Батарея статических конденсаторов 110-220 кВ

Батарея статических конденсаторов 110-220 кВ

Для организации защиты батарей статических конденсаторов БСК требуется четкое понимание основ их конструирования и методов соединения конденсаторов. БСК представляют собой набор секций с последовательно-параллельным включением. Конденсаторные секции, соединенные в параллель, образуют однофазную конденсаторную батарею.

Батарей статических конденсаторов БСК, включаемые параллельно с сетью, находят все более широкое применение в энергосистемах с любым напряжением, в том числе на напряжение 110-220 кВ. Это связано с решением таких задач как повышение пропускной способности существующих ЛЭП за счет исключения потоков реактивной мощности, повышение коэффициента использования существующих энергосистем, улучшение стабильности напряжения, регулирование напряжения и исключение влияния реактивных нагрузок. .

По вашему запросу мы готовы изготовить батарею статических конденсаторов БСК на напряжение110-220 кВ мощностью от 10 квар – до 104 Мвар в климатическом исполнении У1, УХЛ1. Скачать опросный лист к заполнению на БСК.

Конструкция батареи статических конденсаторов БСК

Конструкция батареи статических конденсаторов БСК состоит из косинусных однофазных (трехфазных) силовых конденсаторов размещенных в стальных несущих блоках, которые закреплены с помощью полимерных (фарфоровых) изоляторов. Батарея статических конденсаторов БСК представляет собой конструкцию на 3-ех стойках, на которых размещаются конденсаторы, токоорграничивающие реакторы и трансформаторы тока.

При изготовлении батарей статических конденсаторов БСК компания «Хомов электро» строго следует правилу, которое заключается в следующем: минимальное число параллельно включенных секций должно быть таким, чтобы разбаланс напряжения, возникший при выпадении из группы одного конденсатора, не превышал 110% номинального напряжения, приходящегося на остальные элементы той же группы. Соответственно, минимальное число последовательно включенных секций должно быть таким, чтобы полное шунтирование группы не приводило к появлению на оставшихся группах перенапряжения величиной более 110%.

Оптимальный способ коммутации батарей статических конденсаторов БСК должен в максимальной степени обеспечивать использование предельных параметров конденсаторных секций, предохранителей и защитных реле. Практически на всех подстанциях соединение батарей выполняется звездой. Однако распределительные батареи могут быть соединены и по схеме треугольника. В некоторых батареях соединение в каждой фазе выполняют по схеме четырехполюсника (H-configuration) с токовым трансформатором в коммутационной ветви, с помощью которого детектируется сигнал разбаланса.

Коммутация по схеме "звезда" с заземлением

Батареи, соединенные звездой с заземлением, составляются из последовательных и параллельно-последовательных секций в каждой фазе, они обеспечивают низкоомный заземляющий отвод.

К достоинствам заземленных батарей статических конденсаторов БСК относится:

низкоомный заземляющий отвод, который дает естественную защиту от токов грозовых разрядов и определенную защиту от выбросов напряжения; батареи могут работать без разрядников, используя свойство конденсаторов поглощать заряд; низкий импеданс для высокочастотных токов, что позволяет их использовать в качестве фильтров в системах с высоким содержанием гармоник, но здесь нужно соблюдать осторожность, чтобы не допустить резонанса между БСК и сетью; пониженный уровень напряжения возврата размыкателя цепи и других ключевых устройств.

К недостаткам батарей статических конденсаторов БСК, коммутированных "звездой" с заземлением, следует отнести:

повышенные помехи телекоммуникационными устройствами из-за наличия гармоник; броски тока и гармоник, которые могут нарушить работоспособность защитных реле и предохранителей; потребность в последовательных фазных дросселях для снижения высокочастотной наводки напряжения во вторичной обмотке токового трансформатора.

Последовательная группа секций между фазой и землей: двойная звезда

При очень большой батарее энергия параллельных ветвей в последовательных группах может достигать больших (свыше 4650 квар) значений, превышающих допустимые пределы для данных конденсаторов и предохранителей. В таком случае батарею можно разделить на два блока, в каждом из которых коммутация выполнена по схеме "звезда". Параметры батарей, соединенных в двойную и одинарную заземленную звезду аналогичны. Обе нейтрали нужно подключить напрямую одним проводником на землю.

Схема двойная звезда обеспечивает более безопасную и быструю защиту по разбалансу с помощью обыкновенного нескомпенсированного реле благодаря тому, что сбалансированные компоненты будут действовать на обе "звезды" одинаково, но при отказе какой либо конденсаторной секции она будет обнаружена по несимметрии относительно нейтрали. Может потребоваться согласование времени срабатывания реле с тем, чтобы успел перегореть предохранитель (внутренний или внешний); в конструкции без предохранителей время можно задать достаточно коротким, поскольку нет нужды ждать реакции предохранителя. Если ток через цепочку превышает значение, предельное для данной секции, то следует подключить определенное число цепочек в параллель.

Конфигурация батареи с незаземленной звездой

В БСК с незаземленной звездой невозможны токи нулевой последовательности, токи третьей гармоники, а также большие разрядные токи на конденсаторах при отказе системного заземляющего отвода. Другим достоинством является то, что при возникновения перенапряжения на вторичной обмотке ТТ оно не столь велико, как в случае заземленных батарей. Однако при этом нейтраль должна иметь полную изоляцию от сетевого напряжения, поскольку она может моментально оказаться под потенциалом фазы при включении батареи, а также при отказе секции в том случае, когда батарея содержит единственную группу секций. Это может оказаться дорогостоящим для батарей, рассчитанных на напряжение свыше 15 кВ.

Последовательная группа секций между фазой и нейтралью – одинарная звезда  Такая батарея может быть собрана из конденсаторных секций с внешними или внутренними предохранителями, а также из секций без предохранителей. Особое внимание при этом следует уделить схеме защиты по разбалансу: необходимо все времена задержки задать достаточно длинными, чтобы схема сетевой защиты успевала восстанавливать системную землю после ее отказа, а также для того, чтобы обеспечить размыкание батареи при отказе системной земли.

Последовательная группа секций между фазой и нейтралью – двойная звезда

Если для соблюдения ограничения в 4650 квар на группу требуется слишком большая батарея, ее можно разбить на два модуля, выполненных по схеме звезда. При двух незаземленных нейтралях некоторые параметры батареи будут аналогичны параметрам схемы с незаземленной одинарной звездой. Обе нейтрали можно объединить через трансформатор тока или напряжения. Как и для всякой незаземленной конфигурации типа "звезда", изоляция обслуживающих нейтраль измерительных трансформаторов должна выдерживать полное напряжение сеть-земля, как и для фазных выводов.

Коммутация БСК по схеме треугольника  БСК по схеме треугольника обычно используют только в диапазоне напряжений распределительных сетей. Они компонуются по схеме с единственной последовательной группой конденсаторов, номинальное напряжение которых должно быть равно межфазному напряжению. При такой компоновке (с одной последовательной группой) отказ одной секции не приводит к перенапряжению на оставшихся секциях. Поэтому для защиты таких батарей необязательно использование схемы детектирования разбаланса.

H-Конфигурация

В некоторых батареях соединение каждой фазы выполнено по схеме четырехполюсника (H-конфигурация) с подключением между фазами токового трансформатора, обеспечивающего операцию сравнения токов каждой фазы. При нормальной работе всех конденсаторов ток через токовый трансформатор (ТТ) отсутствует, но при срабатывании предохранителя некоторая часть тока будет ответвляться в ТТ. Подобная мостовая схема может быть весьма чувствительной; она используется в больших батареях с параллельным соединением секций.

Технические характеристики БСК на 110-220 кВ

Характеристики	Значение
Мощность	10, 26, 52, 60, 104 Мвар
Напряжение	110 - 220 кВ
THDu	< 2%
Частота	50 Гц
Разброс емкости	0/+5%
Окружающая температура	-50 °С…+50 °С
Относительная влажность	90%
Высота над уровнем моря	до 1000 м
Защита	встроенные в конденсаторы предохранители и разрядные резисторы трансформаторы контроля тока в фазе и разбаланса токоограничивающие реакторы на каждую фазу по одному, которые ограничивают ток при включении БСК реле контроля разбаланса в фазе и реле перегрузки по току
Конденсаторы	косинусные силовые однофазные (трехфазные) конденсаторы
Комплект поставки БСК	конденсаторы токоограничивающие реакторы трансформаторы тока разбаланса трансформаторы тока фазы реле защиты БСК опорные полимерные (фарфоровые) изоляторы металлоконструкции соединительные шины и монтажные детали
Климатическое исполнение	У1, УХЛ1
Количество стоек	3