التقنيات الحديثة لتعويض الطاقة التفاعلية

من أجل الاستخدام الرشيد للكهرباء ، من الضروري توفير طرق اقتصادية لإنتاجها ونقلها وتوزيعها بأقل خسائر. للقيام بذلك ، من الضروري استبعاد جميع العوامل المؤدية إلى حدوث خسائر من الشبكات الكهربائية. أحدها هو تأخر طور التيار المتدفق من الجهد في وجود حمل استقرائي ، لأن الأحمال في شبكات نقل الطاقة الصناعية والمنزلية عادة ما يكون لها طبيعة استقرائية نشطة.

الغرض من الأنظمة تعويض القوة التفاعلية يتكون في تعويض التحول الكلي للطور عن طريق إدخال تقدم المرحلة. هذا يؤدي إلى تقليل التيار المتدفق عبر الشبكات ، وبالتالي إلى تقليل الخسائر الطفيلية النشطة في الأسلاك وشبكة التوزيع. يتم إنشاء التقدم الضروري عن طريق توصيل المكثفات بالتوازي مع شبكة الإمداد. لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة ، يجب توصيل دائرة الزناد في أقرب وقت ممكن من الحمل الاستقرائي.

تعمل أنظمة تصحيح عامل القدرة على تقليل المكون التفاعلي للتيار المتدفق عبر شبكة الطاقة. عندما تتغير طبيعة الحمل ، من الضروري إعادة تكوين دوائر التصحيح وفقًا لذلك. لهذا ، عادةً ما يتم استخدام أنظمة التصحيح التلقائي ، والتي تقوم بإجراء اتصال متدرج أو فصل مكثفات التصحيح الفردية. صورة توضح بشكل تخطيطي مبدأ ظهور المكونات التفاعلية في الشبكات.

فوائد تصحيح معامل القدرة:

• فترة الاسترداد من 8 إلى 24 شهرًا بسبب انخفاض سعر الكهرباء. تقلل التصحيحات من القوة التفاعلية في النظام. يتم تقليل استهلاك الكهرباء وخفض سعرها بشكل متناسب.

• الاستخدام الفعال للشبكات. يعني عامل القدرة العالية استخدامًا أكثر كفاءة لشبكات التوزيع (المزيد من تدفقات الطاقة الصافية لنفس القدرة الإجمالية).

• استقرار الجهد.

• انخفاض أقل في الجهد.

• عن طريق الحد من تدفق التيار ، والجانب المقطع العرضي للكابل... بدلاً من ذلك ، في الأنظمة الحالية ، يمكن نقل طاقة إضافية عبر كابل ذي مقطع عرضي ثابت.

• تقليل الفاقد في نقل الكهرباء. تعمل أجهزة النقل والتبديل بقيمة أقل للتيار. وفقًا لذلك ، تنخفض أيضًا الخسائر الأومية.

المكونات الرئيسية لأنظمة تعويض القدرة التفاعلية

توفر مكثفات تصحيح عامل القدرة تقدمًا ضروريًا في الطور لتدفق التيار ، والذي يعوض تأخر الطور في الدوائر ذات الأحمال الاستقرائية.يجب أن تتحمل المكثفات الخاصة بدارات تصحيح معامل القدرة تيارات التدفق الكبيرة (> 100 IR) التي تحدث عند تبديل المكثفات. عندما يتم توصيل المكثفات بالتوازي في البطارية ، تصبح تيارات التدفق أعلى (> 150 IR) ، لأن تيار التدفق لا يتدفق فقط من دوائر الإمداد ، ولكن أيضًا من المكثفات المتصلة بالتوازي.

تقوم شركة EPCOS AG بتصنيع المكثفات بجهد كهربائي من 230 إلى 800 فولت وبطاقة من 0.25 إلى 100 كيلو فولت أمبير. إنها توفر مكثفات جافة أو مملوءة بالزيت حسب ظروف التشغيل.

الاختلافات الرئيسية بين مكثفات هذا المصنع هي:

- نطاق التشغيل الواسع -40 ... + 55 درجة مئوية (-40 ... + 70 درجة مئوية لمكثفات سلسلة MKV) ؛

- تحمل تيارات البدء حتى 200 * في الاسمية (حتى 300 * في سلسلة PhaseCap المدمجة وما يصل إلى 500 * في سلسلة MKV) ؛

- عمر خدمة المكثفات من 100،000 ساعة إلى 300،000 ساعة (عند درجة حرارة -40 / D وفقًا لـ IEC 60831-1) ؛

- بالنسبة لسلسلة PhaseCap Compact و MKV ، العدد المسموح به للعمليات هو 10000 في السنة و 20000 على التوالي ؛

- يتم تنشيط مفتاح الضغط الزائد في جميع المراحل الثلاث ، مما يلغي تمامًا إمكانية حدوث صدمة محتملة لمبيت المكثف ؛

- يسمح بالتشغيل حتى 4000 متر فوق مستوى سطح البحر.

