Schutz der Kondensatorbank:

TDer Strom der Schutzsicherungen sollte als I_f≅2I_n gewählt werden.

51 Relais sollte mit einer Verzögerung von 0,1 Sekunden zwischen 4-6In (Kurzschlussschutz) gesetzt werden

50 Relais sollte mit einer Verzögerung von 4 Sekunden für 1.3In (Überlastschutz) gesetzt werden

Es wird empfohlen, das 50N-Relais mit einer Verzögerung von 4 Sekunden bei der Einstellung von 0,05In (Überlastschutz) einzustellen.

Der Wert des Widerstands R (kΩ), der über den Kondensator geschaltet werden muss, um die Spannung der Kondensatorbatterie mit einer Kapazität von C (μF) nach 10 Minuten (600 Sekunden) auf unter 75 V zu senken, kann wie folgt berechnet werden:

 

Berechnung des Einschaltstroms (I_C), wenn eine einzelne Batterie an den Stromkreis angeschlossen ist

• - U: Phase-Neutral-Spannung (V)
• - Xc: Phasenneutrale kapazitive Reaktanz (Ω)
• - XL: Gesamte induktive Reaktanz zwischen Batterien (Ω)
• - Q; Q_1; Q_2: Batterieleistungen (kVAr)
• - S_SC: Kurzschlussleistung (kVA) an der Anschlussstelle der Kondensatoren
• - I_N : Nennstrom (A_rms) der Batterie
• - I_SC : Kurzschlussstrom (A_rms) am Anschlusspunkt der Kondensatorbatterie

 

Der Wert der mit dem Kondensator in Reihe zu schaltenden Induktivität, um den Einschaltstrom auf I_C ≤100I_N zu begrenzen:

Beispiel:

Gegeben als:

Q=200 kVAr U=5000 V f-f

S=1000 kVA Z=5%

Einschaltstrom I_C =I_N √(2 S_SC/Q)

I_N=Q/(√3.U)=200/(√3 x5)=23 A_rms

S_SC=S/Z_SC =1000/(5/100)=20.000 kVA

I_C=23√(2 20.000/200)=325 A kleiner als 100 x 23 A

Einschaltstromdrossel nicht erforderlich.

 

Berechnung des Einschaltstroms (I_C), wenn (n+1) Anzahl von Kondensatorbatterien parallel geschaltet sind:

 

Wenn (n) Batterien mit Energie versorgt werden, wird die (n+1)-te Stufe mit Energie versorgt.

 

Q (kVAr) : Leistung einer einstufigen Batterie

U (kV) : Netzspannung (Phase zu Phase)

ω (rad/s) : 2πf

C (μF) : Kapazität des Kondensators

I (μH/m) : Induktivität von Schienen und Kabeln zwischen den Batterien

f_r (Hz) : Resonanzfrequenz

L (μH) : Einschaltdrossel in Reihe mit der Batterie geschaltet

I_C (A): Der Spitzenwert des anfänglichen Ladestroms

I_N (A_rms) : Nennstrom der Batterie

 

Q =U^2.C.ω= √3.U.I_N

I_C= √(2/3)U.n/(n+1).√(C/I)

f_r=1/(2π√(I.C))

 

Der erforderliche Reaktor, um den Ausdruck I_C≤100I_N zu erfüllen:

L (μH)=(2.10^6)/3 x Q/(2πf) x (n/(n+1))^2 x 1/((I_C )^2)

 

Wenn eine Einschaltdrossel (L) hinzugefügt wird,

I_C= √((2x10^6)/3 x Q/(2πf) x (n/(n+1))^2 x 1/L )

 

 

Beispiel:

Für eine Kondensatorbatterie mit 0,5 𝜇H/m Induktivität, 5 Meter Höhe, U=5000 V (Phase zu Phase) mit (n+1) = 3 Stufen, von denen jede Q = 200 kVAr Leistung hat;< /p>

- I_N=Q/(√3U)=200/(1,73 x 5) = 23 A_rms

C= √3(U x I_N)/(U^2 x 2πf) = 1,73(23 x 5000)/(5000^2,314)=25,3x10^-6

C=25,3 μF

Einschaltstrom I_C=√(2/3)U x n/(n+1)√(C/I)

 

- I_C = 0,81 x 5000 x 2/3 √(25,3/(0,5 x 5)) =>

I_C=8589 A_p = 8,59 kA ≥ 100 x 23 A Drossel erforderlich!

 

- Reaktorinduktivität L(𝜇H)

L ≥(2 x 10^6)/3 x (Q.10^(-3))/ω x (n/(n+1))^2 x 1/((I_C )^2)< /p>

= 2x10^6 x 0,2/(2π50)(2/3)^2 x 1/(8590)^2 = 7,67 μH

 

Wenn statt 7,67 𝜇H eine Drossel mit 50 𝜇H angeschlossen ist, beträgt der Einschaltstrom:

I_C=√(2/3) x 5000 x 2/3 x √(25,3/50) = 1935 A_p

 

- Resonanzfrequenz f_r = 1/(2π√(L.C))

 

Berechnungen zu Kondensatorbänken:

In Kondensatoren I_max=1.3 I_n

• V_max=1.1 V_n - 12 Stunden / Tag
• V_max=1.2 V_n - 5 min
• V_max=1.3 V_n - 1 min

Wenn eine Kondensatorbank mit einer Leistung von Q (kVAr) an ein System mit einer Kurzschlussleistung von S_sc (kVA) angeschlossen wird, beträgt die Resonanzfrequenz:

 

• S: Leistung (kVA) des Transformators, der den Kondensator versorgt
• S_SC: Kurzschlussleistung (kVA) des Transformators, der den Kondensator versorgt
• Z_SC: Kurzschlussimpedanz des Transformators, der den Kondensator versorgt (%)

Bestimmung des Q_N des Kondensators, der erforderlich ist, um einem System mit einer Spannung von (U_s) eine kapazitive Leistung von Q_s bereitzustellen: