Dans la partie distribution d'énergie basse tension, il y a des armoires de ligne entrante, des armoires de ligne sortante et bien sûr des armoires de compensation de condensateur. Alors, quel est le rôle des armoires de compensation de condensateurs ? Comme leur nom l’indique, ils jouent le rôle de compensation des condensateurs. Voyons d'abord le principe de la compensation des condensateurs. Lors de la compensation, le condensateur et la charge sont connectés en parallèle. Le condensateur est comme un parc de batteries. Lorsque la charge augmente, en raison de la résistance interne de l'alimentation, la tension de sortie de l'alimentation chutera car les deux extrémités du condensateur doivent maintenir la tension d'origine, c'est-à-dire qu'une partie de la batterie dans le condensateur s'écoule, ce qui retarde la tendance à la baisse de la tension. C'est le principe de la compensation des condensateurs.
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1. Principe de compensation du condensateur de puissance
En principe, un condensateur équivaut à un générateur qui génère un courant réactif capacitif. Le principe de la compensation de puissance réactive consiste à connecter un appareil avec une charge de puissance capacitive et une charge de puissance inductive en parallèle sur le même condensateur, et l'énergie est convertie entre les deux charges. De cette manière, la charge sur les transformateurs et les lignes de transport du réseau est réduite, augmentant ainsi la capacité active de sortie. À condition de produire une certaine puissance active, la perte du système d’alimentation est réduite. En comparaison, les condensateurs constituent le moyen le plus simple et le plus économique de réduire la charge sur les transformateurs, les systèmes d’alimentation électrique et la distribution industrielle. Il est donc impératif d’utiliser des condensateurs comme compensation de puissance réactive dans les systèmes électriques. À l'heure actuelle, il est très courant d'utiliser des condensateurs parallèles comme dispositifs de compensation de puissance réactive.
2. Caractéristiques de la compensation du condensateur de puissance
avantage
Le dispositif de compensation de puissance réactive de condensateur de puissance présente les caractéristiques d'une installation facile et d'un emplacement d'installation pratique ; petite perte de puissance active (seulement environ 0,4 % de la capacité nominale) ; courte période de construction ; petit investissement; pas de pièces rotatives, opération et entretien faciles ; si des batteries de condensateurs individuelles sont endommagées, cela n'affecte pas le fonctionnement de l'ensemble de la batterie de condensateurs et d'autres avantages.
défaut
Les inconvénients du dispositif de compensation de puissance réactive du condensateur de puissance sont les suivants : il ne peut effectuer qu'un réglage par étapes, mais ne peut pas effectuer un réglage en douceur ; mauvaise ventilation, une fois que la température de fonctionnement du condensateur est supérieure à 70 degrés, il est sujet à l'expansion et à l'explosion ; mauvaises caractéristiques de tension, mauvaise stabilité aux courts-circuits, il y a une charge résiduelle après le retrait ; la précision de compensation de puissance réactive est faible et affecte facilement l'effet de compensation ; la gestion du fonctionnement du condensateur de compensation est difficile et la question du fonctionnement sûr du condensateur n'est pas prise au sérieux, etc.
3. Méthode de compensation de puissance réactive
Compensation de dispersion haute pression
La compensation de dispersion haute tension est en fait un condensateur de compensation de puissance réactive installé du côté haute tension d'un seul transformateur pour améliorer la qualité de la tension d'alimentation. Il est principalement utilisé dans la distribution d’énergie urbaine à haute tension.
Compensation centralisée haute tension
La compensation centralisée haute tension fait référence à la méthode de compensation dans laquelle des condensateurs sont installés sur le bus haute tension 6 kV ~ 10 kV dans la sous-station ou la sous-station abaisseur de l'utilisateur ; le condensateur peut également être installé sur le bus basse tension dans la salle de distribution principale de l'utilisateur, ce qui convient aux applications où la charge est concentrée et éloignée du bus de distribution. Lorsque l'utilisateur lui-même dispose d'une certaine charge haute tension dans un endroit proche avec une grande capacité de compensation, cela peut réduire la consommation de puissance réactive du système électrique et jouer un certain rôle de compensation. Ses avantages sont qu'il est facile de mettre en œuvre une commutation automatique, peut raisonnablement améliorer le facteur de puissance de l'utilisateur, a un taux d'utilisation élevé, moins d'investissement, est facile à entretenir et est facile à ajuster pour éviter une surcompensation et améliorer la qualité de la tension. Cependant, le bénéfice économique de ce mode de compensation est faible.
