ЦАпацитор ФАИЛУРЕ AНализа: ТРОУБЛЕСХООТИНГ ЦАСЕ СТУДИ

Аутор: Томас М.. Процветао, П.Е. т.блооминг@иеее.орг, Еатон Електрични Ешвил, Северна Каролина

1.0 Увод

Прераду челика биљка доживљава необјашњиве кондензатор неуспехе и осигурач операције у аутоматски укључити банки кондензатора. Постројења ролнице и поцинкованог челичног лима за аутомобилску индустрију. Сваки проблем који омета производњу распоред утиче на крајњи. Са повећаним захтевима продуктивности, биљка не може приуштити да посвети човек-сати понављају проблеми. Биљних особље треба да реши проблеме чим се појаве, а не наставе да замени неисправан опреме или поново Гашење процеса.

Одржавање прихватљив фактор снаге је важно фабрике, јер је структура комуналних стопа укључује казну за низак фактор снаге. Рачуноводства јесте приметили смањење рачуна за струју, када се дода кондензатори, доказује да су дефинитивно доприносе доњој линији.

Због променљиве оптерећења на једном од постројења је 480 В аутобуса који су потребни корекција фактора снаге, биљних инжењери изабрао аутоматски пребацује кондензатор банку са четири променљивим корака. Када кондензатори и осигурачи у банци почели да не Елецтриц Билл повећана и да су погођени постројења процеси.

2.0 Електроенергетски систем

2.1. Опис система

Поједностављена једна линија дијаграм приказује делове електроенергетског система на који се односи овај папир је приказано на слици 1.

Слика 1. Једна линија Дијаграм система Повер

Прераду челика се служи у 13.2 кВ на крају радијалног надземног дистрибуције линије. Ова линија има релативно ниску МВА кратког споја за овом напонском нивоу. Кратког споја у МВА 13.2 кВ је 55 МВА са Кс / Р однос 2.99. Из мерења, постоје четири трансформатори служе различите делове биљке. Ови трансформатори се крећу од 1000 до 3000 кВА.

Један од трансформатора, a 13.2 кВ-480И / 277 В, 1500 кВА Делта-основана Вие с 5.6% отпор, служи 480 В аутобус где аутоматски укључује кондензатор банка је инсталиран. То је ова банка која је доживљава неуспехе кондензатор и осигурач операције.

Кондензатор банка садржи два 50 квар фиксне кораци и четири укључен корака 50 Квар сваки за укупно 300 лево. Кондензатори који чине сваки од корака је 16.67 лево, трофазни ћелије. Све Квар гледаност у 480 У. Ниједан од корака су конфигурисани као хармонијски филтери. Сваки 50 Квар група је заштићен сопственим скупом ограничење струје осигурача. Кораци у свитцх и ван службе аутоматски на основу фактора снаге корекцију алгоритма у банци.

Варијабилни кораци у банци су укључена помоћу електро-механички контактора. Контрола алгоритам пребацује кораке и како би се одржала фактор снаге циљну. Постоји кашњење при пребацивању, или додавање или уклањање кондензатора, да се избегне лов, претерана пребацивање у и ван корак.

Контрола алгоритам такође избегава укључивање у кораку року од једног минута након што је искључен. Ово омогућава да се расипа заробљени набој на мање од 50 В Пре него их поново прикључите. То се ради тако да се кондензатори нису фактора снаге казне. Ослобађање система укључен у када имају заробљену набој, капацитет није био проблем на овој што би могло да доведе до прекомерног свитцхинг сервиса. Мулти-корак, аутоматски укључити-банк повременото. је изабран због испрекиданог природе

Ова два ограничења омогућавају кратке периоде када није испуњен критеријум фактор снаге. О стању, међутим, укупна фактор снаге са становишта потражње гледишта се одржава изнад постављеног нивоа.

Оптерећење на ово 480 В аутобус укључује четири ДЦ дискове, служи из два изолације трансформатора (Два погона по трансформатора). Ови дискови раде повремено као процес захтева. Просечна оптерећење на главни 1500 кВА трансформатор је 550 Са највише 990 Током мерења. Дискови су једини значајни извори хармоника у аутобусу. Када су дискови црпе своју максималну струју, они могу чине око 40% оптерећења аутобуске. То се не дешава често, међутим.

Са корекцијом фактора снаге кондензатора, Прерађивачкој Жељезаре користи од подршке напона поред уштеди трошкова због смањења многе од оптерећења на овом аутобусу.

2.2 Опис проблема

Прераду челика је имате проблема са аутоматски пребацује банки кондензатора неко време пре него што је истраживао проблем. Проблем није откривена одмах, јер банка није редовно проверава. Проблем је први пут приметио у струју. Стална на лицу места за праћење можда откривена проблем раније.

