En quines condicions no seria aplicable l'esquema de compensació del condensador pur?

En els sistemes de distribució d'energia industrials i comercials, la compensació de potència reactiva és un mitjà important per millorar el factor de potència, reduir les pèrdues de línia i millorar la qualitat de la tensió. L'esquema tradicional de compensació del condensador pur s'utilitza àmpliament a causa de la seva estructura senzilla, baix cost i facilitat de manteniment. Tanmateix, a mesura que la contaminació harmònica a la xarxa elèctrica es fa cada cop més severa i les característiques de càrrega es tornen més complexes, la compensació del condensador pur ja no és aplicable en moltes situacions i fins i tot pot causar danys greus.

1. Condicions de treball amb contaminació harmònica severa

Aquesta és la condició de funcionament prohibida més típica i arriscada per a l'esquema de compensació del condensador pur.

1. Principi: El propi condensador presenta una baixa impedància als harmònics (reactància capacitiva \\(X_c=\\frac{1}{2\\pi fC}\\), amb una freqüència més alta, la impedància és menor), mentre que la impedància del sistema mostra una reactància inductiva (reactància inductiva \\(X_l=2\\pi fL\\), amb una freqüència més alta, la impedància és més alta). Aquests dos poden formar fàcilment ressonàncies paral·leles o en sèrie a freqüències harmòniques específiques.

2. Perills: En cas de ressonància, el corrent harmònic a la freqüència de ressonància s'amplificarà diverses vegades o fins i tot desenes de vegades. Això donarà lloc a:

Sobrecàrrega i desgast del condensador: el corrent harmònic amplificat flueix al condensador, fent que el seu valor actual superi significativament el valor nominal, donant lloc a un sobreescalfament, protuberància, envelliment del medi aïllant i, finalment, provocant danys o fins i tot una explosió.

II. Condicions de treball amb fluctuacions ràpides de càrrega

1. Principi: la compensació del condensador pur normalment adopta el mètode de commutació "contactor + condensador". La velocitat de funcionament mecànic del contactor és lenta (cada operació de commutació requereix més de diversos centenars de mil·lisegons) i la commutació freqüent escurçarà la seva vida útil.

2. Perills: quan la càrrega de potència reactiva canvia ràpidament (com ara les màquines de soldadura per punts, les màquines d'estampació grans i les operacions d'arrencada-d'aturada de la grua), el mètode tradicional de commutació cíclica no pot fer un seguiment ni compensar-lo en temps real. Això donarà lloc a:

3. Compensació insuficient o sobre{1}}compensació: el factor de potència del sistema oscil·la molt entre els valors alts i baixos, i no s'estabilitza al valor objectiu.

4. Interrupció de l'oscil·lació: el controlador podria haver connectat un grup de condensadors, però la càrrega va disminuir de sobte i va provocar que el sistema s'hagués de sobre-volt. Llavors va haver de desconnectar immediatament aquest grup de condensadors. Aquest procés es va repetir una i altra vegada, donant lloc a un funcionament freqüent del contactor i un eventual dany.

5. Fluctuació de tensió: l'encesa i apagat seqüencial dels condensadors pot provocar canvis sobtats de tensió, que poden interferir amb els equips de precisió.

Abans d'escollir una solució de compensació de potència reactiva, és essencial realitzar una prova detallada de la qualitat de l'energia a la xarxa elèctrica (incloent la demanda de potència reactiva, l'espectre harmònic, les característiques de variació de càrrega, etc.). A partir de les dades mesurades, seleccioneu la solució més segura, econòmica i eficient per evitar problemes més greus a causa d'una selecció inadequada.