เทคโนโลยีสมัยใหม่สำหรับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยา

สำหรับการใช้ไฟฟ้าอย่างมีเหตุผลนั้น จำเป็นต้องจัดเตรียมวิธีการที่ประหยัดสำหรับการผลิต การส่ง และการจำหน่ายโดยมีความสูญเสียน้อยที่สุด ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องแยกปัจจัยทั้งหมดที่นำไปสู่การเกิดการสูญเสียออกจากเครือข่ายไฟฟ้า หนึ่งในนั้นคือเฟสแล็กของกระแสที่ไหลจากแรงดันไฟฟ้าเมื่อมีโหลดอุปนัย เนื่องจากโหลดในเครือข่ายส่งกำลังอุตสาหกรรมและในครัวเรือนมักมีลักษณะแอคทีฟอินดักทีฟ

วัตถุประสงค์ของระบบ การชดเชยพลังงานปฏิกิริยา ประกอบด้วยการชดเชยการเลื่อนเฟสทั้งหมดโดยแนะนำการเลื่อนเฟส สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงของกระแสที่ไหลผ่านเครือข่ายและดังนั้นการลดการสูญเสียของกาฝากที่ใช้งานอยู่ในสายไฟและเครือข่ายการกระจาย ความคืบหน้าที่จำเป็นถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานกับเครือข่ายอุปทาน เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ควรต่อวงจรทริกเกอร์ให้ใกล้กับโหลดอุปนัยมากที่สุด

ระบบแก้ไขตัวประกอบกำลังช่วยลดองค์ประกอบปฏิกิริยาของกระแสที่ไหลผ่านเครือข่ายพลังงาน เมื่อลักษณะของโหลดเปลี่ยนไป จำเป็นต้องกำหนดค่าวงจรแก้ไขใหม่ให้สอดคล้องกัน สำหรับสิ่งนี้ มักจะใช้ระบบการแก้ไขอัตโนมัติ ซึ่งทำการเชื่อมต่อแบบขั้นตอนหรือตัดการเชื่อมต่อของตัวเก็บประจุการแก้ไขแต่ละตัว รูปภาพแสดงหลักการของลักษณะที่ปรากฏของส่วนประกอบปฏิกิริยาในเครือข่าย

ประโยชน์ของการแก้ไขตัวประกอบกำลัง:

• ระยะเวลาคืนทุนอยู่ที่ 8 ถึง 24 เดือนเนื่องจากการลดลงของราคาไฟฟ้า การแก้ไขลดพลังงานปฏิกิริยาในระบบ การใช้ไฟฟ้าลดลงและราคาลดลงตามสัดส่วน

• การใช้เครือข่ายอย่างมีประสิทธิภาพ พาวเวอร์แฟกเตอร์สูงหมายถึงการใช้เครือข่ายการกระจายที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น (การไหลของพลังงานสุทธิมากขึ้นสำหรับกำลังทั้งหมดเท่าเดิม)

• แรงดันไฟฟ้าคงที่

• แรงดันไฟตกน้อยลง

• โดยลดกระแสไฟที่ไหลออกด้านข้าง ภาพตัดขวางของสายเคเบิล… อีกทางเลือกหนึ่ง ในระบบที่มีอยู่แล้ว สามารถส่งพลังงานเพิ่มเติมผ่านสายเคเบิลที่มีหน้าตัดคงที่ได้

• ลดการสูญเสียในการส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ส่งและสวิตช์ทำงานด้วยค่ากระแสที่ต่ำกว่า ดังนั้นการสูญเสียโอห์มมิกจึงลดลงเช่นกัน

ส่วนประกอบสำคัญของระบบชดเชยพลังงานปฏิกิริยา

ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังให้เฟสล่วงหน้าที่จำเป็นสำหรับการไหลของกระแส ซึ่งจะชดเชยเฟสแล็กในวงจรที่มีโหลดอุปนัยตัวเก็บประจุสำหรับวงจรแก้ไขตัวประกอบกำลังต้องทนต่อกระแสไหลเข้าขนาดใหญ่ (> 100 IR) ที่เกิดขึ้นเมื่อสลับตัวเก็บประจุ เมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบขนานในแบตเตอรี่ กระแสไหลเข้าจะยิ่งสูงขึ้น (> 150 IR) เนื่องจากกระแสไหลเข้าไม่เพียงไหลจากวงจรจ่ายไฟเท่านั้น แต่ยังไหลจากตัวเก็บประจุที่ต่อขนานกันอีกด้วย

