Σύγχρονες τεχνολογίες αντιστάθμισης άεργου ισχύος

Για την ορθολογική χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας είναι απαραίτητη η παροχή οικονομικών μεθόδων παραγωγής, μεταφοράς και διανομής της με ελάχιστες απώλειες. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να αποκλειστούν από τα ηλεκτρικά δίκτυα όλοι οι παράγοντες που οδηγούν στην εμφάνιση απωλειών. Ένα από αυτά είναι η υστέρηση φάσης του ρεύματος ροής από την τάση παρουσία επαγωγικού φορτίου, καθώς τα φορτία σε βιομηχανικά και οικιακά δίκτυα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας έχουν συνήθως ενεργό-επαγωγικό χαρακτήρα.

Σκοπός συστημάτων αντιστάθμιση άεργου ισχύος συνίσταται στην αντιστάθμιση της συνολικής μετατόπισης φάσης με την εισαγωγή μιας προώθησης φάσης. Αυτό οδηγεί σε μείωση του ρεύματος που διαρρέει τα δίκτυα και, κατά συνέπεια, σε μείωση των παρασιτικών ενεργών απωλειών στα καλώδια και στο δίκτυο διανομής. Η απαραίτητη πρόοδος δημιουργείται με τη σύνδεση πυκνωτών παράλληλα με το δίκτυο τροφοδοσίας. Για μέγιστη απόδοση, το κύκλωμα σκανδάλης θα πρέπει να συνδέεται όσο το δυνατόν πιο κοντά στο επαγωγικό φορτίο.

Τα συστήματα διόρθωσης συντελεστή ισχύος μειώνουν την άεργη συνιστώσα του ρεύματος που ρέει μέσω του δικτύου ισχύος. Όταν αλλάζει η φύση του φορτίου, είναι απαραίτητο να ρυθμίσετε εκ νέου τα κυκλώματα διόρθωσης ανάλογα. Για αυτό, χρησιμοποιούνται συνήθως συστήματα αυτόματης διόρθωσης, τα οποία πραγματοποιούν σταδιακή σύνδεση ή αποσύνδεση μεμονωμένων πυκνωτών διόρθωσης. Εικόνα που δείχνει σχηματικά την αρχή της εμφάνισης αντιδραστικών στοιχείων σε δίκτυα.

Οφέλη διόρθωσης συντελεστή ισχύος:

• Η περίοδος απόσβεσης είναι από 8 έως 24 μήνες λόγω της μείωσης της τιμής του ρεύματος. Οι διορθώσεις μειώνουν την άεργο ισχύ στο σύστημα. Η κατανάλωση ρεύματος μειώνεται και η τιμή του μειώνεται αναλογικά.

• Αποτελεσματική χρήση δικτύων. Ένας υψηλός συντελεστής ισχύος σημαίνει πιο αποτελεσματική χρήση των δικτύων διανομής (περισσότερες καθαρές ροές ισχύος για την ίδια συνολική ισχύ).

• Τάση σταθεροποίησης.

• Λιγότερη πτώση τάσης.

• Μειώνοντας το ρεύμα που ρέει, η πλευρά διατομή του καλωδίου… Εναλλακτικά, στα υπάρχοντα συστήματα, μπορεί να μεταδοθεί πρόσθετη ισχύς μέσω καλωδίου σταθερής διατομής.

• Μείωση των απωλειών στη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας. Οι συσκευές μετάδοσης και μεταγωγής λειτουργούν με χαμηλότερη τιμή ρεύματος. Αντίστοιχα, μειώνονται και οι ωμικές απώλειες.

Βασικά στοιχεία συστημάτων αντιστάθμισης αέργου ισχύος

Οι πυκνωτές διόρθωσης συντελεστή ισχύος παρέχουν την απαραίτητη προώθηση φάσης για το ρεύμα που ρέει, το οποίο αντισταθμίζει την υστέρηση φάσης σε κυκλώματα με επαγωγικά φορτία.Οι πυκνωτές για τα κυκλώματα διόρθωσης του συντελεστή ισχύος πρέπει να αντέχουν τα μεγάλα ρεύματα εισόδου (> 100 IR) που εμφανίζονται κατά την εναλλαγή πυκνωτών. Όταν οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα στην μπαταρία, τα ρεύματα εισόδου γίνονται ακόμη μεγαλύτερα (> 150 IR), επειδή το ρεύμα εισόδου δεν ρέει μόνο από τα κυκλώματα τροφοδοσίας, αλλά και από τους πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα.