Природно Први акција је да се једноставно замени прегореле осигураче које су пронађене. Је касније приметио да су неки кондензатор ћелије, такође, није. Они су замењени. Када су проблеми и даље постоје детаљан преглед је предузета.

У време мерења, неки осигурачи су ваздух, а неки кондензатор ћелије није успео. Осигурачи у променљивим Степс 1 и 4 су бловн и један од три 16.7 лево (трофазни) ћелије у кораку 3 није тако корак није успео 3 Само је снабдевање 33.3 Квар него њена номинална 50 лево.

Нема очигледан узрок је примећен током мерења које су извршене. Или је проблем био због кумулативног ефекта током времена, или је то био проблем који испрекидани не јављају током мерења.

Чињеница да се неуспеси не јављају у току мерења су даља анализа је потребно да се утврди узрок проблема. Уколико је дошло до пропуста током мерења, подаци мерења у време пропуста могао бити анализиран и узрок може бити утврђено много раније.

3.0 Повер Систем Мерења

3.1 Хармоника резултата мерења

Могући узроци за кондензатора пропуста и осигурач операција обухваћених прекомерне хармоници и таласи (пренапони). Мерења су обављена квантификовати хармоника напона и струја у кондензатора у циљу проучавања дали хармоници су узрок неуспеха. Монитор Повер користи за ових мерења ће се ухватити транзијената ако су да се догоди. Мерења су извршена на другим деловима електроенергетског система, укључујући ДЦ дискова који су познати да изазове хармоници, као део ширег напора студија.

Просечне вредности за укупне хармоника напона (ТХД) и РМС, основни, и хармоника напона на банки кондензатора са различитим конфигурацијама Квар корак приказани су у табели 1. Све конфигурације такође укључују 100 остаје фиксиран корак. Све вредности дате су трофазни просеци. Свих хармоника дати у процентима фундаменталних.

Вишег реда чак хармоници као што 8^ог, 10^ог, 12^ог, 14^ог, и тако даље нису нормално пријављено, али су у овом случају. То је учињено да се истражи могући хармоничну резонанцу стање близу тих фреквенција.

Просечне вредности за текућу ТХД и РМС, основни, и хармоника струје које теку у кондензатору банци са различитим конфигурацијама Квар корак приказани су у табели 2. Све конфигурације такође укључују 100 остаје фиксиран корак. Све вредности дате су трофазни просеци. Свих хармоника дати у процентима фундаменталних.

Просечне вредности за текућу ТХД и РМС, основни, и хармоника струје које теку у неколико других важних локација приказани су у табели 3. Све вредности се трофазни просеци. Свих хармоника дати у процентима фундаменталних. За ДЦ дискова, Сви подаци се представља у току периода значајног оптерећења. Време када су дискови нису послују није укључен у податке погонском.

Табела 1. Кондензатор напона Мерење Преглед

Табела 2. Кондензатор Тренутни Мерење Преглед

Табела 3. Лоад мерење струје Суммари

Мерења показују релативно висок, али није необично, нивои хармоника које производи ширину импулса модулираним (ПВМ) дискови. Поређења, на хармоници у кондензатору банке и трансформатора имају много већи од очекиваних нивоа 11^ог и 13^ог хармоника у односу на хармоника убризгава у систем уређаја. Ово указује на хармоничну резонанце стање. Овај феномен је више речи у одељку ИВ, Хармоника Анализа.

3.2 Трансиент резултата мерења

Током мерења било свега неколико значајнијих транзијенти измерити, ниједна од којих би се очекивати да ће изазвати проблеме. Највиши напон пролазно је 1.74 Јединица. Ниједан од прелазних са знатно високим напоном трајао више од 50 μсец.

Једини напона транзијенти које су имале одговарајуће повећање у актуелном било неких кондензатора транзијенти. Подсетимо се да је циљ да пронађе узрок осигурач пословања, као и кондензатор неуспеха. Стога струја је такође од интереса, не само напон. Једна од прелазних забележених је приказан на слици 7 а разговарали у Делу ВИ.

4.0 Хармоника Анализа

ИЕЕЕ Стд 519-1992 [2] разматра могуће ефекте хармоника на кондензатора. Делови Одсјека 6.5 овог документа су представљени у наставку:

Главна брига које произилазе из употребе кондензатора у електроенергетском систему је могућност системске резонанце. Овај ефекат намеће напона и струја које су знатно веће него што би био случај без резонанце. Реактанса кондензатора банке опада са фреквенцијом, и банке, стога, делује као лавабо за вишим хармоника струја. Овај ефекат повећава грејања и диелектрична напрезања. Резултат повећаног стреса грејања и напона изазваног хармоника је скраћени кондензатор живот.

