Руководство по устройству электроустановок - Блоки конденсаторов

10 Применение блоков конденсаторов
10.1 Емкостные элементы
Технология
Конденсаторы являются сухими элементами (т.е., не пропитаны жидким диэлектриком), представляющими собой катушку двухслойной ленты из металлизированной самовостанавливающейся полипропиленовой пленки. Они защищены высокоэффективной системой (разъединитель при превышении избыточного давления, используемый с плавким предохранителем с высокой отключающей способностью), которая отключает конденсатор при внутреннем повреждении. Схема защиты работает следующим образом:
Короткое замыкание через диэлектрик приводит к перегоранию плавкого предохранителя
Иногда возникают уровни тока выше нормального, но недостаточные для перегорания предохранителя, например, из-за микроскопических пробоев в диэлектрической пленке. Такие «повреждения» часто ликвидируются из-за местного нагрева, вызванного током утечки («самовосстанавливающиеся» элементы)
Если ток утечки сохраняется, повреждение может развиться в короткое замыкание и плавкий предохранитель перегорит
Газ, образующийся при испарении слоя металла в месте повреждения, постепенно повышает давление в пластиковом контейнере, что приводит к срабатыванию чувствительного к давлению устройства, которое закорачивает элемент, что приводит к перегоранию предохранителя. Корпус конденсатора изготавливается из изоляционного материала, что обеспечивает его двойной изоляцией и устраняет необходимость заземления (см. Рис. К33).

a)
b)

Рис. К31: Емкостный элемент, (a) поперечное сечение, (b) электротехнические характеристики
K24

10.2 Выбор устройств защиты и управления и соединительных кабелей
Выбор соединительных кабелей и устройств защиты и управления зависит от токовой нагрузки. Для конденсаторов ток зависит от следующих параметров:
Приложенное напряжение и его гармоники
Величина емкости
Номинальный ток батареи конденсаторов мощности Q (квар) и номинальным напряжением Un (кВ) определяется по формуле:
Допустимый диапазон приложенного напряжения основной частоты плюс гармонические составляющие вместе с производственными допусками на фактическую емкость (для гарантированного номинального значения) может приводить к повышению до 50% выше расчетного значения тока. Прибл. 30% такого повышения вызвано повышениями напряжения, а 15% - производственными допусками, так что 1,3 x 1,15 = 1,5 In
Все компоненты, проводящие ток конденсатора, должны быть рассчитаны на «наихудший режим» работы при температуре окружающей среды 50 С (максимум). При боле высоких температурах (выше 50 С) в корпусах и т.д., необходимо учесть уменьшение проводимости этих компонентов.
Защита
Выключатель выбирается так, чтобы обеспечить отключение с большой выдержкой времени при уставках по току равных:
1,36 x In для стандартного типа
1,50 x In для типа H
1,12 x In для типа SAH (настройка на 2,7 f)
1,19 x In для типа SAH (настройка на 3,8 f)
1,31 x In для типа SAH (настройка на 4,3 f)
Низкая уставка по времени (защита от короткого замыкания) должна быть нечувствительна к броску тока. Уставка составляет 10 x In для стандартного типа, типа H и типа SAH.
Пример 1
50 квар - 400В - 50 Гц - стандартный тип
Высокая уставка по времени: 1,36 х 72 = 98А Низкая уставка по времени: 10 x In = 720А Пример 2
50 квар - 400В - 50 Гц - тип SAH (настройка на 4,3 f) In = 72 A
Высокая уставка по времени: 1,31 х 72 = 94А Низкая уставка по времени: 10 х In = 720А
Соединительные кабели
На Рис. К34 приводятся минимальные значения площади поперечного сечения соединительного кабеля для конденсаторов Rectiphase.
Кабели управления

Минимальная площадь поперечного сечения таких кабелей - 1,5 мм2 для 230В.

Рис. : Сечение кабелей, соединяющих блоки конденсаторов средней и большой мощности(1)
Для стороны вторичной обмотки трансформатора, рекомендуемая площадь поперечного сечения u 2,5 мм2.
Переходные напряжения
Переходные напряжения высокой частоты сопровождают переходные токи высокой частоты. Максимальный пик переходного напряжения никогда (при отсутствии гармоник установившегося режима) не превышает удвоенного максимального значения номинального напряжения при включении незаряженного конденсатора в работу.
Однако, если конденсатор уже заряжен в момент включения выключателя, переходное напряжение может достигать максимального значения, приблизительно в 3 раза превышающее нормальное номинальное пиковое значение. Этот максимальный режим возникает при следующих условиях:
Существующее напряжение на конденсаторе равно пиковому значению номинального напряжения и
Контакты переключателя замыкаются в момент пикового питающего напряжения и
Полярность питающего напряжения противоположна полярности заряженного конденсатора
В такой ситуации переходный ток принимает свое максимальное возможное значение, а именно: Вдвое больше своего максимума при включении предварительно незаряженного конденсатора, как указывается выше.
Для любых других значений напряжения и полярности на предварительно заряженном конденсаторе, переходные пики напряжения и тока будут меньше, чем указанные выше. В случае пикового номинального напряжения на конденсаторе, имеющего ту же полярность, что и питающее напряжение, и включения переключателя в момент пика питающего напряжения, не будет переходного напряжения или тока.
В случае автоматического переключения ступенчатых блоков конденсаторов, необходимо обеспечить, чтобы включаемая секция конденсаторов была полностью разряжена. Время разрядки может уменьшаться, при необходимости, с помощью разрядных резисторов с пониженным значением сопротивления.