EPCOS AG ผลิตตัวเก็บประจุที่มีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 230 ถึง 800V และกำลังไฟตั้งแต่ 0.25 ถึง 100kVAr พวกเขามีตัวเก็บประจุแบบแห้งหรือแบบเติมน้ำมันขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างตัวเก็บประจุของผู้ผลิตรายนี้คือ:

-ช่วงการทำงานกว้าง -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C สำหรับตัวเก็บประจุซีรีส์ MKV);

— ทนกระแสเริ่มต้นได้สูงสุด 200 * In ของค่าเล็กน้อย (สูงสุด 300 * In สำหรับซีรีส์ PhaseCap compact และสูงสุด 500 * In สำหรับซีรีส์ MKV)

- อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุตั้งแต่ 100,000 ชั่วโมงถึง 300,000 ชั่วโมง (ที่ระดับอุณหภูมิ -40 / D ตามมาตรฐาน IEC 60831-1)

— สำหรับซีรี่ส์ PhaseCap compact และ MKV จำนวนการดำเนินการที่อนุญาตคือ 10,000 ต่อปีและ 20,000 ตามลำดับ

— สวิตช์แรงดันเกินถูกเปิดใช้งานในทั้ง 3 เฟส กำจัดความเป็นไปได้ของการกระแทกที่อาจเกิดขึ้นกับตัวเรือนคอนเดนเซอร์โดยสิ้นเชิง

— อนุญาตให้ดำเนินการได้สูงถึง 4,000 ม. เหนือระดับน้ำทะเล

— แน่นอน เทคโนโลยีการรักษาตัวเอง คลื่นตัด ฯลฯ มีอยู่

ตัวควบคุม

ตัวควบคุมการแก้ไขตัวประกอบกำลังสมัยใหม่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์จะวิเคราะห์สัญญาณจากหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าและให้คำสั่งเพื่อควบคุมตัวเก็บประจุโดยการเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแต่ละตัวหรือทั้งธนาคารการจัดการที่ชาญฉลาดของตัวเก็บประจุการแก้ไขช่วยให้ไม่เพียง แต่รับประกันว่าโหลดเต็มสูงสุดของตัวเก็บประจุธนาคาร แต่ยังลดจำนวนการดำเนินการสลับและเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุธนาคาร

ในสายผลิตภัณฑ์ของ บริษัท EPCOS AG มีตัวควบคุมขั้นตอน 4x, 6 (7m), 12 (13) สำหรับควบคุมทั้งคอนแทคไฟฟ้าและไทริสเตอร์ นอกจากนี้ยังมีรุ่นรวมที่สามารถเปลี่ยนคอนแทคทั้งสองประเภทได้พร้อมกัน ตามคำขอของลูกค้า ตัวควบคุมมีอินเทอร์เฟซสำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์หรือระบบ AMR

ความแตกต่างหลักระหว่างคอนโทรลเลอร์ของผู้ผลิตรายนี้คือ:

- เมนูข้อความดิจิตอลในภาษารัสเซีย

— จอแสดงผลคริสตัลเหลวทำงานได้ดีที่อุณหภูมิต่ำ

— มีไฟพื้นหลังบนจอแสดงผล

— แก้ไขและจัดเก็บพารามิเตอร์หลักที่ส่งผลต่ออายุการใช้งานของตัวเก็บประจุ (แรงดันเกิน, อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น, ฮาร์มอนิกของกระแสและแรงดันรวมสูงสุด 19, จำนวนการเริ่มต้นและเวลาของการทำงานในแต่ละขั้นตอน)

— มีฟังก์ชั่นสำหรับป้องกันและปิดระบบชดเชยเมื่อพารามิเตอร์เกินซึ่งส่งผลต่ออายุการใช้งานของตัวเก็บประจุและอื่น ๆ อีกมากมาย

นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่เรียบง่ายและราคาถูกกว่าเพื่อใช้ในระบบที่เรียบง่ายกว่า

อุปกรณ์สวิตชิ่ง

คอนแทคเตอร์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าหรือไทริสเตอร์ใช้เพื่อเปลี่ยนตัวเก็บประจุในระบบสัตยาบันมาตรฐานหรือตัวเก็บประจุและโช้กในระบบที่แยกส่วน การรวมอยู่ในวงจรไฟฟ้าทำได้โดยใช้หน้าสัมผัสเชิงกลหรือโดยใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แนะนำให้ใช้การสลับแบบอิเล็กทรอนิกส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการการสลับอย่างรวดเร็วในระบบแก้ไขไดนามิก ตัวอย่างเช่น หากโหลดหลักในเครือข่ายไฟฟ้าคือเครื่องเชื่อม