Додавање кондензатори ће изазвати енергетски систем бити подешен на одређену хармоника. Ово је познато као паралелна резонанца измедју кондензатора и извора (укључујући трансформатор) индуктанца. Паралелни резонанца представља високу импедансу за убризгавају хармоника на или близу резонантне фреквенције. Ово не треба мешати са серије резонанцом, која се користи у Хармонични Филтери да представе ниске импедансу на одређеној фреквенцији да се уклони та фреквенцију из система.

Ако паралелни резонантна фреквенција је у близини убризгавају хармоника фреквенције унутар фабрике, напони и струје у тим фреквенцијама ће бити појачан. То је вероватније када кондензатор банка замењен банка са више корака, јер постоји неколико могућих резонантне фреквенције. Резонанца може довести до повећања хармонијских проблемима и може да доведе до неуспеха кондензатор.

Прорачуни су изведене да процене резонантне фреквенције електроенергетског система са различитим нивоима капацитивност он-лине. Ресонант Фрекуенци система, на секундарном трансформатора, може бити процењен следећом формулом. х је подешен хармонијска система, КсЦ је капацитивни импеданса свих кондензатора повезаних са секундарном аутобус трансформатора, и КсL је индуктивни импеданса трансформатора (Плус примарни извор индуктивно Импеданце, ако је на располагању).

Информације за трансформатор #3 је као што следи: 1500 кВА, З = 5,6%, 13.2 кВ-480И / 277 В. Коло МВА кратак 13.2 кВ нивоу (примарна трансформатора) је 55 МВА са Кс / Р однос 2.99. Резонатни Прорачуни фреквенцијски дала резултата приказаних у табели 4.

Хармоника импеданце скенира су приказани на слици 2. Ови скенови показују импедансу у опсегу фреквенција за три конфигурације система. Први конфигурација је без кондензатора и филтера повезан са трансформатором секундарни. Друга конфигурација је са 150 Квар он-лине, као што је био чест случај током мерења. Трећа цонфигуратионис са 150 Квар кондензатор банка замењена а4.7^ог Хармониц Филтер.

Табела 4. Ресонант Фрекуенци Калкулације

Импеданса скенира се обављају без биљних оптерећења су повезани са системом за најгорем случају анализе. Повезани оптерећења имају тенденцију да влажну, и благо алтер, систем је импеданса скенира од заокруживања (спуштање), и евентуално нешто креће, врхови у завери. Сврха импедансе скенирања је да се идентификују могући систем резонантне фреквенције. Да би се ове фреквенције до истиче јасније, анализа је обављена без повезивања биљне оптерећења на систем.

Висока импеданса на датом фреквенцији потребно да се сви хармоника струја убризгава у систем на тој фреквенцији проузрокују већу изобличења волтаже него убризганих струјама из исте величине на различитим фреквенцијама. Хармоника резонанце проблеми јављају када се хармоника струја убризгава у фреквенцијама са високим отпором.

Слика 3 показује могуће увећање хармоника фреквенција због присуства кондензатора банке или филтер банке односу на има ни. У импедансе система са банки кондензатора и са филтером је подељен импедансе система са нити. Опет, без присуства отпорних оптерећења да обезбеди пригушења, Ово је најгори случај анализа.

Слика 2. Импеданса Версус хармоника Фреквенција

 

Слика 3. Увећање Версус хармоника Фреквенција

Присуство кондензатора банке јасно појачава низ хармоника. Карактеристичне хармоници од шест-импулса уређаји укључују 5^ог, 7 , 11 , 13 , 17 , 19 , итд, у смањењу износа. Међутим, током мерења на лицу места кондензатора и главне 1500 кВА трансформатор су носили знатно више 11^ог и 13^ог хармоника струја од 5^ог и 7^ог. То се догодило упркос знатно већи 5^ог и 7^ог хармоника цуррент ињекције. Ово се може објаснити подешавањем система са кондензаторске он-лине. Јасно је да постоји неки степен хармоничног резонанце у овом систему.

Осим малог опсега фреквенција (због паралелном резонанце филтера) Филтер би тенденцију да се смањи хармонично импедансе у односу на систем, без икаквих кондензатора. Филтер је подешен испод најниже фреквенције карактеристичног хармонијској продукцији шест-импулса дискова да би избегли било какве појачати хармоника струје произведене у погонима.