Compensation de dispersion de basse pression
La compensation de dispersion basse tension est basée sur les besoins en puissance réactive de chaque équipement électrique. Des batteries de condensateurs basse tension simples ou multiples sont installées de manière dispersée à proximité de l'équipement électrique pour compenser la puissance réactive de toutes les lignes et transformateurs haute et basse tension devant le site d'installation. pouvoir. L'avantage est que lorsque l'équipement électrique fonctionne, une compensation de puissance réactive est mise en place, et lorsque l'équipement électrique est hors service, l'équipement de compensation est également retiré, ce qui peut réduire le flux de puissance réactive dans le réseau de distribution et les transformateurs. réduire les pertes de puissance active ; il peut réduire la section transversale du fil de la ligne et la capacité du transformateur, faible encombrement. Les inconvénients sont un faible taux d’utilisation et des investissements importants. Il ne convient pas au fonctionnement à vitesse variable, au fonctionnement en marche avant et arrière, aux moteurs à avance lente, au décrochage et au freinage arrière.
Compensation centralisée basse tension
La compensation centralisée basse tension fait référence à la connexion de condensateurs basse tension au côté bus basse tension du transformateur de distribution via un commutateur basse tension, en utilisant le dispositif de commutation de compensation de puissance réactive comme dispositif de contrôle et de protection, et en contrôlant directement la commutation de les condensateurs en fonction de la puissance réactive sur le bus basse tension. La commutation des condensateurs s'effectue dans son ensemble et ne peut pas être ajustée en douceur. Avantages de la compensation basse tension : câblage simple, faible charge de travail d'exploitation et de maintenance, équilibrage local de la puissance réactive, améliorant ainsi l'utilisation du transformateur de distribution, réduisant les pertes du réseau et étant très économique. C’est l’une des méthodes couramment utilisées en compensation de puissance réactive. .
4. Calcul de la capacité de compensation du condensateur
La capacité de compensation de puissance réactive doit être déterminée en fonction de la courbe de puissance réactive ou de la méthode de calcul de compensation de puissance réactive. La formule de calcul est la suivante :
QC=p(tgφ1-tgφ2) ou QC=pqc(1)
Dans la formule :
Qc : Capacité du condensateur de compensation ;
P : puissance active de charge ;
COSφ1 : Facteur de puissance de précharge de compensation ;
COSφ2 : facteur de puissance de charge après compensation ;
qc : taux de compensation de puissance réactive, kvar/kw.
5. Fonctionnement sûr des condensateurs de puissance
1. Courant de fonctionnement admissible
Pendant le fonctionnement normal, le condensateur doit fonctionner au courant nominal, le courant de fonctionnement maximum ne doit pas dépasser 1,3 fois le courant nominal et la différence de courant triphasé ne doit pas dépasser 5 %.
2. Tension de fonctionnement admissible
Les condensateurs sont très sensibles à la tension, car la perte du condensateur est proportionnelle au carré de la tension. Une surtension provoquera un échauffement important du condensateur et l'isolation du condensateur accélérera le vieillissement, raccourcira sa durée de vie et provoquera même une panne électrique. Par conséquent, le dispositif à condensateur doit fonctionner à la tension nominale, qui ne doit généralement pas dépasser 1,05 fois la tension nominale, et la tension de fonctionnement maximale ne doit pas dépasser 1,1 fois la tension nominale. Lorsque le jeu de barres dépasse 1,1 fois la tension nominale, des mesures de refroidissement doivent être prises.
3. Problème harmonique
Étant donné que le circuit du condensateur est un circuit LC, il est facile de résonner avec certaines harmoniques, ce qui peut facilement provoquer des harmoniques d'ordre élevé, provoquant une augmentation du courant et de la tension. De plus, ce courant harmonique est très nocif pour les condensateurs et peut facilement provoquer une panne de condensateur et provoquer un court-circuit entre phases. Par conséquent, lorsque le condensateur fonctionne normalement, un réacteur avec une valeur d'inductance appropriée peut être connecté en série avec le condensateur pour limiter le courant harmonique si nécessaire.
4. Problèmes de protection des relais
La protection des relais est principalement réalisée par des ensembles complets de dispositifs de protection des relais. À l'heure actuelle, la technologie des dispositifs de protection à relais produite par plusieurs fabricants d'électricité domestiques bien connus est très mature, sûre, stable et puissante. Les dispositifs de protection de relais peuvent éliminer efficacement les condensateurs défectueux et constituent un moyen important pour garantir un fonctionnement sûr et stable des systèmes électriques. Les principales mesures de protection des relais de condensateur comprennent : ① une protection contre les surintensités à trois niveaux ; ② protection contre les surtensions mise en place pour éviter les dommages aux condensateurs causés par une surtension en régime permanent du système ; ③ pour éviter les surtensions causées par le réenclenchement instantané des condensateurs provoqué par un bref arrêt de l'alimentation du système. Ensemble de protection basse tension en raison de dommages causés par la tension ; ④ Protection contre les tensions déséquilibrées, protection contre les courants déséquilibrés ou protection contre les tensions différentielles triphasées configurées pour refléter le défaut de claquage interne des condensateurs de la batterie de condensateurs.
