تحلیل فنی کنترل سرکوب هارمونیک و رزونانس در سیستم های خازن شنت ولتاژ بالا

هماهنگی الکترومغناطیسی بین راکتورهای سری و بانک های خازنی

1. ادغام الف خازن شنت ولتاژ بالا با راکتورهای متصل به سری، یک مدار فیلتر جدا شده را تشکیل می دهد که به طور خاص مهندسی شده است تا فرکانس تشدید سیستم را از نظم هارمونیک مشخصه دور کند.
2. هنگام ارزیابی چگونه راکتورهای سری از تقویت هارمونیک در خازن های شنت جلوگیری می کنند مهندسان یک نسبت راکتانس (معمولاً 6٪ یا 12٪) را اعمال می کنند تا اطمینان حاصل کنند که مدار برای فرکانس های بالای نقطه تنظیم القایی باقی می ماند و در نتیجه جریان هارمونیک 5 و 7 را مسدود می کند.
3. برای صنعتی خازن شنت ولتاژ بالا نصب، این پیکربندی برای جلوگیری از تشدید موازی با راکتانس القایی شبکه ضروری است، که در غیر این صورت می‌تواند منجر به بزرگ‌نمایی فاجعه‌بار ولتاژ شود.
4 تاثیر دتونینگ راکتور بر تنش ولتاژ خازن باید در مرحله طراحی در نظر گرفته شود. یک راکتور 6 درصد ولتاژ پایه در پایانه های خازن را تقریباً 6.4 درصد افزایش می دهد و به ولتاژ نامی بالاتر برای حفظ یکپارچگی دی الکتریک نیاز دارد.

پایداری دی الکتریک و مدیریت حرارتی تحت بارگذاری هارمونیک

1. محاسبه محدودیت جریان هارمونیک برای خازن های شنت ولتاژ بالا شامل جمع کردن مقادیر ریشه میانگین مربع (RMS) اجزای اساسی و همه هارمونیک برای اطمینان از اینکه جریان کل از 1.3 برابر جریان نامی در استانداردهای IEC 60871 تجاوز نمی کند.
2. بررسی چرا فیوزهای داخلی برای حفاظت از خازن شنت حیاتی هستند نشان می دهد که در هنگام خرابی عنصر ناشی از گرمای بیش از حد هارمونیک، فیوز داخلی بخش معیوب را در عرض میلی ثانیه جدا می کند و از تجمع گاز و پارگی مخزن جلوگیری می کند.
3. در یک خازن شنت ولتاژ بالا استفاده از دی الکتریک های پلی پروپیلن تمام فیلم آغشته به مایعات هیدروکربنی آروماتیک مصنوعی، ضریب اتلاف (دلتای قهوهای مایل به زرد) کمتر از 0.2 W/kvar را فراهم می کند و تولید حرارت داخلی را به حداقل می رساند.
4. دستیابی به اوج پرداخت سطح Ra در لبه‌های داخلی فویل و استفاده از فناوری لبه‌های تا شده، غلظت میدان الکتریکی موضعی را کاهش می‌دهد، که برای حفظ ولتاژ ابتدایی تخلیه جزئی بالا در شکل موج‌های مخدوش حیاتی است.

کاهش گذرا و دینامیک سوئیچینگ

1. چگونه مقاومت های قبل از درج جریان هجومی خازن را کاهش می دهند : با وارد کردن لحظه ای مقاومت در حین بسته شدن مدارشکن خلاء، جریان گذرا اوج کاهش می یابد و از آن محافظت می کند. خازن شنت ولتاژ بالا از استرس مکانیکی و شوک دی الکتریک.
2. تست BIL (سطح عایق پایه) خازن های ولتاژ بالا تایید می‌کند که مخزن و بوشینگ‌ها می‌توانند در برابر ضربه‌های صاعقه و نوسانات سوئیچینگ مقاومت کنند، با رتبه‌بندی‌های معمولی برای سیستم‌های 10 کیلوولت که به 75 کیلوولت یا بالاتر می‌رسند.
3 تاثیر دمای محیط بر طول عمر خازن شنت توسط قانون آرنیوس اداره می شود. با این حال، راندمان خنک کننده مخزن فولاد ضد زنگ، که اغلب با رنگ با انتشار بالا تکمیل می شود، امکان عملکرد مداوم در محیط های کلاس D (55 درجه سانتی گراد) را فراهم می کند.
4. مقایسه حفاظت و عملکرد هارمونیک:

