Punca, Ciri dan Kaedah Mengehadkan Arus Masuk Pensuisan Kapasitor

I. Punca Arus Masuk Pensuisan Kapasitor

Punca utama arus masukan pensuisan kapasitor ialah kapasitor ialah komponen penyimpanan tenaga, dan voltan merentasi terminalnya tidak boleh berubah secara mendadak. Pada saat dihidupkan, ia bersamaan dengan "beban kapasitif yang tiba-tiba disambungkan ke litar" dengan galangan gelung yang sangat rendah, mengakibatkan kesan arus besar serta-merta. Syarat-syarat khusus diperincikan seperti berikut:

 

1. Pensuisan Pertama (Keadaan Tidak Bercas): Pada saat operasi pensuisan pertama kapasitor, platnya berada dalam keadaan tidak dicas, dan voltan awal merentasi terminal ialah 0. Selepas menghidupkan pada masa ini, voltan sistem serta-merta digunakan pada kedua-dua hujung kapasitor. Oleh kerana voltan kapasitor tidak boleh berubah secara tiba-tiba, arus pengecasan serta-merta dijana dalam litar. Arus ini hanya dihadkan oleh jumlah impedans gelung (termasuk kearuhan talian, kearuhan kebocoran pengubah, dan rintangan siri setara ESR sendiri kapasitor). Oleh kerana galangan gelung setara adalah sangat kecil (hampir kepada keadaan litar-pendek) semasa dihidupkan, arus masuk yang besar dijana. Arus masuk maksimum biasanya berlaku pada saat menghidupkan (berkaitan dengan fasa voltan sistem; apabila voltan sistem menghampiri nilai puncak semasa menghidupkan, amplitud arus masuk lebih besar).

 

2. Pensuisan Semula-Tanpa Nyahcas Yang Mencukupi (Pensuisan Bercas): Jika kapasitor dihidupkan semula- tanpa nyahcas yang mencukupi selepas dipotong dan dikeluarkan daripada operasi, amplitud arus masuk pensuisan boleh mencapai dua kali ganda berbanding pensuisan pertama (keadaan tidak dicas). Sebab teras ialah selepas kapasitor dipotong, cas baki kekal pada plat (jika tidak dinyahcas, voltan baki adalah hampir dengan voltan fasa undian sistem). Apabila-dihidupkan semula, jika voltan sistem dan voltan baki kapasitor betul-betul berada dalam keadaan fasa bertentangan iaitu "magnitud yang sama dan arah bertentangan", beza potensi serta-merta merentas terminal kapasitor ialah dua kali voltan fasa terkadar, yang membawa kepada peningkatan mendadak dalam arus pengecasan dan dengan itu arus masuk arus yang lebih besar. Oleh itu, untuk mengelakkan kerosakan arus masuk yang besar pada peralatan yang disebabkan oleh pensuisan yang dicas, kapasitor mesti dinyahcas sepenuhnya (biasanya dilepaskan ke bawah voltan selamat melalui perintang nyahcas) sebelum dihidupkan semula-selepas dipotong dan dikeluarkan daripada operasi.

 

II. Ciri-ciri Berkaitan Arus Masuk Pensuisan Kapasitor

Gandaan amplitud kapasitor menukar arus masuk terutamanya berkaitan dengan dua faktor: pertama, kapasiti kapasitor yang disambungkan (lebih besar kapasiti, lebih besar amplitud arus masuk biasanya); kedua, kapasiti litar-pendek tapak pemasangan (semakin besar kapasiti litar pintas-sistem, semakin kecil kearuhan gelung setara, semakin besar amplitud arus masuk dan semakin tinggi frekuensi ayunan). Jika kapasitor dipasang dalam litar dengan kapasiti litar- pintas yang besar, induktans gelung adalah kecil dan galangan adalah rendah, jadi arus masukan bukan sahaja mempunyai amplitud yang besar tetapi juga frekuensi ayunan yang jauh lebih tinggi.

 

Data yang diukur menunjukkan bahawa dalam sistem kuasa konvensional, amplitud arus masuk suis kapasitor biasanya 5~15 kali ganda arus undian kapasitor (nilai khusus dipengaruhi oleh parameter gelung; contohnya, konfigurasi reaktor siri boleh mengurangkan amplitud arus masuk dengan ketara); kekerapan ayunan arus masuk secara amnya ialah 250~400Hz (kepunyaan-arus masuk frekuensi tinggi); pada masa yang sama, lebihan voltan serta-merta disertakan semasa proses pensuisan, dan amplitudnya adalah kira-kira 2~3 kali ganda voltan fasa sistem (voltan lampau ini ialah voltan lampau sementara dengan tempoh yang sangat singkat, tetapi ia masih boleh memberi kesan kepada penebat kapasitor).

