Moderne teknologier for reaktiv effektkompensering

For rasjonell bruk av elektrisitet er det nødvendig å gi økonomiske metoder for produksjon, overføring og distribusjon med minimale tap. For å gjøre dette er det nødvendig å utelukke fra de elektriske nettverkene alle faktorer som fører til tap. En av dem er faseforsinkelsen til den flytende strømmen fra spenningen i nærvær av en induktiv belastning, siden belastninger i industrielle og husholdnings kraftoverføringsnettverk vanligvis har en aktiv-induktiv natur.

Formål med systemer reaktiv effektkompensasjon består i å kompensere den totale faseforskyvningen ved å innføre et fasefremrykk. Dette fører til en reduksjon av strømmen som flyter gjennom nettverkene og følgelig til en reduksjon av parasittiske aktive tap i ledningene og distribusjonsnettverket. Den nødvendige fremgangen skapes ved å koble kondensatorer parallelt med forsyningsnettverket. For maksimal effektivitet bør utløserkretsen kobles så nær den induktive lasten som mulig.

Effektfaktorkorreksjonssystemer reduserer den reaktive komponenten av strømmen som flyter gjennom kraftnettet. Når belastningens natur endres, er det nødvendig å rekonfigurere korreksjonskretsene tilsvarende. Til dette brukes vanligvis automatiske korreksjonssystemer, som utfører trinnvis tilkobling eller frakobling av individuelle korreksjonskondensatorer. Bilde som skjematisk viser prinsippet om utseendet til reaktive komponenter i nettverk.

Fordeler med effektfaktorkorrigering:

• Tilbakebetalingstiden er fra 8 til 24 måneder på grunn av reduksjonen i strømprisen. Korreksjoner reduserer den reaktive effekten i systemet. Strømforbruket reduseres og prisen reduseres proporsjonalt.

• Effektiv bruk av nettverk. Høy effektfaktor betyr mer effektiv bruk av distribusjonsnett (flere netto kraftstrømmer for samme totale effekt).

• Stabiliserende spenning.

• Mindre spenningsfall.

• Ved å redusere strømmen som flyter, siden tverrsnitt av kabelen… Alternativt, i eksisterende systemer, kan ekstra kraft overføres over en kabel med konstant tverrsnitt.

• Reduksjon av tap i elektrisitetsoverføring. Overførings- og koblingsenheter opererer med en lavere strømverdi. Følgelig reduseres også ohmske tap.

Nøkkelkomponenter i reaktiv effektkompensasjonssystemer

Effektfaktorkorreksjonskondensatorer gir den nødvendige fasefremgangen for strømmen som flyter, som kompenserer for faseforsinkelsen i kretser med induktiv belastning.Kondensatorene for effektfaktorkorreksjonskretsene skal tåle de store innkoblingsstrømmene (> 100 IR) som oppstår ved veksling av kondensatorer. Når kondensatorene kobles parallelt i batteriet, blir innkoblingsstrømmene enda høyere (> 150 IR), fordi innkoblingsstrømmen går ikke bare fra forsyningskretsene, men også fra kondensatorene som er koblet parallelt.

EPCOS AG produserer kondensatorer med spenninger fra 230 til 800V og effekt fra 0,25 til 100kVAr. De tilbyr tørre eller oljefylte kondensatorer avhengig av driftsforholdene.

Hovedforskjellene mellom kondensatorene til denne produsenten er:

-bredt driftsområde -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C for MKV-seriens kondensatorer);

— tåle startstrømmer opptil 200 * In av den nominelle (opptil 300 * In for PhaseCap kompakt-serien og opptil 500 * In for MKV-serien);

- levetid for kondensatorer fra 100 000 timer til 300 000 timer (ved temperaturklasse -40 / D i henhold til IEC 60831-1);

— for PhaseCap compact og MKV-serien er det tillatte antallet operasjoner henholdsvis 10 000 per år og 20 000;

— overtrykksbryteren aktiveres i alle 3 fasene, og eliminerer fullstendig muligheten for et potensielt støt på kondensatorhuset;

— drift er tillatt opp til 4000 moh.

