den Markt gekommen, deren nahezu-lineare Linearität und Rauschen unter 50 dB liegen, was sie zu den neuen Favoriten der Blindleistungskompensation macht.
Fragen Sie also nicht mehr, warum Kondensatorbatterien Partner brauchen. {0}Eine Kondensatorbank ohne Seriendrossel ist wie ein Sportwagen ohne Bremsen. Je schneller es geht, desto wahrscheinlicher ist es, dass es umkippt. Dieser stille „Partner“ ist der wahre heimliche Held hinter dem sicheren Betrieb des Stromnetzes.