5. Problème de clôture
Il est interdit aux batteries de condensateurs de se refermer lorsqu'elles sont chargées. La raison principale est qu’il faut un certain temps pour décharger le condensateur. Lorsque l'interrupteur de la batterie de condensateurs se déclenche, s'il est refermé immédiatement, le condensateur n'aura pas le temps de se décharger. Il peut rester des charges de polarité opposée à la tension de réenclenchement dans le condensateur, ce qui provoquera la fermeture. Un courant de surtension important est généré instantanément, provoquant l'expansion de la coque du condensateur, la projection de carburant ou même son explosion. Par conséquent, lorsque la batterie de condensateurs est refermée, cela doit être fait 3 minutes après le débranchement du disjoncteur. Par conséquent, les condensateurs ne doivent pas être équipés de dispositifs de réenclenchement automatique, mais doivent plutôt être équipés de dispositifs de déclenchement automatique sans pression.
Certaines sous-stations terminales sont souvent équipées de dispositifs de commutation automatique de l'alimentation de secours. L'appareil coupe l'alimentation électrique défectueuse, puis active l'alimentation de secours après un court délai. Au cours de ce processus, si la batterie de condensateurs dispose d'une fonction d'auto-commutation basse tension, la batterie de condensateurs sera activée en peu de temps. S'il est refermé dans un certain laps de temps, la panne mentionnée ci-dessus se produira. Par conséquent, les problèmes de commutation des systèmes et des batteries de condensateurs équipés de dispositifs de commutation automatique de l'alimentation de secours méritent toute l'attention.
6. Température de fonctionnement admissible
Lorsque le condensateur fonctionne normalement, la température ambiante nominale autour de lui est généralement de 40 degrés ~ -25 degrés ; la température du milieu interne doit être inférieure à 65 degrés et le maximum ne doit pas dépasser 70 degrés, sinon cela provoquerait une panne thermique ou un renflement. La température de la coque du condensateur se situe entre la température moyenne et la température ambiante et ne doit pas dépasser 55 degrés. Par conséquent, la salle des condensateurs doit être bien ventilée pour garantir que sa température de fonctionnement ne dépasse pas la valeur autorisée.
7. Problème de bruit de décharge pendant le fonctionnement
Les condensateurs n'émettent généralement aucun son lorsqu'ils fonctionnent, mais dans certains cas, ils peuvent également avoir un problème de bruits de décharge lorsqu'ils fonctionnent. Par exemple, si le boîtier d'un condensateur est laissé trop longtemps à l'air libre, une fois que l'eau de pluie entre entre les deux boîtiers et qu'une tension est appliquée, un bruit de décharge peut se produire ; lorsqu'il y a un manque d'huile dans le condensateur, l'extrémité inférieure du boîtier sera facilement exposée à l'huile. surface, un son de décharge peut alors être émis ; s'il y a de la soudure ou du dessoudage à l'intérieur du condensateur, une décharge flash se produira dans l'huile ; lorsque le noyau du condensateur est en mauvais contact avec la coque, une tension flottante apparaîtra, provoquant un bruit de décharge. .
Une fois que les conditions sonores de décharge ci-dessus se produisent, chaque situation doit être traitée, c'est-à-dire que les méthodes de traitement sont les suivantes : arrêter le condensateur et le décharger, retirer le boîtier extérieur, le sécher et le réinstaller ; ajouter les mêmes spécifications Huile de condensateur ; si le bruit de décharge ne s'arrête pas, il doit être démonté et réparé ; le condensateur doit être hors service et déchargé, afin que le noyau et la coque soient en bon contact.
8. Problème d'explosion
Pendant le fonctionnement du condensateur, en cas de panne des composants internes du condensateur, d'endommagement de l'isolation de la coque du condensateur, de mauvaise étanchéité et de fuite d'huile, de gonflement et de dissociation interne, de gonflement et de dissociation interne, de fermeture chargée ou de température excessive, et une mauvaise ventilation, une tension de fonctionnement trop élevée, des composants harmoniques trop importants, une surtension de fonctionnement, etc. peuvent endommager et exploser le condensateur. Afin d'éviter les accidents d'explosion de condensateurs, dans des circonstances normales, 1,5 à 2 fois la quantité de courant traversant chaque groupe de condensateurs de phase peut être équipée d'un fusible rapide. Si le condensateur tombe en panne, le fusible rapide fondra et se coupera. alimentation électrique pour empêcher les condensateurs de continuer à générer de la chaleur ; installez un ampèremètre sur chaque phase de l'armoire de compensation pour vous assurer que la différence de courant entre chaque phase ne dépasse pas ±5 %. Si un déséquilibre est constaté, quitter immédiatement l'opération et vérifier les condensateurs ; surveiller l'échauffement des condensateurs ; renforcer la surveillance Inspecter la batterie de condensateurs pour éviter les fuites d'huile et le gonflement du condensateur afin d'éviter une explosion.