Η EPCOS AG κατασκευάζει πυκνωτές με τάσεις από 230 έως 800 V και ισχύ από 0,25 έως 100 kVAr. Προσφέρουν ξηρούς ή γεμάτους με λάδι πυκνωτές ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ των πυκνωτών αυτού του κατασκευαστή είναι:

-ευρύ εύρος λειτουργίας -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C για πυκνωτές σειράς MKV).

— αντέχουν ρεύματα εκκίνησης έως και 200 ​​* In του ονομαστικού (έως 300 * In για τη σειρά PhaseCap compact και έως 500 * In για τη σειρά MKV).

-διάρκεια ζωής των πυκνωτών από 100.000 h έως 300.000 h (σε κατηγορία θερμοκρασίας -40 / D σύμφωνα με το IEC 60831-1).

— για τις σειρές PhaseCap compact και MKV, ο επιτρεπόμενος αριθμός λειτουργιών είναι 10.000 ετησίως και 20.000, αντίστοιχα.

— ο διακόπτης υπερπίεσης ενεργοποιείται και στις 3 φάσεις, εξαλείφοντας πλήρως την πιθανότητα ενδεχόμενου χτυπήματος στο περίβλημα του συμπυκνωτή.

— επιτρέπεται η λειτουργία έως 4000 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

— φυσικά, η τεχνολογία της αυτοθεραπείας, της κοπής κυμάτων κ.λπ. είναι παρώντες

Ελεγκτές

Οι σύγχρονοι ελεγκτές διόρθωσης συντελεστή ισχύος βασίζονται σε μικροεπεξεργαστές. Ο μικροεπεξεργαστής αναλύει το σήμα από τον μετασχηματιστή ρεύματος και δίνει εντολές για τον έλεγχο των συστοιχιών πυκνωτών συνδέοντας ή αποσυνδέοντας μεμονωμένους πυκνωτές ή ολόκληρες συστοιχίες.Η έξυπνη διαχείριση των πυκνωτών διόρθωσης επιτρέπει όχι μόνο τη διασφάλιση του μέγιστου πλήρους φορτίου των συστοιχιών πυκνωτών, αλλά και την ελαχιστοποίηση του αριθμού των λειτουργιών μεταγωγής και έτσι τη βελτιστοποίηση της διάρκειας ζωής της συστοιχίας πυκνωτών.

Στη σειρά προϊόντων της εταιρείας EPCOS AG υπάρχουν 4x, 6 (7m), 12 (13) step controllers για τον έλεγχο τόσο των ηλεκτρομηχανικών όσο και των επαφών θυρίστορ. Υπάρχουν επίσης συνδυασμένες εκδόσεις με δυνατότητα εναλλαγής και των δύο τύπων επαφών ταυτόχρονα. Κατόπιν αιτήματος του πελάτη, οι ελεγκτές είναι εξοπλισμένοι με διεπαφή για σύνδεση με υπολογιστή ή σύστημα AMR.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ των ελεγκτών αυτού του κατασκευαστή είναι:

-Κείμενο-ψηφιακό μενού στα ρωσικά.

— η οθόνη υγρών κρυστάλλων λειτουργεί καλά σε χαμηλές θερμοκρασίες.

— υπάρχει οπίσθιος φωτισμός στην οθόνη.

— στερέωση και αποθήκευση των κύριων παραμέτρων που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των πυκνωτών (υπέρταση, αύξηση θερμοκρασίας, αρμονικές ρεύματος και τάσης έως 19 συμπεριλαμβανομένων, αριθμός εκκινήσεων και χρόνος λειτουργίας κάθε σταδίου)

— υπάρχουν λειτουργίες προστασίας και απενεργοποίησης του συστήματος αντιστάθμισης σε περίπτωση υπέρβασης παραμέτρων, οι οποίες επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής των πυκνωτών και πολλών άλλων

Απλοποιημένα και φθηνότερα μοντέλα είναι επίσης διαθέσιμα για χρήση σε απλούστερα συστήματα.

Εναλλαγή συσκευών

Ηλεκτρομηχανικοί επαφές ή επαφές θυρίστορ χρησιμοποιούνται για την εναλλαγή πυκνωτών σε τυπικά συστήματα ανόρθωσης ή πυκνωτών και τσοκ σε αποσυντονισμένα συστήματα. Η συμπερίληψη στα κυκλώματα ισχύος γίνεται είτε με τη βοήθεια μηχανικών επαφών είτε με χρήση συσκευών ημιαγωγών.Προτιμάται η ηλεκτρονική μεταγωγή, ειδικά όταν απαιτείται γρήγορη εναλλαγή σε συστήματα δυναμικής διόρθωσης. Για παράδειγμα, εάν το κύριο φορτίο στο ηλεκτρικό δίκτυο είναι μηχανές συγκόλλησης.