Слика 4 показује лине-то-лине напон и укупних текућих у кондензатор банке са 150 Квар он-лине, забележен током мерења. Ови рефлектограма показати шта струје и напона таласне форме могу изгледати у резонантне стању. Имајте на уму да постоје додатни фреквенције ридинг он 60 Хз рефлектограма, посебно таласни облик струје.

С 150 Квар он-лине, Прорачуни процењују на одјек у приближно 11.1^ст хармоничан. Фреквенције неар овој хармоника могу такође бити појачан. Таласни облик струје показује јак 11^ог и 13^ог хармоника компоненте надређена 60 Хз. Резонанца може идентификовати у вавеформ бројањем броја пикова због резонантне фреквенције које се одвијају у једном 60 Хз циклус. То је нешто мање јасна у овом случају, јер обоје су 11^ог и 13^ог секундарне фреквенције, али може рачунати 11 "доминантна" врхове у једном 60 Хз циклус.

Слика 5. Хармоника Тренутни Спецтрум са слике 4

Слика 5 показује хармоника спектар обрачунава за струје у слици 4. То јасно показује доминантан и 13 хармоници упркос чињеници да терет хармоницпродуцинг генерише више 5^ог и 7^ог хармоника струја.

Детаљна анализа хармоника студирање како хармоника филтера може да смањи ниво хармоника и дизајнира такав филтер није извршена због накнадних открића.

Иако нису пронађени хармоници да буде узрок проблема у кондензатору банци, кондензатори су изазивали хармоничну резонанце ситуацију. Из тог разлога, или ако хармоници постају проблем у будућности, препоручено је да, уколико је на другом мјесту је потребно корекција фактора снаге у постројењу, где је било мање-хармоника производњу оптерећења, било би добро да се овај кондензатор банку у тој области. Онда би требало да буде замењен банке конфигурисан као хармоничан филтер.

Друга могућност, не истражују у овој студији, би да се "де-Туне" кондензатор банци. То не би подешавање банка за филтрирање хармоника, али да ће појачати да избегне наношење хармоничну резонанцу. Додатак на де-тунинг реактора би такође смањило прелазни скок напона током кондензатора.

5.0 Испитивање неуспелих опреме

5.1 Увод

У случајевима као што је овај, анализа пропалог опреме често доноси вредне трагове и овај случај није изузетак. Осигурачи који су очистили су Кс-раиед утврдити узрок њиховог рада. Овај рендген послат произвођачу осигурач за испитивање. Фаилед кондензатор ћелија је испитана од стране произвођача.

5.2 Кондензатор испит

Произвођач кондензатора се да диелектрични флуид у пропалог кондензатор био готово црн од угљеника депозита. Царбон депозити су узроковане пражњење које опекотине или разбија диелектричног материјала.

Интерни пражњења (или крваре-офф) отпорници (захтева Натионал Елецтриц Цоде [3] испуштања кондензатори ратед 600 В и ниже до 50 В или мање од једног минута) Утврђено је да су картице везе спаљен и искључен. Није јасно да ли је то био узрок или последица неуспеха.

Да бисте проверили пражњења кондензатора у отпорника који нису пропали, неколико добрих кондензатора су искључени из система, након што је био он-лине. Напони су затим праћени да видимо да ли су кондензатори испразне правилно. У сваком случају, кондензатори празнити правилно указује на то да су и даље прикључен на резистора пражњења и раде свој посао.

Неколико добрих кондензатори су уклоњени из службе у циљу провере своје капацитет. У свим случајевима капацитет је био веома близу очекиване вредности.

Произвођач предложио два могућа узрока за неуспехе: прекомерни хармоника Струја и пренапона условима због повремена везе. Прекомерно хармоника струја може бити због погона или резонантне стању. Интермиттент веза може оставити заробљено накнаду на кондензатор што може резултирати тежим свитцхинг прелазне (виши пренапони) када је напон поново наноси. То је разлог зашто треба бити опрезан када се ручно пребацивање кондензатора. Када корак је ручно искључена је треба оставити на најмање један минут за то да се изврши у 50 В или мање. Ово говори се у поглављу ВИИ, Кондензатора Транзијенти.

5.3 Осигурач Позадина

Кондензатор осигурачи у овом случају су ограничење струје осигурачи. Коришћење ограничење струје осигурача за заштиту кондензатора је уобичајено на ниском напону, али се обично не ради са средњим или високим кондензатора напон (4160 В и виши) због трошкова.

Ограничење струје осигурачи могу избије на два начина: преоптерећење и кратак спој, по речима произвођача осигурача. Инжењера консултаната Повер такође позивају ова два догађаја оверцуррент и импулс енергије (Ја²Т).