استانداردهای یکپارچگی مکانیکی و قابلیت اطمینان لرزه ای

1. اندازه گیری قابلیت تحمل لرزه ای قفسه های خازن شامل تجزیه و تحلیل اجزای محدود برای اطمینان از خازن شنت ولتاژ بالا بوش ها در طول شتاب های افقی بیش از 0.5 گرم شکسته نمی شوند.
2. مقایسه خازن های شنت فیوز داخلی و خارجی : فیوزهای داخلی قابلیت اطمینان بالاتری را در محیط‌های غنی از هارمونیک ارائه می‌کنند، زیرا به جای اینکه منتظر بمانند تا جریان کل واحد به یک آستانه برسد، به خرابی‌های عنصر منفرد پاسخ می‌دهند.
3. بهینه سازی مکان خازن های شنت ولتاژ بالا در یک شبکه شامل قرار دادن در گره های پست اولیه برای به حداکثر رساندن کاهش تلفات خطوط انتقال و بهبود ضریب توان کلی شبکه صنعتی است.

سوالات متداول هاردکور

1. آیا می توان از یک خازن شنت ولتاژ بالا به تنهایی در سیستمی با VFD استفاده کرد؟
نه، بسیار ناامید است. بدون راکتورهای سری، خازن شنت ولتاژ بالا به عنوان یک سینک برای هارمونیک های فرکانس بالا عمل می کند که می تواند منجر به رزونانس و شکست انفجاری شود.
2. رتبه استاندارد راکتور برای سرکوب هارمونیک 5 چیست؟
راکتور سری 6% استاندارد صنعتی است. مدار LC را تقریباً روی 204 هرتز تنظیم می کند (برای یک سیستم 50 هرتز)، و آن را برای هارمونیک پنجم 250 هرتز القایی می کند.
3. چگونه اعوجاج هارمونیک بر دلتای قهوهای مایل به زرد خازن تأثیر می گذارد؟
جریان های هارمونیک تلفات دی الکتریک وابسته به فرکانس را افزایش می دهد. اگر به درستی خنک نشود، دمای داخلی را افزایش می دهد، که در نهایت می تواند دلتای قهوه ای مایل به زرد را افزایش دهد و منجر به فرار حرارتی شود.
4. چرا مواد مخزن معمولاً فولاد ضد زنگ است؟
فولاد ضد زنگ موارد لازم را فراهم می کند استحکام کششی برای مقاومت در برابر فشار داخلی در هنگام خطا و مقاومت در برابر خوردگی برتر برای یک عمر 20 ساله در فضای باز.
5. اگر بانک خازن بیش از حد جبران شود چه اتفاقی می افتد؟
جبران بیش از حد منجر به یک ضریب توان پیشرو می شود، که می تواند باعث مشکلات اضافه ولتاژ گذرا در شین شود و به طور بالقوه در سیستم های تحریک ژنراتورهای مجاور تداخل ایجاد کند.

مراجع فنی

1. IEC 60871-1: خازن های شنت برای a.c. سیستم های قدرت با ولتاژ نامی بالای 1000 ولت - قسمت 1: عمومی.
2. IEEE Std 18: استاندارد IEEE برای خازن های قدرت شنت.
3. IEC 61642: Industrial a.c. شبکه های متاثر از هارمونیک ها - کاربرد فیلترها و خازن های شنت.