Οι ηλεκτρομηχανικοί επαφές που κατασκευάζονται από την EPCOS AG διατίθενται σε χωρητικότητα έως 100 kvar. Οι επαφές Thyristor έχουν σήμερα το μεγαλύτερο εύρος: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar για 400V και 50 kvar και 200kvar για λειτουργία σε δίκτυα 690V.

γκάζια

Τα δίκτυα διανομής έχουν συχνά αρμονικές παραμορφώσεις που προκαλούνται από τη χρήση σύγχρονων ηλεκτρονικών συσκευών που δημιουργούν ένα μη γραμμικό φορτίο. Τέτοιες συσκευές μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ελεγχόμενοι ηλεκτρικοί κινητήρες, αδιάλειπτα τροφοδοτικά, ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία, μηχανές συγκόλλησης κ.λπ. Οι αρμονικές μπορεί να είναι επικίνδυνες για πυκνωτές σε κυκλώματα ανορθωτή, ειδικά εάν οι πυκνωτές λειτουργούν σε συχνότητα συντονισμού. Η συμπερίληψη ενός τσοκ σε σειρά με πυκνωτή διόρθωσης σάς επιτρέπει να ρυθμίσετε κάπως τη συχνότητα συντονισμού στο σύστημα και να αποφύγετε πιθανή ζημιά σε αυτό.

Η 5η και η 7η αρμονική είναι ιδιαίτερα κρίσιμες (250 και 350 Hz σε δίκτυο 50 Hz). Τα διαταραγμένα βήματα του πυκνωτή μειώνουν την αρμονική παραμόρφωση στα κυκλώματα ισχύος.

Η σειρά τσοκ από την EPCOS AG έχει χωρητικότητα από 10 έως 200 kvar.

αξεσουάρ

Η σειρά προϊόντων EPCOS AG περιλαμβάνει επίσης αξεσουάρ για την κατασκευή συστημάτων διόρθωσης αέργου ισχύος σύμφωνα με ειδικές απαιτήσεις:

— προστατευτικά καπάκια και περιβλήματα για την αύξηση του βαθμού προστασίας των πυκνωτών σε IP64.

— τσοκ εκφόρτισης, που επιτρέπουν την αύξηση της ταχύτητας του συστήματος διόρθωσης άεργου ισχύος περίπου 1 δευτερόλεπτο χωρίς μείωση της διάρκειας ζωής των πυκνωτών και των ειδικών αντιστάσεων εκφόρτισης και των τσοκ για συστήματα με επαφές θυρίστορ.

— συσκευές που επιτρέπουν, σε αντίθεση με τον αθροιστικό μετασχηματιστή, τον έλεγχο ενός συστήματος 4 συστημάτων διόρθωσης ταυτόχρονα.

— προσαρμογείς για τη σύνδεση του ελεγκτή στην τάση δικτύου

Οι κύριοι 13 παράγοντες για την κατασκευή ενός concealer

Αυτό αξίζει να προσέξετε όταν σχεδιάζετε ή επιλέγετε τη σωστή εγκατάσταση για τον εαυτό σας:

1. Προσδιορίστε την απαιτούμενη ισχύ rms (kvar) του πυκνωτή για τη διόρθωση του συντελεστή ισχύος.

2. Σχεδιάστε τη συστοιχία πυκνωτών με τέτοιο τρόπο ώστε να παρέχει τη χωρητικότητα του βήματος μεταγωγής εντός 15 … 20% της απαιτούμενης ισχύος. Δεν είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι οι πυκνωτές ενεργοποιούνται σε βήματα 5% ή 10%, καθώς αυτό θα οδηγήσει μόνο σε υψηλή συχνότητα μεταγωγής, αλλά δεν θα επηρεάσει αισθητά την τιμή του συντελεστή ισχύος.

3. Προσπαθήστε να σχεδιάσετε μια συστοιχία πυκνωτών με τυπικές τιμές ανάλυσης, κατά προτίμηση πολλαπλάσια των 25 kvar.

4. Μην ξεχνάτε να τηρείτε τις ελάχιστες επιτρεπόμενες αποστάσεις μεταξύ των πυκνωτών (20 mm) και να τους προστατεύετε με σήτες ή επαρκή απόσταση από τη θέρμανση από άλλα στοιχεία του συστήματος.

5. Η θερμοκρασία στην περιοχή εγκατάστασης των πυκνωτών δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 35; Γ. Διαφορετικά, η διάρκεια ζωής τους θα μειωθεί.

Θυμηθείτε ότι η παρατεταμένη θέρμανση ενός πυκνωτή μόνο κατά 7 ° C πάνω από τον κανόνα μειώνει τη διάρκεια ζωής του κατά 2 φορές!

