منشآت التعويض عن الطاقة التفاعلية

توضح المقالة الغرض والعناصر الهيكلية للوحدات التعويضية للكهرباء التفاعلية.

يعد التعويض عن الطاقة الكهربائية التفاعلية أحد أكثر الطرق فعالية لتوفير موارد الطاقة. الإنتاج الحديث مشبع بعدد كبير من المحركات ومعدات اللحام ومحولات الطاقة. يستهلك هذا قدرًا كبيرًا من الطاقة التفاعلية لإنشاء مجالات مغناطيسية في المعدات الكهربائية. لتقليل استهلاك هذا النوع من الطاقة من الشبكات الخارجية ، يتم استخدام وحدات تعويض للطاقة الكهربائية التفاعلية. ستتم مناقشة التصميم ومبادئ التشغيل وميزات استخدامها في هذه المقالة.

إن استخدام البنوك المكثفة لتقليل الحمل التفاعلي معروف منذ فترة طويلة. لكن إدراج المكثفات المنفصلة بالتوازي مع المحركات له ما يبرره اقتصاديًا فقط مع قوة كبيرة من الأخيرة. عادةً ما يكون بنك المكثف متصلًا بمحركات بقوة تزيد عن 20-30 كيلو واط.

كيف تحل مشكلة تقليل الأحمال التفاعلية في مصنع للملابس حيث يتم استخدام المئات من المحركات منخفضة الطاقة؟ حتى وقت قريب ، في المحطات الفرعية للمؤسسات ، تم توصيل مجموعة ثابتة من البنوك المكثفة ، والتي تم إيقاف تشغيلها يدويًا بعد نهاية وردية العمل. مع إزعاج واضح ، لم تستطع هذه المجموعات متابعة التقلبات في قوة الأحمال خلال ساعات العمل وكانت غير فعالة. يمكن لوحدات التكثيف الحديثة أن تحسن الكفاءة بشكل كبير.

لقد تغير الوضع مع ظهور وحدات تحكم المعالجات الدقيقة المتخصصة التي تقيس قيمة الطاقة التفاعلية التي تستهلكها الأحمال ، وتحسب قيمة الطاقة المطلوبة لبنك المكثف وتوصيلها (أو فصلها) عن الشبكة. بناءً على وحدات التحكم هذه ، هناك مجموعة واسعة من وحدات المكثفات الأوتوماتيكية لتعويض الطاقة التفاعلية. تتراوح قوتهم من 30 إلى 1200 كيلو فولت (يتم قياس القدرة التفاعلية بالكيلو فولت).

لا تقتصر قدرات وحدات التحكم على قياس وتحويل البنوك المكثفة. يقيسون درجة الحرارة في حجرة الجهاز ، ويقيسون قيم التيار والجهد ، ويراقبون تسلسل توصيل البطاريات وحالتها. يمكن لوحدات التحكم تخزين المعلومات حول حالات الطوارئ وأيضًا أداء عشرات الوظائف المحددة ، مما يضمن التشغيل الموثوق به لنظام التعويض.

يتم لعب دور مهم للغاية في تصميم وحدات تعويض الطاقة التفاعلية بواسطة ملامسات خاصة تقوم بتوصيل وفصل بنوك المكثف على إشارة من وحدة التحكم.ظاهريًا ، تختلف قليلاً عن المشغلات المغناطيسية العادية المستخدمة لتبديل المحركات.

لكن خصوصية توصيل المكثفات هي أنه في الوقت الذي يتم فيه تطبيق الجهد على جهات الاتصال الخاصة به ، تكون مقاومة المكثف صفرًا تقريبًا. في شحنة مكثف يحدث تيار تدفق غالبًا ما يتجاوز 10 كيلو أمبير. هذه الفولتية الزائدة لها تأثير ضار على كل من المكثف نفسه وجهاز التبديل والشبكة الخارجية ، مما يتسبب في تآكل ملامسات الطاقة وخلق تداخل ضار في الأسلاك الكهربائية.

للتغلب على هذه المشاكل ، تم تطوير تصميم خاص للموصلات ، حيث بعد تطبيق الجهد على المكثف ، تمر شحنته عبر الدوائر المساعدة للحد من التيار ، وعندها فقط يتم تشغيل ملامسات الطاقة الرئيسية. يتيح لك هذا التصميم تجنب القفزات الكبيرة في تيار الشحن للمكثفات ، لإطالة عمر خدمة كل من بنك المكثف والموصل الخاص نفسه.

أخيرًا ، العناصر الرئيسية والأغلى لأنظمة التعويض هي البنوك المكثفة ... المتطلبات المفروضة عليها صارمة للغاية ومتناقضة. من ناحية أخرى ، يجب أن تكون مضغوطة وذات خسائر داخلية منخفضة. يجب أن تكون مقاومة لعمليات الشحن والتفريغ المتكررة ولها عمر خدمة طويل. لكن الاكتناز والخسائر الجوهرية المنخفضة تؤدي إلى زيادة في ارتفاع الشحن الحالي ، وزيادة درجة الحرارة داخل صندوق المنتج.

مكثفات حديثة مصنوعة بتقنية الأغشية الرقيقة.يستخدمون فيلمًا ممعدنًا ومانع تسرب محكم الإغلاق بدون تشريب بالزيت. يتيح هذا التصميم الحصول على منتجات صغيرة الحجم بقوة كبيرة. على سبيل المثال ، المكثفات الأسطوانية بسعة 50 كيلو فولت لها أبعاد: قطر 120 مم وارتفاع 250 مم.

كانت بطاريات المكثفات القديمة المملوءة بالزيت تزن أكثر من 40 كجم وكانت أكبر 30 مرة من المنتجات الحديثة. لكن هذا التصغير يتطلب اعتماد تدابير لتبريد المنطقة التي يتم فيها تثبيت البنوك المكثفة. لذلك ، في التركيبات التلقائية ، يكون النفخ القسري بواسطة مراوح حجرة المكثف إلزاميًا.

بشكل عام ، يتطلب إنشاء وحدات المكثف مراعاة عدد كبير من معلمات التشغيل: حالة الشبكات الكهربائية للمستخدم ، والغبار ، وطبيعة حمل المحرك والعديد من العوامل الأخرى التي تؤثر على موثوقية وكفاءة أنظمة التعويض.