5% O 12%? La selezione errata del rapporto di reattanza trasforma la protezione in danno: una guida per evitare insidie ​​nella selezione di reattori in serie ad alta-tensione

L'essenza della scelta di un reattore tandem ad alta-tensione può essere riassunta in una parola: reattanza. Un corretto rapporto di reattanza può fungere da "silenziatore" per le armoniche; la reattanza sbagliata può agire come un "amplificatore" per le armoniche, distruggendo potenzialmente un banco di condensatori normalmente sicuro. In effetti, la decisione più confusa è questa cruciale linea di demarcazione: 5% o 12%?
La conclusione è: selezione basata sulla componente armonica.
In conformità con la clausola 5.5.2 della norma nazionale GB 50227-2017, il rapporto di reattanza deve essere determinato in base al contenuto armonico di fondo misurato nel punto di connessione tra il banco di condensatori parallelo e la rete elettrica. Bianco e nero: la reattanza dovrebbe essere 4,5% 4,5% – 5,0% quando l'armonica è superiore al quinto ordine e 12,0% quando l'armonica è superiore al terzo ordine. In altre parole, le applicazioni industriali erano dominate da 5 armoniche, quindi viene selezionato il 5% del reattore; le applicazioni residenziali erano dominate da 3 armoniche, quindi è stato selezionato il 12% del reattore. Non è solo un sentito dire, è un codice di condotta basilare.
Perché non possiamo essere semplicemente "casuali"? Perché le conseguenze della scelta del reattore sbagliato sono catastrofiche.
I condensatori hanno un'impedenza estremamente bassa rispetto alle armoniche ad alta-frequenza. Una volta che il circuito entra in risonanza, la corrente armonica viene notevolmente amplificata. Uno studio condotto dal China Electric Power Research Institute ha da tempo dimostrato che quando il tasso di risposta è del 6%, l’effetto di amplificazione sulla terza armonica è maggiore del 5%. Detto questo, quello che potresti considerare un "compromesso" è in realtà una situazione di "perdita-perdita"-non sopprime esattamente la quinta armonica al 5% ed è più facile amplificare la terza armonica a più del 5%. Inoltre ha più capacità, consuma più energia passiva, costa di più ed è economico meno del 5% sotto tutti gli aspetti. Ancora più pericolosamente, se un reattore al 5% non corrisponde correttamente in una rete elettrica dominata da terze armoniche, non solo non riesce a sopprimere le armoniche, ma può anche innescare risonanze parallele, causando picchi di tensione, rigonfiamenti dei condensatori e persino esplosioni-senza esagerare.
Al contrario, installare il 12% di un reattore in una rete elettrica industriale dominata da cinque armoniche è sicuro, ma costoso. Maggiore è la reattanza del reattore in serie, maggiore è l'aumento di tensione sui terminali del condensatore. Secondo la formula UC=US/ (1-P), la tensione aumenta di circa il 6,4% circa quando la reattanza è del 13% e dell'11,5% 11,5% la reattanza è del 13%%. Ciò significa che si spendono molti soldi per il 12% dei reattori, ma i condensatori funzionano per molte ore sotto sovratensione, riducendone notevolmente la durata e la compensazione reattiva.
Esiste una "soluzione universale"? Sì, ma devi sapere come usarlo.
Lo standard identifica un secondo metodo: un mix di velocità di reattanza pari a 4.5 4.5% – 5,0% e 12,0% può essere utilizzato quando la terza e la quinta armonica sono tutte alte. Alcuni condensatori hanno un resistore del 5% per sopprimere cinque armoniche, mentre altri hanno un resistore del 12% per sopprimere tre armoniche. Ciò garantisce che l'impedenza armonica complessiva sia induttiva ed evita l'aumento di tensione e la perdita di potenza reattiva dovuti a un unico tasso di reattanza elevato. Questo è l'approccio più diffuso nella pratica dei progetti di ingegneria negli ultimi anni e la soluzione evidenziata nella GB rivista50227-2017 -dopo tutto, la realtà della rete elettrica del mio paese è tri-fase, cinque-fase, l'una o l'altra.
Un'altra grande trappola: limitare gli scrosci e ignorare le armoniche.
In alcuni progetti il ​​contenuto armonico è così basso che è necessario limitare lo spunto di eccitazione. In questo caso è sufficiente un tasso di reattanza compreso tra 0,1% e 1,0%. Tuttavia, è importante notare che questo basso tasso di reattanza ha un effetto di amplificazione significativo sulla quinta e settima armonica. Non appena il fondo armonico della rete elettrica cambia, il sistema di protezione fallisce immediatamente. Pertanto, anche nel caso di “corrente di spunto limitata”, è necessario verificare che l'amplificazione armonica superi il limite e lasci margine sufficiente.
Infine: le misurazioni effettive devono essere effettuate prima del debug.
Lo standard richiede il rilevamento delle armoniche prima che ogni progetto venga messo in funzione e la razionalità della configurazione della reattanza viene verificata dai dati misurati. Non saltare questo passaggio-le armoniche non aspettano i tuoi calcoli, arrivano quando sei più sicuro.
5% o 12%? La risposta non è mai nel reattore stesso, ma nello spettro armonico dei punti di connessione.