Penjelasan Profesional Tambahan: Dalam kejuruteraan praktikal, untuk menekan arus masuk arus masuk, reaktor kecil (reaktor penindasan arus masuk) biasanya disambung secara bersiri dalam gelung kapasitor, yang boleh mengehadkan amplitud arus masuk kepada 2~5 kali arus undian, dan pada masa yang sama mengurangkan amplitud overvoltan sementara untuk melindungi peralatan kapasitor dan gelung.

 

III. Kaedah untuk Mengehadkan Arus Masuk Pensuisan Kapasitor

Arus operasi kapasitor bukan sahaja berkaitan dengan voltan asas bekalan kuasa tetapi juga berkaitan secara positif dengan frekuensi voltan (mengikut formula reaktans kapasitif X_C= 1/2πfC): apabila bentuk gelombang voltan bekalan kuasa diherotkan dan -tertib voltan harmonik tinggi digunakan pada kapasitor, memandangkan frekuensi harmonik jauh lebih tinggi daripada frekuensi asas, tindak balas kapasitif kapasitor akan berkurangan dengan ketara, yang membawa kepada peningkatan ketara dalam arus harmonik yang melalui kapasitor; pada masa yang sama, arus kapasitor juga berkaitan secara positif dengan kapasitansi. Semakin besar kapasitansi, semakin kecil reaktans kapasitif, dan semakin besar arus yang mengalir (termasuk arus asas dan arus harmonik), yang memburukkan lagi herotan bentuk gelombang voltan dan membentuk lingkaran ganas.

 

1.Untuk mengehadkan arus masuk kapasitor dengan berkesan dan menyekat kesan harmonik-tinggi dalam grid kuasa pada kapasitor, menyambungkan reaktor secara bersiri dalam gelung kapasitor ialah kaedah yang paling biasa digunakan dan berkesan dalam kejuruteraan. Prinsip terasnya ialah:Besi elektrik Jinneng-Reaktor penapis harmonik terasmeningkatkan jumlah reaktans induktif litar, membentuk resonans siri dengan reaktans kapasitif kapasitor (untuk harmonik tertentu), yang bukan sahaja dapat mengurangkan arus nyahcas apabila kapasitor dihidupkan tetapi juga menyekat pencerobohan arus harmonik. Jika parameter reaktor siri dipilih dengan betul, arus masuk suis boleh dihadkan secara stabil dalam julat peralatan yang dibenarkan.

Apabila reaktor siri hanya digunakan untuk mengehadkan arus masuk suis, kapasitinya (kadar tindak balas) harus dipilih sebagai nilai kecil, biasanya 0.2%~1% daripada kapasiti undian kapasitor (kadar tindak balas 0.2%~1%). Operasi kejuruteraan dan data ujian menunjukkan bahawa apabila reaktor dengan kadar reaktans siri 0.2% disambungkan, arus masuk arus pensuisan kapasitor boleh ditekan dengan ketara untuk memenuhi keperluan operasi peralatan konvensional; jika penindasan harmonik (seperti penindasan harmonik ke-3 dan ke-5) perlu dipertimbangkan pada masa yang sama, kadar reaktans boleh ditingkatkan dengan sewajarnya (seperti 3%, 5%).

 

2.Selain reaktor siri, suis pensuisan kapasitor bebas arus masuk-(sepertisuis thyristor) juga merupakan peranti penindasan arus masuk yang biasa digunakan. Suis jenis ini terutamanya terdiri daripada thyristor dua arah, litar pencetus, litar penyerapan, litar perlindungan dan sink haba pintar. Bergantung pada teknologi pensuisan sifar-voltan-dihidupkan dan sifar-sifar-yang dipatenkan secara bebas, ia boleh merealisasikan pensuisan bebas dan impak-arus masuk secara bebas, dengan kelajuan tindak balas yang pantas dan masa tindak balas purata kurang daripada 10ms. Ia boleh mengimbangi permintaan kuasa reaktif beban hentaman secara berkesan, dan boleh menggantikan peranti pensuisan kenalan tradisional, mengelakkan hentaman arka dan masalah arus masuk semasa pensuisan kontaktor.