Натионал Елецтриц Цоде [3] дефинише на следећи начин преоптерећење:

Рад опреме у више од нормалне, пуним оптерећењем рејтинг, или диригент у више од номиналне ампацити који, када је траје довољно дужину времена, би проузроковало штету или опасне прегревања. Грешка, као што је кратког споја или терен грешке, није Оверлоад.

Оверлоад је струја која је обично "између једне и шест пута нормалног садашњем нивоу." [4] Осигурач радиће, или јасна, ако преоптерећење је присутан на одређено време на основу свог времена-струја карактеристиком (ТЦЦ). Ако преоптерећење је врло кратак у трајању, осигурачи су генерално дизајнирани да то игнорише. На пример, мотора и трансформатора Инрусх енергизатион су нормални систем догађаји који узрокују високе струје за кратко време, а не би требало да осигурач за рад.

Кратког споја је "преоптерећења која премашује нормалну пуно радно оптерећење једног споја са фактором а много пута (десетина, стотине, или хиљаде) веће. " [4] За разлику од преоптерећења, кратак спој често узрокована грешком.

Натионал Елецтриц Цоде [3] дефинише Цуррент-ограничавања прекострујну заштитни уређај као што следи:

... Уређај који, Када прекида струје у садашњем ограничавања распона, ће смањити струја тече у окривио колу до величине значајно мање него добити на исти круг ако је уређај замењени са чврстим проводник упоредиве импеданце.

Ограничење струје осигурачи су дизајнирани да "ограничи Пеак струја грешке величину и смањити грешке временско трајање за бољу заштиту опреме." [5] Они могу прекинути кратког споја за мање од једне половине циклуса, пре него што струја би постигли природну тренутну нулу.

Ограничење струје карактеристике осигурачи, када је струја довољно висока за њих да раде у режиму ограничење струје, су описани њиховим И²Т вредности. Ја²Т је вредност која је пропорционална енергију (што би било И²Рт). Од отпора, Р, је константа унутар осигурача, перформансе осигурача изражава у смислу Ја (струја) и Т (време) варијабле. Често²т је наизменично енергијом, као што ће бити учињено у остатку овог рада.

"Постоје две врсте енергетске вредности - Минимум Мелт сам²Т и нека-путем и²Т. Минимална Мелт сам²Т је показатељ количине енергије неопходне да се топи елемент осигурач је. Лет-путем и²Т је показатељ количине енергије осигурач ће пустити да се грешке пре рада и клиринг струју. " [5]

Тип осигурача се користи за заштиту кондензатора банка је пуна тренутни опсег ограничавање осигурач. То значи да има ТЦЦ која му дозвољава да раде за преоптерећења, као раде у режиму за ограничење струје јаке струје кратког споја. Има одвојене елементе за обављање сваке од тих функција.

У оквиру осигурач је "М тачка" која се састоји од легуре која је дизајнирана да се топе и јасан за преоптерећења, али неће радити за кратких спојева. Такође постоји неколико "слабих тачака" или "слабе карике" које су дизајниране топе и јасно кратких спојева, али не за преоптерећења.

Уколико постоји проблем са прекомерном хармоници изазивање додатних стационарног стања струје, Ово би се очекивати да изазове М место да се топи и јасно. Ако постоји проблем са кратких спојева би се очекивати слабе тачке да се топе и јасно.

5.4 Осигурач испит

Како је поменуто раније, осигурачи који су очистили су Кс-раиед утврдити узрок њиховог рада. Овај рендген послат произвођачу осигурач за испитивање.

Слика 6 приказује Кс-раи оф шест од осигурача који очишћено. Ни у једном од шест осигурача урадио М спот јасно указује да преоптерећења није крив. У свим једног од шест упаљача, два, или три слабе тачке ситуацију. Ако је било кратког споја или квар у кондензатору банци, Сва четири слабе тачке би ситуацију.

Инжењер са произвођачем осигурача који су анализирали Кс-зраци изјавио:

Напомена како су 'М' мрље на линковима не истопи. Ово сугерише да је тренутна завршен 500% од осигурач рејтинга. Сада, нису сви слабе тачке су отворене. Ово указује на преоптерећење, Не кратка. Ставите два заједно & добијате нешто у величини 600%-800%. Хармоника треба додати само на ефекте грејања, не би главна брига.

Према подацима произвођача, the 100 Ограничење струје осигурача се користе за заштиту кондензатора Банка је имала минималну топљења И²т 5,000 A²сец и пик-пусти кроз сам²т 11,000 A²сец. То значи да за кратког споја која је имала И²т 5,000 A²сец, слабе тачке у осигурача почети да се топе и јасно. Све слабе тачке не би очекивало да обришете, међутим. За веома високом кратког споја, сви слабе тачке би се очекивало да обришете.