- بالطبع ، تقنية الشفاء الذاتي ، قطع الأمواج ، إلخ. حاضرون

تحكم

تعتمد أدوات التحكم الحديثة في تصحيح معامل القدرة على المعالجات الدقيقة. يحلل المعالج الدقيق الإشارة من المحول الحالي ويعطي أوامر للتحكم في بنوك المكثف عن طريق توصيل أو فصل المكثفات الفردية أو البنوك بأكملها.لا تسمح الإدارة الذكية لمكثفات التصحيح فقط بضمان الحد الأقصى للحمل الكامل لبنوك المكثفات ، ولكن أيضًا لتقليل عدد عمليات التحويل وبالتالي تحسين عمر بنك المكثف.

يوجد في خط إنتاج شركة EPCOS AG وحدات تحكم 4x و 6 (7m) و 12 (13) للتحكم في كل من الموصلات الكهروميكانيكية والتايرستور. هناك أيضًا إصدارات مجمعة قادرة على تبديل كلا النوعين من الموصلات في وقت واحد. بناءً على طلب العميل ، تم تجهيز وحدات التحكم بواجهة للاتصال بجهاز كمبيوتر أو نظام AMR.

الاختلافات الرئيسية بين وحدات التحكم في هذا المصنع هي:

-قائمة نصية رقمية باللغة الروسية ؛

- تعمل شاشة الكريستال السائل بشكل جيد في درجات الحرارة المنخفضة ؛

- توجد إضاءة خلفية على الشاشة ؛

- تثبيت وتخزين المعلمات الرئيسية التي تؤثر على عمر خدمة المكثفات (الجهد الزائد ، ارتفاع درجة الحرارة ، توافقيات التيار والجهد حتى 19 شاملة ، عدد مرات البدء ووقت التشغيل لكل مرحلة)

- توجد وظائف للحماية وإغلاق نظام التعويض عند تجاوز المعلمات ، مما يؤثر على عمر المكثفات وغيرها الكثير

تتوفر أيضًا نماذج مبسطة وأرخص تكلفة للاستخدام في أنظمة أبسط.

تبديل الأجهزة

تُستخدم الموصلات الكهروميكانيكية أو الثايرستور لتبديل المكثفات في أنظمة التصحيح القياسية أو المكثفات والموانع في الأنظمة المفككة. يتم التضمين في دوائر الطاقة إما بمساعدة جهات الاتصال الميكانيكية أو باستخدام أجهزة أشباه الموصلات.يُفضل التبديل الإلكتروني ، خاصةً عند الحاجة إلى التبديل السريع في أنظمة التصحيح الديناميكي. على سبيل المثال ، إذا كان الحمل الرئيسي في الشبكة الكهربائية هو آلات اللحام.

الموصلات الكهروميكانيكية المصنعة من قبل EPCOS AG متوفرة بسعات تصل إلى 100 كيلو فولت. تمتلك قواطع الثايرستور اليوم أوسع نطاق: 10 kvar ، 25 kvar ، 50 kvar ، 100 kvar ، 200 kvar for 400V و 50 kvar و 200 kvar للتشغيل في شبكات 690V.

الخانق

غالبًا ما تحتوي شبكات التوزيع على تشوهات توافقية ناتجة عن استخدام الأجهزة الإلكترونية الحديثة التي تخلق حملاً غير خطي. يمكن أن تكون هذه الأجهزة ، على سبيل المثال ، محركات كهربائية يتم التحكم فيها ، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة ، والكوابح الإلكترونية ، وآلات اللحام ، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون التوافقيات خطيرة بالنسبة للمكثفات في دوائر المقوم ، خاصة إذا كانت المكثفات تعمل بتردد طنين. يسمح لك تضمين خانق في سلسلة مع مكثف تصحيح بضبط تردد الرنين إلى حد ما في النظام وتجنب الضرر المحتمل الذي قد يلحق به.

التوافقيات الخامسة والسابعة مهمة بشكل خاص (250 و 350 هرتز في شبكة 50 هرتز). تعمل خطوات المكثف المشوهة على تقليل التشوه التوافقي في دوائر الطاقة.

تتراوح سعة مجموعة الخانق من EPCOS AG من 10 إلى 200 kvar.

مُكَمِّلات

يتضمن خط إنتاج EPCOS AG أيضًا ملحقات لبناء أنظمة تصحيح الطاقة التفاعلية وفقًا للمتطلبات الخاصة:

- أغطية وأغطية واقية لزيادة درجة حماية المكثفات حتى IP64 ؛

- خنق التفريغ ، مما يسمح بجعل سرعة نظام تصحيح القدرة التفاعلية حوالي ثانية واحدة دون تقليل العمر التشغيلي للمكثفات ومقاومات التفريغ الخاصة والاختناقات للأنظمة ذات الموصلات الثايرستور ؛

- الأجهزة التي تسمح ، على عكس محول التجميع ، بالتحكم في نظام من 4 أنظمة تصحيح في وقت واحد ؛

- محولات لتوصيل وحدة التحكم بجهد التيار الكهربائي

العوامل الـ 13 الرئيسية في بناء خافي العيوب

هذا يستحق الانتباه عند تصميم أو اختيار التثبيت المناسب لك:

1. حدد قوة جذر متوسط ​​التربيع (kvar) المطلوبة للمكثف لتصحيح عامل القدرة.

