Per què els bancs de condensadors necessiten socis? Comprendre la missió dels reactors en sèrie

Els bancs de condensadors són "especialistes en compensació de potència reactiva" a la xarxa elèctrica que són específicament responsables d'augmentar el factor de potència i reduir les pèrdues de línia. L'expert, però, té un taló d'Aquil·les-que és gairebé totalment resistent als harmònics. Com a resultat, s'han desenvolupat una sèrie de reactors com a "socis íntims" indispensables per als bancs de condensadors.
Comencem amb el fet esgarrifós que quan s'encén un banc de condensadors, el corrent d'entrada pot arribar a ser de 5 a 15 vegades el corrent nominal, o fins i tot més de 20 vegades quan hi ha diversos bancs de condensadors en paral·lel. Aquest corrent de sobretensió és suficient per detonar fusibles i activar interruptors automàtics, que els operadors poden confondre fàcilment amb curtcircuits.
Encara més perillosos són els harmònics. Les càrregues no lineals en convertidors de freqüència, rectificadors, arc elèctric i així successivament s'injecten contínuament al sistema, com ara els harmònics de cinquè, setè i onzè ordre. La impedància del condensador als harmònics d'alta freqüència és extremadament baixa i el corrent harmònic s'amplifica molt, provocant que el condensador es sobreescalfi, s'avaria l'aïllament i, finalment, s'esgoti. Els condensadors cremats-injecten harmònics a la xarxa elèctrica, creant un "efecte d'amplificació harmònica" que degrada dràsticament la qualitat de l'electricitat a tota la regió.
Per aquest motiu, la norma nacional GB50227-2008 requereix explícitament que el corrent d'entrada d'excitació es controli a menys de 20 vegades el corrent nominal del condensador. Això s'aconsegueix amb reactors en sèrie.
Què fa exactament aquest "soci"? Tres coses clau:
En primer lloc, apaga el brot. El reactor en sèrie és essencialment un gran reactor, que utilitza la inductància del reactor per suprimir el pic de corrent quan està encès. Quan la reactància està entre el 0,1% i l'1%, el corrent d'entrada es pot controlar a menys de 10 vegades el corrent nominal. Té una mida petita, baixa pèrdua i es pot integrar directament en bancs de condensadors.
En segon lloc, capta els harmònics. Aquesta és la missió bàsica del reactor. La reactància inductiva augmenta amb la freqüència, mentre que la reactància capacitiva disminueix amb la freqüència. Quan els dos estan en sèrie, la freqüència de ressonància del circuit es suprimeix per sota de la freqüència harmònica més baixa del sistema. Per exemple, amb una taxa de reactància del 12%, el punt de ressonància és d'uns 204 Hz, la qual cosa forma una barrera d'alta-impedància als harmònics de nivell 5 o superior, bloquejant eficaçment els corrents harmònics. En el cas d'un tercer harmònic sever, un circuit de filtre amb una taxa de reactància del 14%.
En tercer lloc, suprimeix la sobretensió. Quan s'apaga un condensador, la reencesa de l'arc produeix una sobretensió de 4-5 vegades la tensió nominal i, quan està encès, una tensió de treball de 2-3 vegades les sobretensions operatives. aquestes sobretensions transitòries es debiliten significativament per l'amortiment, evitant que l'aïllament es trenqui o acceleri l'envelliment.
Quines opcions de velocitat de reactància? Escollir la velocitat equivocada és pitjor que no instal·lar-la.
La velocitat de reactància és el paràmetre central del reactor en sèrie. Escollir la velocitat incorrecta no només fa que el reactor sigui inútil, sinó que també pot ressonar. Només recordeu: el 0,1% a l'1% limita l'entrada, el 6% suprimeix els cinquè harmònics, el 12% s'ocupa de tots els cinquè harmònics i superiors i el 14% s'ocupa específicament del tercer harmònic. Quan una barra de subestació també conté bancs de condensadors grans i petits, la seqüència de commutació incorrecta provocarà corrents harmònics amplificats i distorsió de voltatge de la barra, que requereixen una consideració exhaustiva.
Sec o mullat d'oli-? Cadascun té els seus propis avantatges.
El reactor de nucli sec és silenciós, lineal, d'alta resistència mecànica, adequat per a la instal·lació d'armaris. Els reactors d'immersió en petroli tenen pèrdues més baixes i requereixen menys espai, però són més sorollosos i de poca linealitat. En els darrers anys, han aparegut successivament el reactor de mig nucli-nucli-i el reactor d'aire-, i la seva linealitat i soroll gairebé-lineals estan per sota dels 50 dB, fet que els converteix en els nous favorits de la compensació de potència reactiva.
Així que deixeu de preguntar per què els bancs de condensadors necessiten socis-un banc de condensadors sense un reactor en sèrie és com un cotxe esportiu sense frens; com més ràpid va, més probabilitats hi ha de girar. Aquest silenciós "soci" és el veritable heroi desconegut darrere del funcionament segur de la xarxa elèctrica.