Јер, у свим осигурачима к-снимању, само један до три од четири слабе тачке ситуацију, ја²т догађаја који је изазвао осигурача да послује се очекује да буде између 5,000 и 11,000 A²сец.

На основу ових информација је сада јасно да је то био транзијенти које су изазивали осигурачи да обришете и, највероватније, кондензатори на пропаст. Део ВИИ, Кондензатора Транзијенти, испитује узрок су прелазне и јединствену ситуацију да проузроковао тешке неочекивано транзијенти да се догоди.

6.0 Фаилуре Аналисис

6.1 Осигурач Анализа

Мерења су показали да РМС Цуррент у свакој од осигурача не прилазе своју 100 А рејтинг. Подсетимо се да је сваки сет 100 Осигурачи штити 50 Квар група кондензатора. Пуна струјно оптерећење сваког 50 Квар група 60 A. Оцена је осигурач 166% номиналног пуне струје оптерећења. Када се користе брже класе осигурача, они се често величине још већи.

Фусе оцена је изабран како би се омогућило кондензатор прилива струје (који могу бити много већа од пуном оптерећењу) када се сваки корак је укључен у. То спречава осигурач из пословних током таквих нормалних системских догађаја.

Ако хармоници су изазивали прекомерно загревање у осигурача П тачка требало да ситуацију указује на устаљеног стања преоптерећење. То се није десило. Иако су кондензатори тону веома значајну количину хармоника, су хармоници нису узрок фитиљ операција.

Ако је било грешка у кондензатор кабинета, струја би требало да буде довољно висок да обришете све слабе тачке у везу са осигурачима. Доступна трофазна струја кратког споја у 480 В аутобус је 21.9 Ка и доступне линије-земља кратког споја је 24.6 кА, и с обзиром на једини извор и трансформатор импедансе. Пошто сви слабих тачака није јасно, грешка није вероватно узрок фитиљ операција.

Приближна струја која је изазвала осигурач да ради било 600-800 A (600-800% од 100 Осигурач) према произвођача. Ова струја би се развила из пролазног као што је цапацитор енергизатион.

Проблем је у томе, такође подаци мерења не садржи никакве пролазне догађаја који би се очекивало да изазове осигурачи да раде. Заправо, током мерења није било никаквих пропуста.

Пролазно таласни приказан на слици 7 је кондензатор енергизатион када 50 Степ Преостали 2 је под напоном са базом 100 Квар је већ у служби. Стационарног стања струје пре и после енергизатион су приближно 124 Анд 180 A, односно (60 По 50 Квар група). Врхунац струје у овом случају био је -1480 A. То је био највећи врхунац струја забележен током мерења.

Ја²Т повезан са 1480 Пеак је 793 A²сец. Укључујући следеће позитивне врх повећава И²т до 1058 A²сец. То су и испод 5,000 A²сек осигурач рејтинг за слабе тачке да почне да се топи.

Ова врста догађаја је анализирана у дубље у поглављу ВИИ рада, Кондензатора Транзијенти. На слици 7 Такође треба напоменути да одјек у таласни облик струје сличну оној на слици 4.

Укратко, подаци мерења није открио зашто су осигурачи ситуацију.

6.2 Кондензатор анализа

Кондензатори морају бити изграђен на толерисати напона и струје у више од својих оцена у складу са стандардима. Важећим стандардом за кондензаторе снаге је ИЕЕЕ Стд 18-1992, ИЕЕЕ стандард за шанта сназних кондензатора. [6] Додатне информације су дате у ИЕЕЕ Стд 1036-1992, ИЕЕЕ Водич за примену шанта сназних кондензатора. [7]

ИЕЕЕ Стд 18-1992 даје следеће дозвољене границе ванредне континуирано Оверлоад.

• 110% од ратед рмс напон
• 120% од номиналног напона пеак
• 180% номиналне рмс струја (номинална струја на основу номиналног квар и напона)
• 135% од номиналне реактивне енергије

Треба напоменути да су кондензатори често фузионишу наставку 180% од оцијенио РМС Цуррент тако 180% граница се обично не пришла.

Напони преоптерећења схорт тиме су наведени у ИЕЕЕ Стд 18-1992 и ИЕЕЕ Стд 1036-1992 и дати у наставку. Ови стандарди наводе да се може очекивати да видимо кондензатор 300 такви напонских у свог радног века.