คอนแทคเตอร์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่ผลิตโดย EPCOS AG มีจำหน่ายในขนาดความจุสูงสุด 100 kvar ไทริสเตอร์คอนแทคเตอร์ในปัจจุบันมีช่วงกว้างที่สุด: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar สำหรับ 400V และ 50 kvar และ 200kvar สำหรับการทำงานในเครือข่าย 690V

คันเร่ง

เครือข่ายการกระจายมักมีการบิดเบือนฮาร์มอนิกที่เกิดจากการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ที่สร้างโหลดแบบไม่เชิงเส้น อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถเป็นได้ เช่น ไดรฟ์ไฟฟ้าควบคุม เครื่องสำรองไฟ บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องเชื่อม ฯลฯ ฮาร์มอนิกอาจเป็นอันตรายต่อตัวเก็บประจุในวงจรเรียงกระแส โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากตัวเก็บประจุทำงานที่ความถี่เรโซแนนซ์ การรวมสำลักในชุดด้วยตัวเก็บประจุการแก้ไขช่วยให้คุณปรับความถี่เรโซแนนซ์ในระบบและหลีกเลี่ยงความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้

ฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 5 และ 7 มีความสำคัญอย่างยิ่ง (250 และ 350 Hz ในเครือข่าย 50 Hz) ขั้นตอนของตัวเก็บประจุแบบ Deranged ช่วยลดความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกในวงจรไฟฟ้า

ช่วงโช้คจาก EPCOS AG มีความจุตั้งแต่ 10 ถึง 200 kvar

เครื่องประดับ

สายผลิตภัณฑ์ EPCOS AG ยังรวมถึงอุปกรณ์เสริมสำหรับการสร้างระบบแก้ไขพลังงานปฏิกิริยาตามข้อกำหนดพิเศษ:

— ฝาครอบป้องกันและตัวเรือนเพื่อเพิ่มระดับการป้องกันของตัวเก็บประจุเป็น IP64

— โช้กดิสชาร์จช่วยให้สร้างความเร็วของระบบแก้ไขกำลังรีแอคทีฟได้ประมาณ 1 วินาที โดยไม่ลดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุและตัวต้านทานดิสชาร์จแบบพิเศษและโช้กสำหรับระบบที่มีไทริสเตอร์คอนแทคเตอร์

— อุปกรณ์ที่อนุญาตให้ควบคุมระบบการแก้ไข 4 ระบบในคราวเดียวซึ่งแตกต่างจากหม้อแปลงไฟฟ้ารวม

— อะแดปเตอร์สำหรับเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์กับแรงดันไฟหลัก

13 ปัจจัยหลักในการสร้างคอนซีลเลอร์

สิ่งนี้ควรค่าแก่การใส่ใจเมื่อออกแบบหรือเลือกการติดตั้งที่เหมาะสมสำหรับตัวคุณเอง:

1. กำหนดกำลัง rms (kvar) ที่ต้องการของตัวเก็บประจุสำหรับการแก้ไขตัวประกอบกำลัง

2. ออกแบบคาปาซิเตอร์แบงค์ในลักษณะที่จะให้ความจุของสวิตชิ่งสเต็ปภายใน 15 … 20% ของพลังงานที่ต้องการ ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการสลับตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นทีละ 5% หรือ 10% เนื่องจากจะทำให้ความถี่การสลับสูงเท่านั้น แต่จะไม่ส่งผลกระทบต่อค่าตัวประกอบกำลัง

3. พยายามออกแบบตัวเก็บประจุแบงค์ด้วยค่าความละเอียดมาตรฐาน โดยควรคูณด้วย 25 kvar

4. อย่าลืมสังเกตระยะห่างขั้นต่ำที่อนุญาตระหว่างตัวเก็บประจุ (20 มม.) และป้องกันด้วยตะแกรงหรือระยะห่างที่เพียงพอจากการทำความร้อนโดยองค์ประกอบอื่น ๆ ของระบบ

5. อุณหภูมิในบริเวณที่ติดตั้งตัวเก็บประจุไม่ควรเกิน 35? C. มิฉะนั้นอายุการใช้งานจะลดลง

โปรดจำไว้ว่าการให้ความร้อนเป็นเวลานานของตัวเก็บประจุเพียง 7 ° C เหนือมาตรฐานจะลดอายุการใช้งานลง 2 เท่า!