— selvfølgelig teknologien for selvhelbredelse, kutting av bølger, etc. er tilstede

Kontrollere

Moderne kontroller for effektfaktorkorrigering er basert på mikroprosessorer. Mikroprosessoren analyserer signalet fra strømtransformatoren og gir kommandoer for å kontrollere kondensatorbankene ved å koble til eller fra individuelle kondensatorer eller hele banker.Den intelligente styringen av korreksjonskondensatorene gjør det ikke bare mulig å sikre maksimal full belastning av kondensatorbankene, men også å minimere antall bytteoperasjoner og dermed optimere levetiden til kondensatorbanken.

I produktlinjen til selskapet EPCOS AG er det 4x, 6 (7m), 12 (13) trinnkontrollere for styring av både elektromekaniske og tyristorkontaktorer. Det finnes også kombinerte versjoner som kan bytte begge typer kontaktorer samtidig. På kundens forespørsel er kontrollerne utstyrt med et grensesnitt for tilkobling til en datamaskin eller et AMR-system.

Hovedforskjellene mellom kontrollerene til denne produsenten er:

-tekst-digital meny på russisk;

— flytende krystallskjermen fungerer godt ved lave temperaturer;

— det er bakgrunnsbelysning på skjermen;

— fiksering og lagring av hovedparametrene som påvirker levetiden til kondensatorene (overspenning, temperaturøkning, harmoniske av strøm og spenning opptil 19 inkludert, antall starter og driftstiden for hvert trinn)

— det er funksjoner for beskyttelse og avstengning av kompensasjonssystemet når parametere overskrides, som påvirker levetiden til kondensatorer og mange andre

Forenklede og billigere modeller er også tilgjengelig for bruk i enklere systemer.

Bytte enheter

Elektromekaniske eller tyristorkontaktorer brukes til å bytte kondensatorer i standard likerettingssystemer eller kondensatorer og struper i avstemte systemer. Inkludering i strømkretser gjøres enten ved hjelp av mekaniske kontakter eller ved bruk av halvlederenheter.Elektronisk veksling er å foretrekke, spesielt når rask veksling er nødvendig i dynamiske korreksjonssystemer. For eksempel hvis hovedbelastningen i det elektriske nettverket er sveisemaskiner.

Elektromekaniske kontaktorer produsert av EPCOS AG er tilgjengelig i kapasiteter opp til 100 kvar. Tyristorkontaktorer har i dag det bredeste utvalget: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar for 400V og 50 kvar og 200kvar for drift i 690V nett.

Gasspaker

Distribusjonsnettverk har ofte harmoniske forvrengninger forårsaket av bruk av moderne elektroniske enheter som skaper en ikke-lineær belastning. Slike enheter kan for eksempel være kontrollerte elektriske drev, avbruddsfri strømforsyning, elektroniske ballaster, sveisemaskiner osv. Overtoner kan være farlige for kondensatorer i likeretterkretser, spesielt hvis kondensatorene opererer med en resonansfrekvens. Å inkludere en choke i serie med en korreksjonskondensator gjør at du kan justere resonansfrekvensen i systemet noe og unngå mulig skade på det.

5. og 7. harmoniske er spesielt kritiske (250 og 350 Hz i et 50 Hz nettverk). Forstyrrede kondensatortrinn reduserer harmonisk forvrengning i strømkretser.

Chokeserien fra EPCOS AG har kapasiteter fra 10 til 200 kvar.

Tilbehør

EPCOS AG-produktlinjen inkluderer også tilbehør for å bygge reaktive effektkorreksjonssystemer i henhold til spesielle krav:

— beskyttelseshetter og hus for å øke beskyttelsesgraden til kondensatorene til IP64;

— utladningsdrosler, som gjør det mulig å gjøre hastigheten til det reaktive effektkorreksjonssystemet omtrent 1 sekund uten å redusere levetiden til kondensatorer og spesielle utladningsmotstander og drosler for systemer med tyristorkontaktorer;

— enheter som tillater, i motsetning til summeringstransformatoren, å kontrollere et system med 4 korreksjonssystemer samtidig;