• 2.20 Пер Унит рмс напона за 0.1 секунде(6 циклуса РМС фундаменталне фреквенције)
• 2.00 Пер Унит рмс напона за 0.25 секунде(15 циклуса РМС фундаменталне фреквенције)
• 1.70 Пер Унит рмс напона за 1 други
• 1.40 Пер Унит рмс напона за 15 секунде
• 1.30 Пер Унит рмс напона за 1 минут
• 1.25 Пер Унит рмс напона за 30 записник
• Старији стандард, ИЕЕЕ Стд 18-1980 Такође је обухватао следеће дозвољене скок напона.
• 3.00 Пер Унит рмс напона за 0.0083сецондс (½ циклус РМС фундаменталне фреквенције)
• 2.70 Пер Унит рмс напона за 0.0167сецондс (1 циклус рмс фундаменталне фреквенције)

Ниједан од ових одступања су премашили током мерења.

7.0 Кондензатора Транзијенти

7.1 Преглед

Кондензатора пролазно је нормалан систем догађај који може да се јави кад год је под напоном кондензатор. То пролазно настаје због разлике између напона система и напона на кондензатору. Основна карактеристика кондензатора је да напон на њих не можете да промените тренутно. Ако кондензатор је на нултом напону и систем напон примењује се на њега, напон систем ће бити срушена до скоро нулу тренутно.

Онда ће бити кондензатор Ударна струја као кондензатор оптужби. Напон на кондензатору ће онда опоравити и промашите напона система, а потом осциловати око системског напона. Могуће је за то оверволтаге да достигне 2.0 Јединица (двапут напон Пеак систем) ако кондензатор је иницијално ненаелектрисан. Систем пригушења (отпорност) Обично, ови преконапонска испод теоријског врха.

Кондензатор напон ће наставити да осцилира око 60 Хз основну фреквенцију, са осцилације постепено се пригушене напоље, обично у оквиру циклуса. Магнитуда пролазног и његова карактеристика осцилација фреквенција ће зависити од карактеристика електроенергетског система реч.

Слика 7. Измерена кондензатор Енергизатион Прелазни

Магнитуда прелазног ће варирати у односу на две варијабле у време пребацивања.

Ове променљиве су иницијални напон на кондензатору (клопци пуњење, обично близу нуле да кондензатор је дозвољено да испуни) а тренутна систем напон у време пребацивања. Већа разлика између ова два напона, већа величина пролазног. Најгори случај пролазне ће се десити када напон систем на врхунцу напона, а ту је у замци напуњена кондензатор вршне система напона на супротној поларитета.

Подсетимо се да је Национална електроенергетска број захтева отпорника да испуни кондензатори ратед 600 В и ниже до 50 В или мање од једног минута. Контрола алгоритам у кондензатору банци избегава укључивање у кораку року од једног минута након што је искључен. Дакле, у нормалном раду требало би да постоји врло мало заробљени пријаву о кондензатора при пребацивању.

Ако пролазно напон довољно висок кондензатор могао одмах пропасти. Ако не, кумулативни ефекти прелазног напона (већа од пеак системског напона) може истаћи изолација до тачке неуспеха током времена. Пролазне струје ће изазвати велику И²Т нивои

Слика 8. Кондензатор Енергизатион Прелазни (Сим.) Но приор накнада за Цапацитор, Ја²Т = 1,857²сец

7.2 Кондензатор Енергизатион Симулације

Кондензатор енергизатион симулације су изведене из два разлога. Догађаја који је изазвао кондензатор неуспехе и осигурач операције није дошло током мерења и испитивања указују да осигурача транзијенти су вероватно узрок. Подаци из прераде челика електране систем је коришћен за симулацију неке кондензатора догађаја под различитим условима.

Слика 8 приказује енергизатион од 50 Квар кондензатор корак без накнаде заробљен и без других кондензатора корака у служби. Енергизатион догодила у врхунцу напона система. Ово трансиентхад ан И²т 1,857 Сец.

Без икакве накнаде на кондензатора прећи у круг, ја²т вредности су испод 5,000 A²сец, Минимум Мелт сам²т вредност осигурача користи за заштиту кондензатора. Ово је, наравно, Очекивани резултат. Ако ово не би био случај, осигурачи би редовно раде за заједнички систем догађаје.

Слика 9 приказује енергизатион од 50 Квар кондензатор корак са заробљен задужени и без других кондензатора корака у служби. Енергизатион догодила у врхунцу напона система. Овај прелазни имао и т о 5,661 Сец.