6.วัดกระแสฮาร์มอนิกในสายไฟโดยไม่มีตัวเก็บประจุแก้ไขและที่โหลดต่างกัน กำหนดความถี่และแอมพลิจูดสูงสุดของฮาร์มอนิกแต่ละตัวที่มีอยู่ คำนวณความเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมดของกระแส: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. คำนวณค่าสัมประสิทธิ์ส่วนบุคคลของแต่ละฮาร์มอนิก: THD-IR = 100 IR / I1

8. วัดการมีอยู่ของฮาร์มอนิกในแรงดันไฟฟ้าภายนอกระบบ ถ้าเป็นไปได้ ให้วัดด้านไฟฟ้าแรงสูง คำนวณความเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมดของแรงดันไฟฟ้า: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. ระดับฮาร์มอนิก (วัดโดยไม่มีตัวเก็บประจุ) สูงหรือต่ำกว่า THD-I > 10% หรือ THD-V > 3%

ถ้าใช่ ให้ใช้ชุดตัวกรองและไปที่ขั้นตอนที่ 7

ถ้าไม่ใช่ ให้ใช้คอนซีลเลอร์มาตรฐานและข้ามขั้นตอนที่ 10, 11 และ 12

10. ระดับฮาร์มอนิกกระแสที่ 3 I3> 0.2 · I5

ถ้าใช่ ให้ใช้ตัวกรองที่มีค่า p = 14% และข้ามขั้นตอนที่ 8

ถ้าไม่ใช่ ให้ใช้ตัวกรองที่มีค่า p = 7% หรือ 5.67% และไปที่ขั้นตอนที่ 8

11. ถ้า THD -V = 3 … 7% — คุณต้องมีตัวกรองที่มีค่า p = 7%

> 7% — ต้องใช้ตัวกรองที่มี p = 5.67%

> 10% — ต้องมีการออกแบบตัวกรองพิเศษ โปรดติดต่อสำนักงานตัวแทนของ EPCOS AG ในรัสเซียและประเทศ CIS

อย่าปล่อยให้สำลักในที่ที่มีฮาร์มอนิกในเครือข่ายไฟฟ้า! ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ «เศรษฐกิจ» นี้จะนำไปสู่ความล้มเหลวของตัวเก็บประจุภายใน 6-10 เดือน! การเปลี่ยนตัวเก็บประจุโดยคำนึงถึงค่าใช้จ่ายในการติดตั้งจะทำให้เสียเงินเท่ากันกับการติดตั้งโช้กครั้งแรก!

12.เลือกส่วนประกอบที่เหมาะสมโดยใช้ตารางที่พัฒนาโดย EPCOS (หรือความช่วยเหลือจากตัวแทนบริษัท) สำหรับตัวแก้ไขตัวกรองที่ปรับแล้วและค่ามาตรฐานสำหรับกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ แรงดันไฟฟ้าของสาย ความถี่ และปัจจัย p ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

ใช้เฉพาะส่วนประกอบ EPCOS ของแท้เท่านั้นที่ออกแบบมาเพื่อสร้างตัวประกอบกำลังของตัวกรองที่ถูกต้อง โปรดทราบว่าโช้คถูกระบุสำหรับกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสำหรับแรงดันและความถี่ของแหล่งจ่ายที่เลือก กำลังนี้เป็นกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพของวงจร LC ที่ความถี่มูลฐาน

พิกัดแรงดันของตัวเก็บประจุตัวกรองที่ถูกแยกออกจะต้องสูงกว่าแรงดันแหล่งจ่ายเนื่องจากการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเหนี่ยวนำจะทำให้เกิดแรงดันเกิน คอนแทคของ Capacitor ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้กับโหลดแบบ capacitive และต้องให้กระแสเริ่มต้นที่ลดลง

13. ฟิวส์หรือฟิวส์แม่เหล็กไฟฟ้าอัตโนมัติสามารถใช้เป็นอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรได้ ฟิวส์ไม่ป้องกันตัวเก็บประจุจากการโอเวอร์โหลด มีไว้สำหรับป้องกันการลัดวงจรเท่านั้น กระแสไฟตัดวงจรของฟิวส์ต้องเกินกระแสไฟของตัวเก็บประจุ 1.6 ... 1.8 เท่า