커패시터 스위칭의 높은 돌입 전류 및 이를 방지하는 방법.

커패시터 스위칭에서 높은 돌입 전류를 방지하는 방법

커패시터 스위칭의 높은 돌입 전류 소개

커패시턴스 스위칭의 적용은 커패시턴스 전류에만 국한되지 않고 커패시터 뱅크, 가공선 및 케이블의 에너지 공급 프로세스에 구현됩니다. 커패시터 뱅크 스위칭은 회로 차단기 접점에서 매우 큰 값의 과도 전압을 발생시키는 것으로 알려져 있습니다.

산업 또는 공공 네트워크에서 일반적으로 낮은 속도에서 모드 속도의 전류로 전환하고 복구 전압 상승률이 낮은 것이 특징인 정전식 스위칭입니다. 유지 보수가 필요 없는 긴 기계적 및 전기적 수명을 주장하는 새로운 회로 차단기(CB)는 최근 개발된 SF6 퍼퍼가 극당 차단기가 더 적은 더 나은 성능을 위해 설계되었지만 분명히 이상적인 시나리오를 달성할 수는 없는 스위칭 의무에 가장 적합하다고 주장합니다. 회로 차단기가 손상, 차단기 단자를 따라 전압 불균형을 방지하기 위해 광범위한 응용 프로그램이 있는 전력 시스템 회로에서 높은 돌입 전류로 이어질 수 있으므로 용량성 전류가 중단되면 장치 스위칭에 사용되는 유전체에 문제가 발생할 수 있습니다. 커패시터 뱅크의 커패시터는 높은 돌입 전류로 인해 손상될 수 있음 .

전력 시스템에는 전압을 조절하고 PF(역률)를 개선하기 위해 많은 집중 커패시터 뱅크가 있으며 커패시터 뱅크는 고조파 필터링에 많이 적용됩니다. 전체 시스템.

전력 시스템의 배전 과정에서 용량성 부하를 생성하는 케이블 네트워크가 있습니다. 시스템 용량성 부하에서 전류 중단이 발생하면 충전되고 이 커패시터의 전하가 높은 과전압 생성과 함께 유전체의 재점화에 의해 회로가 손상되도록 노출됩니다.

변전소를 통해 큰 돌입 전류가 흐르기 시작하면 시스템은 보호 시스템에서 발생하는 결과에 직면하게 되며 또한 라인에 존재하는 전압이 약간 낮은 주파수에서 발진하기 시작할 때 스위칭하는 동안 부과됩니다. 그 크기는 심각한 위험을 유발할 수 있는 회로에 존재하는 피크 전압의 두 배가 됩니다. 이 기사에서는 높은 돌입 전류를 최소화할 수 있는 방법과 이에 대한 기본 권장 사항에 대해 설명합니다.

돌입 전류를 방지하기 위해 커패시터를 삽입하는 방법

돌입을 무시할 수 있을 정도로 최소화할 수 있는 방식으로 커패시터를 배치하는 두 가지 방법이 있습니다. 여기에서는 이 두 가지 방법을 하나씩 설명합니다.

단일 커패시터 뱅크 회로

첫 번째 시나리오

위의 회로를 단상 회로라고 가정해 보겠습니다. 용량성 회로를 위한 집중 소자를 가지고 있습니다. 그것은 회로의 저항이 대략 0이고 인덕터 L₁의 값이 대략 0이라고 가정하고 회로에 존재하는 1개의 커패시터와 2개의 인덕터가 있는 모든 중단에서 접점을 닫는 회로 차단기가 있습니다. L₂보다 큽니다. .

회로의 차단을 정의하기 위해 회로에 회로 차단기가 있습니다. 이 회로 형태를 절연된 커패시터 뱅크라고 합니다.

이 경우 전류는 회로 매개변수와 회로의 초기 상태에 따라 달라집니다. 커패시터가 시간 t0에서 전압 v0으로 충전되었다고 가정합니다. 전류는 식에서 계산할 수 있습니다.

여기서:
이 시나리오에서는 댐핑 전류로 인해 회로의 전체 전류가 감소하고 설정됩니다.

백투백 커패시터 뱅크 회로

두 번째 시나리오:
이 시나리오는 뱅크 투 뱅크 용량성 스위칭으로 알려져 있으며 이에 대한 다이어그램을 살펴보겠습니다.

이 경우 두 개의 커패시터와 두 개의 인덕터가 있습니다. 차단기가 차단된 상태에서 닫힐 때 b-b' 지점에서 절연 파괴가 발생하면(즉, 차단기의 두 접점에서 전압 차이) 전류의 표현은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
위치:
이 전류는 회로에 존재하는 피크 전류의 약 10배가 될 수 있지만 이것은 전류는 하나의 커패시터(로컬)에만 영향을 미치고 시스템의 나머지 부분은 안전합니다.

높은 돌입 전류를 방지하는 단계

다음은 이 높은 돌입 전류를 제거하기 위한 몇 가지 권장 사항입니다.

1. 저항으로 인해 전류가 어느 정도 활용되므로 회로에 저항이 있어야 합니다.
2. 추가 리액턴스를 배치하면 시스템에 추가 에너지 손실이 발생하고 커패시터 효과가 감소하기 때문에 시스템에 추가 리액턴스를 배치할 수 있습니다.

동기식 전환

차단기 접점 사이의 유전체 파괴로 인해 높은 과전압이 발생한다는 것을 알고 있으므로 이 문제를 영구적으로 제거해야 합니다. 따라서 높은 과전압 문제를 제거하려면 중단 상황에서 회로 차단기가 닫힐 때 CB 접점 사이에 전압 차가 없어야 합니다.

플러스와 마이너스 요소가 항상 존재하기 때문에 이상적인 상황에 도달할 수 없으므로 동기식 전환이 해결책 중 하나입니다. 그래서 센서를 이용하여 모든 뱅크를 동기 뱅크로 변환할 수 있는 SmartClose Capacitor 스위치라는 이름으로 디바이스를 제작하게 되었습니다.

SmartClose 스위치의 기능 및 작동 .

전압 파형을 감지하는 6개의 전압 센서가 있습니다. 각 인터럽터의 커패시터 측과 소스 측 모두에서. 별도의 커패시터 뱅크 컨트롤러에서 닫기 명령을 내리면 각 차단기의 전압 차이가 0일 때 SmartClose 커패시터 스위치가 각 차단기를 독립적으로 닫고 SC(SmartClose)에 닫기 명령이 내려지면 0 전압 닫기가 시작됩니다. 모든 회로.

각 커패시터 뱅크의 별도 컨트롤러가 커패시터 뱅크가 필요한 시기를 결정합니다. SmartClose 스위치는 이를 파악하고 자동으로 동기식 닫기로 모든 작업을 수행합니다.