6.Μετρήστε τα αρμονικά ρεύματα στο καλώδιο τροφοδοσίας χωρίς πυκνωτή διόρθωσης και σε διαφορετικά φορτία. Προσδιορίστε τη συχνότητα και το μέγιστο πλάτος καθεμιάς από τις παρούσες αρμονικές. Υπολογίστε τη συνολική αρμονική παραμόρφωση του ρεύματος: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Υπολογίστε τους επιμέρους συντελεστές καθεμιάς από τις αρμονικές: THD-IR = 100 IR / I1

8. Μετρήστε την παρουσία αρμονικών στην τάση τροφοδοσίας εκτός του συστήματος. Εάν είναι δυνατόν, μετρήστε τα από την πλευρά της υψηλής τάσης. Υπολογίστε τη συνολική αρμονική παραμόρφωση της τάσης: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Αρμονική στάθμη (μετρημένη χωρίς πυκνωτή) πάνω ή κάτω από THD-I> 10% ή THD-V> 3%.

Εάν ΝΑΙ, χρησιμοποιήστε ένα καθορισμένο φίλτρο και μεταβείτε στο βήμα 7.

Εάν ΟΧΙ, χρησιμοποιήστε ένα τυπικό concealer και παραλείψτε τα βήματα 10, 11 και 12.

10. Επίπεδο 3ου ρεύματος αρμονικής Ι3> 0,2 · Ι5

Εάν ΝΑΙ, χρησιμοποιήστε ένα φίλτρο με p = 14% και παραλείψτε το βήμα 8.

Εάν ΟΧΙ, χρησιμοποιήστε ένα φίλτρο με p = 7% ή 5,67% και μεταβείτε στο βήμα 8.

11. Εάν THD -V = 3 … 7% — χρειάζεστε ένα φίλτρο με p = 7%

> 7% — απαιτείται ένα φίλτρο με p = 5,67%.

> 10% — απαιτείται ειδικός σχεδιασμός φίλτρου. Επικοινωνήστε με το γραφείο αντιπροσωπείας της EPCOS AG στη Ρωσία και τις χώρες της ΚΑΚ.

Μην τσιγκουνεύεστε τα τσοκ παρουσία αρμονικών στο ηλεκτρικό δίκτυο! Όπως δείχνει η πρακτική, αυτή η «οικονομία» θα οδηγήσει σε αστοχία των πυκνωτών μέσα σε 6-10 μήνες! Η αντικατάσταση πυκνωτών, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος εγκατάστασης, θα κοστίσει τα ίδια χρήματα που θα πάνε στην αρχική εγκατάσταση των τσοκ!

12.Επιλέξτε τα κατάλληλα εξαρτήματα χρησιμοποιώντας τους πίνακες που έχουν αναπτυχθεί από την EPCOS (ή τη βοήθεια του εκπροσώπου της εταιρείας) για τους προσαρμοσμένους διορθωτές φίλτρων και τις τυπικές τιμές για την πραγματική ισχύ, την τάση γραμμής, τη συχνότητα και έναν προκαθορισμένο παράγοντα p.

Χρησιμοποιείτε πάντα μόνο γνήσια εξαρτήματα EPCOS που έχουν σχεδιαστεί για τη δημιουργία διορθωμένων συντελεστών ισχύος φίλτρου. Λάβετε υπόψη ότι τα τσοκ καθορίζονται για την αποτελεσματική ισχύ τους για την επιλεγμένη τάση και συχνότητα τροφοδοσίας. Αυτή η ισχύς είναι η αποτελεσματική ισχύς του κυκλώματος LC στη θεμελιώδη συχνότητα.

Η ονομαστική τάση των αποσυντονισμένων πυκνωτών φίλτρου πρέπει να είναι υψηλότερη από την τάση τροφοδοσίας, καθώς η σύνδεση σε σειρά του επαγωγέα θα προκαλέσει υπέρταση Οι επαφές πυκνωτών είναι ειδικά σχεδιασμένοι για αξιόπιστη λειτουργία με χωρητικά φορτία και πρέπει να παρέχουν μειωμένο ρεύμα εκκίνησης.

13. Ασφάλειες ή αυτόματες ηλεκτρομαγνητικές ασφάλειες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως συσκευές προστασίας από βραχυκύκλωμα. Οι ασφάλειες δεν προστατεύουν τους πυκνωτές από υπερφόρτωση. Είναι μόνο για προστασία από βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα ενεργοποίησης της ασφάλειας πρέπει να υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα του πυκνωτή κατά 1,6 ... 1,8 φορές.