— adaptere for tilkobling av kontrolleren til nettspenning

De 13 viktigste faktorene for å bygge en concealer

Dette er verdt å være oppmerksom på når du designer eller velger riktig installasjon for deg selv:

1. Bestem den nødvendige rms-effekten (kvar) til kondensatoren for effektfaktorkorreksjon.

2. Konstruer kondensatorbanken på en slik måte at den gir koblingstrinnkapasiteten innenfor 15 … 20 % av nødvendig effekt. Det er ikke nødvendig å sikre at kondensatorer byttes i trinn på 5 % eller 10 %, da dette kun vil resultere i høy svitsjefrekvens, men ikke vil påvirke effektfaktorverdien nevneverdig.

3. Prøv å designe en kondensatorbank med standard oppløsningsverdier, gjerne multipler på 25 kvar.

4. Ikke glem å observere minimum tillatte avstander mellom kondensatorene (20 mm) og beskytte dem med skjermer eller tilstrekkelig avstand fra oppvarming av andre elementer i systemet.

5. Temperaturen i installasjonsområdet til kondensatorer bør ikke overstige 35? C. Ellers vil deres levetid bli redusert.

Husk at langvarig oppvarming av en kondensator med bare 7 ° C over normen reduserer levetiden med 2 ganger!

6.Mål de harmoniske strømmene i strømkabelen uten korreksjonskondensator og ved forskjellige belastninger. Bestem frekvensen og maksimal amplitude for hver av de tilstedeværende harmoniske. Beregn den totale harmoniske forvrengningen av strømmen: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Beregn de individuelle koeffisientene til hver av harmoniske: THD-IR = 100 IR / I1

8. Mål tilstedeværelsen av harmoniske i forsyningsspenningen utenfor systemet. Hvis mulig, mål dem på høyspenningssiden. Beregn den totale harmoniske forvrengningen av spenningen: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Harmonisk nivå (målt uten kondensator) over eller under THD-I> 10% eller THD-V> 3%.

Hvis JA, bruk et sett filter og gå til trinn 7.

Hvis NEI, bruk en standard concealer og hopp over trinn 10, 11 og 12.

10. Nivå av 3. strømharmoniske I3> 0,2 · I5

Hvis JA, bruk et filter med p = 14 % og hopp over trinn 8.

Hvis NEI, bruk et filter med p = 7 % eller 5,67 % og gå til trinn 8.

11. Hvis THD -V = 3 … 7 % — trenger du et filter med p = 7 %

> 7 % — et filter med p = 5,67 % kreves

> 10 % — spesiell filterdesign kreves. Ta kontakt med representasjonskontoret til EPCOS AG i Russland og CIS-landene.

Ikke spar på choker i nærvær av harmoniske i det elektriske nettverket! Som praksis viser, vil denne «økonomien» føre til svikt i kondensatorer innen 6-10 måneder! Utskifting av kondensatorer, med tanke på installasjonskostnadene, vil koste de samme pengene som vil gå til den første installasjonen av choker!

12.Velg de riktige komponentene ved å bruke tabellene utviklet av EPCOS (eller hjelp fra selskapets representant) for de justerte filterkorrektorene og standardverdiene for effektiv effekt, linjespenning, frekvens og en forhåndsbestemt p-faktor.

Bruk alltid kun ekte EPCOS-komponenter designet for å bygge korrigerte filtereffektfaktorer. Vær oppmerksom på at choker er spesifisert for deres effektive effekt for valgt forsyningsspenning og frekvens. Denne kraften er den effektive kraften til LC-kretsen ved grunnfrekvensen.

Spenningen til de avstemte filterkondensatorene må være høyere enn forsyningsspenningen, da seriekobling av induktoren vil forårsake overspenning Kondensatorkontaktorer er spesialdesignet for pålitelig drift med kapasitive laster og skal gi redusert startstrøm.

13. Sikringer eller automatiske elektromagnetiske sikringer kan brukes som kortslutningsbeskyttelse. Sikringer beskytter ikke kondensatorer mot overbelastning. De er kun for kortslutningsbeskyttelse. Sikringens utløsningsstrøm må overstige kondensatorens nominelle strøm med 1,6 ... 1,8 ganger.