Конденсаторные установки для повышения коэффициента мощности - Экспериментальные данные о коммутационных процессах в конденсаторных установках

Коммутационные процессы в конденсаторных установках подвергались неоднократно не только теоретическому, но и экспериментальному исследованию. Особенно большое число экспериментов было произведено за последние 10—15 лет в связи со значительным повышением напряжения и мощности конденсаторных установок. Экспериментальному исследованию подвергались коммутационные процессы в конденсаторных установках напряжением до 110 кВ и мощностью до нескольких десятков тысяч киловольт-ампер реактивных при различных типах выключателей. Изучались процессы при включении и отключении как обособленных, так и параллельно работающих конденсаторных установок. При одной серии испытаний иногда производились сотни включений и отключений.
Описания этих экспериментов и сделанные выводы изложены в большом числе (статей, перечисленных частично в указателе литературы к гл. 3. Ниже приведены (некоторые данные, полученные в результате испытаний.
Протекание переходных процессов зависит в числе других факторов от типа и конструктивных данных выключателя. В тех случаях, когда производится серия испытаний с выключателями различных типов, результаты испытаний приводятся обыкновенно для каждого типа выключателя в отдельности.
При испытаниях зарегистрированы кратности перенапряжений и бросков тока, время, требующееся для гашения дуги, и относительное число отключений, сопровождающихся повторными зажиганиями. Эти характеристики зависят от вида диэлектрика, применяемого в выключателе (масло или воздух), устройств для гашения дуги (масляное дутье, магнитное дутье и т. п.), от скорости расхождения контактов, от наличия пусковых сопротивлений и других данных выключателя. В частности, сравнительно хорошие результаты отмечены неоднократно при испытаниях конденсаторных установок с воздушными выключателями [Л. 3-7 и 3-19]. Особенно подходят для отключения конденсаторных установок вакуумные выключатели, в которых не наблюдаются повторные зажигания [Л. 3-5, и 3-7]. Таким образом, данные, полученные при испытаниях конденсаторной установки с одним типом выключателя, могут лишь частично определять результаты применения выключателя другого типа в такой же установке.
Характеристики переходных процессов зависят и от мощности конденсаторной батареи, схемы соединения фаз в ней (треугольник, звезда с изолированной нейтралью или звезда с заземленной нейтралью), параметров сети (ее напряжения и мощности короткого замыкания в точке присоединения батареи) и от того, производятся ли коммутационные операции с обособленной или с параллельно работающей батареей. По данным одной серии испытаний, время, требующееся для гашения дуги при отключении обособленной батареи, пропорционально мощности батареи. Только при большой скорости расхождения контактов (4,4 лг/сек) это время резко снижается, составляя около 0,0015 сек, и не зависит от мощности батареи [Л. 3-9].
По данным той же серии испытаний, наличие второй включенной батареи, присоединенной параллельно отключаемой, увеличивает относительное число отключений с повторными зажиганиями и притом в тем большей степени, чем больше мощность второй батареи.
Например, при отключении обособленной батареи 14,4 кВ, 11 000 кВАр повторным зажиганием сопровождалось 9% отключений. При наличии второй включенной батареи ВО кВАр это число увеличилось до 33%, а при мощности последней батареи 8 000 кВАр то же число дошло до 90%.
При отключении обособленной батареи многократные повторные зажигания (больше одного при одном и том же отключении) наблюдались только в виде исключения. При наличии параллельно работающей батареи повторные зажигания происходили одно за другим до 7 раз при одном и том же отключении. Только при большой скорости расхождения контактов (4,4 м/сек) отключение происходило без повторных зажиганий.
Кратности перенапряжений, наблюдавшихся при испытаниях, меняются в широких пределах. Например, в другой серии испытаний, производившихся с выключателями различных типов, зарегистрированы перенапряжения кратностью 1,1—4,0, а средние значения кратности, подсчитанные для каждого типа выключателя и каждой конденсаторной установки в отдельности, составили 1,1—2,2 [Л. 3-19].
В третьей серии испытаний производились включения и отключения конденсаторной батареи 34,5 кВ, 7 290 кВАр. В моменты отключения батареи неоднократно отмечалось срабатывание разрядников 4 кВ, установленных на подстанции, расположенной на расстоянии около 160 м от подстанции с конденсаторной батареей. Таким образом, коммутационные перенапряжения при отключении батареи распространялись по воздушной линии 34,5 кВ на другую подстанцию и трансформировались на ее сторону 4 кВ. Снятые осциллограммы показали, что максимальная кратность перенапряжений между фазой и землей составляла 2,06 на стороне 34,5 кВ подстанции с конденсаторной батареей и 2,75—на стороне 4 кВ другой подстанции, т. е. при распространении перенапряжения кратность его даже увеличивалась [Л. 3-10].
В четвертой серии испытаний производились включения и отключения батареи 25 125 кВАр при напряжении 69 кВ. Применение для этой цели обыкновенного масляного выключателя привело к большому числу повторных зажиганий при отключении. Кратность зарегистрированных перенапряжений доходила до 3,0. Переход к выключателю с пусковыми сопротивлениями снизил кратность зарегистрированных перенапряжений до 1,6 и обеспечил нормальную работу выключателя [Л. 3-12].