Слика 9. Кондензатор Енергизатион Прелазни (Сим.) Пре пуњења на Цапацитор (-300 У), Ја²Т = 5.661²арец

 

7.3 Бацк-то-бацк ​​кондензатора

Друга врста кондензатора пролазног зове бацк-то-леђа свитцхинг. То је када други кондензатор се укључује у непосредној близини претходно напоном кондензатор. У овом случају брзо пролазна јавља као два кондензатори деле накнаду међусобно и доћи до истог напона. Затим, ту је још једна пролазна као пар кондензатора проузрокује напон осцилира око 60 Хз фундаментални напон, као што је описано горе, као да су један кондензатор банка.

Слика 10 приказује енергизатион од 50 Квар кондензатор корак са заробљен накнаде и са 150 Квар других кондензатора корака у служби. Енергизатион догодила у врхунцу напона система. Овај прелазни имао И²т 5,178 A²сец. Време скала за слици 10 је у великој мери од тога зумирати у бројкама 8 и 9. То је учињено како би се боље покаже вишу фреквенцију почетну повременото.

Слика 10. Бацк-то-бацк ​​кондензатора (Сим.) Пре пуњења на Цапацитор (-350 У), И2т = 5.178 А2сец

7.4 Траппед Цхарге

 

Симулације су изведене да се утврди да ли ће кондензатора транзијенти могао да доведе до неуспеха. Резултати симулација указују да би кондензатора транзијенти генеришу висок сам довољно²Т нивоа да изазове осигурачи да раде. То је било једино тачно да није било висок ниво заробљена доплату на кондензатор корак прећи у и напона систем је био близу врхунцу у време пребацивања.

Са високим нивоом заробљен накнаде током пребацивања, кондензатор напони могу да достигну и више 2.0 Јединица. Ови нивои можда неће изазвати кондензатори одмах не, али може да доведе до кумулативно деградација Цапацитор Диелецтриц, на крају довело до неуспеха.

_Ја²

Чак и са најгорим условима предмета, ови нивои Т неће достићи пик пропусности И²т осигурача. Резултати симулација су стога у складу са чињеницом да нису сви слабе тачке у било којем од осигурача очишћено.

Са овим информацијама, Биљне електричари заменили контактора који су веровали да повремено брбљање. Када су проблеми и даље постоје, су електричари посматрао рад кондензатора и на крају заменио контролној табли у кондензатору банци. Од тада није било никаквих пропуста кондензатора или осигурача операције у банци.

 

Референце

[1] "Електрични Транзијенти ин Повер Системс,"Друго издање, Аллан Греенвоод, © Јохн Вилеи & Синови, Инц. 1991.

[2] ИЕЕЕ Стд 519-1992, "ИЕЕЕ препоручене праксе и услови за ХармоницЦонтрол у електроенергетским системима,"© ИЕЕЕ, Инц. 1993.

[3] НФПА 70, Натионал Елецтриц Цоде, 1999 Издање, © Национална асоцијација Противпожарна заштита, Инц. 1998.

[4] "СПД Електрична заштита Приручник - Избор заштитних средстава на основу Натионал Елецтриц Цоде,"© Буссманн, Цоопер Индустриес 1992

[5] "Дистрибутивни систем ОВЕРЦУРРЕНТ ПротецтионВорксхоп - Курс Напомене,"© Цоопер ПОВЕРСИСТЕМС, Инц. 1996.

[6] ИЕЕЕ Стд 18-1992, "ИЕЕЕ стандард за шанта сназних кондензатора,"© ИЕЕЕ, Инц. 1993.

[7] ИЕЕЕ Стд 1036-1992, "ИЕЕЕ Водич за примену шанта сназних кондензатора,"© ИЕЕЕ, Инц. 1993.

 

Биографија аутора

Томас М.. Процветао, П.Е. је виши инжењер Производ Примена за Повер Куалити дивизије Еатон Елецтрицал. Том добио Б.С. електротехнике са Универзитета Маркуетте, М.Енг. у Електроенергетски из Ренсселаер Политехничком институту, и М.Б.А. од Келлер Градуате Сцхоол оф Манагемент. Том ради у Повер Фацтор Цоррецтион групе Еатон Елецтрицал (Квалитет електричне енергије дивизија). Он води апликација питања која се односе на корекцију фактора снаге кондензаторских, хармонијски филтери, статицсвитцхед кондензатора, и активни хармонијски филтери, као и питања колико Повер Куалити-релатед. Том раније радио у Цутлер-Хаммер инжењерских услуга & Системс (ШАХ) Група и пружа клијентима са Електроенергетски стручности, фокусирајући у области квалитета електричне енергије и поузданости. Том је извршена мерења и бројне студије. Додатно, Он је објавио техничке радове и научио инжењерских радионице и семинаре о питањима квалитета електричне енергије.