2. صمم بنك المكثف بطريقة توفر قدرة خطوة التحويل في حدود 15 ... 20٪ من الطاقة المطلوبة. ليس من الضروري التأكد من تبديل المكثفات بزيادات 5٪ أو 10٪ ، لأن هذا لن يؤدي إلا إلى تردد تبديل عالٍ ، لكنه لن يؤثر بشكل ملحوظ على قيمة عامل القدرة.

3. حاول تصميم بنك مكثف بقيم دقة قياسية ، ويفضل مضاعفات 25 كيلو فولت.

4. لا تنسى مراعاة الحد الأدنى للمسافات المسموح بها بين المكثفات (20 مم) وحمايتها بشاشات أو مسافة كافية من التسخين بواسطة عناصر النظام الأخرى.

5. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة في منطقة تركيب المكثفات 35؟ C. خلاف ذلك ، سيتم تقليل مدة خدمتهم.

تذكر أن التسخين المطول للمكثف بمقدار 7 درجات مئوية فقط فوق المعدل الطبيعي يقلل من عمر الخدمة بمقدار مرتين!

6.قم بقياس التيارات التوافقية في كابل الطاقة بدون مكثف تصحيح وبأحمال مختلفة. حدد التردد والسعة القصوى لكل من التوافقيات الموجودة. احسب إجمالي التشوه التوافقي للتيار: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + ... + (IR) 2] / I1

7. احسب المعاملات الفردية لكل من التوافقيات: THD-IR = 100 IR / I1

8. قم بقياس وجود التوافقيات في جهد التغذية خارج النظام. إذا أمكن ، قم بقياسها على جانب الجهد العالي. احسب إجمالي التشوه التوافقي للجهد: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + ... + (VN) 2] / V1

9. المستوى التوافقي (يقاس بدون مكثف) أعلى أو أقل من THD-I> 10٪ أو THD-V> 3٪.

إذا كانت الإجابة بنعم ، فاستخدم مرشحًا محددًا وانتقل إلى الخطوة 7.

إذا كان الجواب بالنفي ، فاستخدمي خافي عيوب عادي وتخطي الخطوات 10 و 11 و 12.

10. مستوى التيار الثالث التوافقي I3> 0.2 · I5

إذا كانت الإجابة بنعم ، فاستخدم مرشحًا مع p = 14٪ وتجاوز الخطوة 8.

إذا كان الجواب بالنفي ، فاستخدم مرشحًا مع p = 7٪ أو 5.67٪ وانتقل إلى الخطوة 8.

11. إذا كان THD -V = 3… 7٪ - فأنت بحاجة إلى مرشح مع p = 7٪

> 7٪ - مطلوب مرشح مع p = 5.67٪

> 10٪ - مطلوب تصميم مرشح خاص. يرجى الاتصال بالمكتب التمثيلي لشركة EPCOS AG في روسيا ودول رابطة الدول المستقلة.

لا تبخل على الاختناقات في وجود التوافقيات في الشبكة الكهربائية! كما تبين الممارسة ، فإن هذا «الاقتصاد» سيؤدي إلى تعطل المكثفات خلال 6-10 أشهر! استبدال المكثفات ، مع الأخذ في الاعتبار تكلفة التثبيت ، سيكلف نفس المال الذي سيذهب إلى التثبيت الأولي للاختناقات!

12.حدد المكونات المناسبة باستخدام الجداول التي طورتها EPCOS (أو بمساعدة ممثل الشركة) لمصححات المرشح المعدلة والقيم القياسية للطاقة الفعالة وخط الجهد والتردد وعامل p محدد مسبقًا.

استخدم دائمًا مكونات EPCOS الأصلية فقط المصممة لبناء عوامل طاقة مرشح مصححة. يرجى ملاحظة أن الإختناقات محددة لقدرتها الفعالة لجهد الإمداد والتردد المحدد. هذه القدرة هي القوة الفعالة لدائرة LC عند التردد الأساسي.

يجب أن يكون تصنيف الجهد لمكثفات المرشح المفككة أعلى من جهد الإمداد ، حيث أن التوصيل المتسلسل للمحث سيؤدي إلى زيادة الجهد. تم تصميم موصلات المكثف خصيصًا للتشغيل الموثوق به مع الأحمال السعوية ويجب أن توفر تيار بدء منخفض.

13. يمكن استخدام الصمامات أو الصمامات الكهرومغناطيسية الأوتوماتيكية كأجهزة حماية ماس كهربائى. الصمامات لا تحمي المكثفات من الحمل الزائد. هم فقط لحماية ماس كهربائى. يجب أن يتجاوز تيار التعثر للصهر التيار الاسمي للمكثف بمقدار 1.6 ... 1.8 مرة.