Suvremene tehnologije za kompenzaciju jalove snage

Za racionalno korištenje električne energije potrebno je osigurati ekonomične načine njezine proizvodnje, prijenosa i distribucije uz minimalne gubitke. Da biste to učinili, potrebno je iz električnih mreža isključiti sve čimbenike koji dovode do gubitaka. Jedan od njih je fazno kašnjenje struje koja teče od napona u prisutnosti induktivnog opterećenja, jer opterećenja u industrijskim i kućanskim mrežama za prijenos električne energije obično imaju aktivno-induktivnu prirodu.

Namjena sustava kompenzacija jalove snage sastoji se u kompenziranju ukupnog faznog pomaka uvođenjem faznog pomaka. To dovodi do smanjenja struje koja teče kroz mreže i, sukladno tome, do smanjenja parazitskih aktivnih gubitaka u žicama i distribucijskoj mreži. Potreban napredak stvara se spajanjem kondenzatora paralelno s opskrbnom mrežom. Za maksimalnu učinkovitost, okidački krug treba biti spojen što je moguće bliže induktivnom opterećenju.

Sustavi korekcije faktora snage smanjuju jalovu komponentu struje koja teče kroz električnu mrežu. Kada se priroda opterećenja promijeni, potrebno je rekonfigurirati krugove korekcije u skladu s tim. Za to se obično koriste sustavi za automatsku korekciju, koji izvode postupno spajanje ili isključivanje pojedinačnih korekcijskih kondenzatora. Slika koja shematski prikazuje princip pojavljivanja reaktivnih komponenti u mrežama.

Prednosti korekcije faktora snage:

• Rok povrata je od 8 do 24 mjeseca zbog smanjenja cijene električne energije. Ispravci smanjuju jalovu snagu u sustavu. Smanjuje se potrošnja električne energije i proporcionalno se smanjuje njezina cijena.

• Učinkovito korištenje mreža. Visok faktor snage znači učinkovitije korištenje distribucijske mreže (više neto protoka snage za istu ukupnu snagu).

• Stabilizirajući napon.

• Manji pad napona.

• Smanjenjem struje koja teče, strana presjek kabela… Alternativno, u postojećim sustavima, dodatna snaga se može prenijeti preko kabela konstantnog presjeka.

• Smanjenje gubitaka u prijenosu električne energije. Prijenosni i sklopni uređaji rade s manjom vrijednošću struje. Sukladno tome, smanjuju se i omski gubici.

Ključne komponente sustava za kompenzaciju jalove snage

Kondenzatori za korekciju faktora snage osiguravaju potreban fazni pomak za struju koja teče, čime se kompenzira fazni zaostatak u krugovima s induktivnim opterećenjem.Kondenzatori za krugove korekcije faktora snage moraju izdržati velike udarne struje (> 100 IR) koje se javljaju prilikom prebacivanja kondenzatora. Kada su kondenzatori paralelno spojeni u bateriji, udarne struje postaju još veće (> 150 IR), jer udarna struja ne teče samo iz krugova napajanja, već i iz kondenzatora spojenih paralelno.

EPCOS AG proizvodi kondenzatore napona od 230 do 800V i snage od 0,25 do 100kVAr. Ovisno o uvjetima rada nude suhe ili uljne kondenzatore.

Glavne razlike između kondenzatora ovog proizvođača su:

-široki radni raspon -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C za kondenzatore serije MKV);

— izdržati početne struje do 200 * In od nominalne (do 300 * In za PhaseCap compact seriju i do 500 * In za seriju MKV);

-životni vijek kondenzatora od 100.000 h do 300.000 h (pri temperaturnom razredu -40 / D prema IEC 60831-1);

— za serije PhaseCap compact i MKV dopušteni broj operacija je 10 000 godišnje odnosno 20 000;

— prekotlačna sklopka se aktivira u sve 3 faze, potpuno eliminirajući mogućnost potencijalnog udara kućišta kondenzatora;

— rad je dopušten do 4000 m nadmorske visine.

— naravno, tehnologija samoiscjeljivanja, rezanja valova itd. su prisutni

Kontrolori

Suvremeni regulatori korekcije faktora snage temelje se na mikroprocesorima. Mikroprocesor analizira signal strujnog transformatora i daje naredbe za upravljanje kondenzatorskim baterijama spajanjem ili isključivanjem pojedinačnih kondenzatora ili cijelih baterija.Inteligentno upravljanje korekcijskim kondenzatorima omogućuje ne samo osiguranje maksimalnog punog opterećenja kondenzatorskih baterija, već i minimiziranje broja prebacivanja i time optimiziranje životnog vijeka kondenzatorske baterije.

U proizvodnoj liniji tvrtke EPCOS AG nalaze se 4x, 6 (7m), 12 (13) stepenasti regulatori za upravljanje elektromehaničkim i tiristorskim sklopnicima. Također postoje kombinirane verzije koje mogu uključiti obje vrste kontaktora istovremeno. Na zahtjev kupca kontroleri su opremljeni sučeljem za spajanje na računalo ili AMR sustav.

Glavne razlike između kontrolera ovog proizvođača su:

-tekstualno-digitalni izbornik na ruskom;

— zaslon s tekućim kristalima dobro radi na niskim temperaturama;

— postoji pozadinsko osvjetljenje na zaslonu;

— fiksiranje i pohranjivanje glavnih parametara koji utječu na životni vijek kondenzatora (prenapon, porast temperature, harmonici struje i napona do uključivo 19, broj pokretanja i vrijeme rada svakog stupnja)

— postoje funkcije za zaštitu i isključivanje kompenzacijskog sustava kada se prekorače parametri, koji utječu na vijek trajanja kondenzatora i mnoge druge

Pojednostavljeni i jeftiniji modeli također su dostupni za korištenje u jednostavnijim sustavima.

Preklopni uređaji

Elektromehanički ili tiristorski kontaktori koriste se za prebacivanje kondenzatora u standardnim ispravljačkim sustavima ili kondenzatora i prigušnica u rasklapanim sustavima. Uključivanje u strujne krugove vrši se ili uz pomoć mehaničkih kontakata ili pomoću poluvodičkih uređaja.Poželjno je elektroničko prebacivanje, posebno kada je potrebno brzo prebacivanje u sustavima dinamičke korekcije. Na primjer, ako su glavno opterećenje u električnoj mreži strojevi za zavarivanje.

Elektromehanički kontaktori proizvođača EPCOS AG dostupni su u kapacitetima do 100 kvar. Tiristorski sklopnici danas imaju najširi raspon: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar za 400V te 50 kvar i 200kvar za rad u mrežama 690V.

Prigušnice

Distribucijske mreže često imaju harmonijska izobličenja uzrokovana uporabom suvremenih elektroničkih uređaja koji stvaraju nelinearno opterećenje. Takvi uređaji mogu biti, na primjer, upravljani električni pogoni, besprekidni izvori napajanja, elektronički balasti, aparati za zavarivanje itd. Harmonici mogu biti opasni za kondenzatore u ispravljačkim krugovima, osobito ako kondenzatori rade na rezonantnoj frekvenciji. Uključivanje prigušnice u seriju s korekcijskim kondenzatorom omogućuje vam donekle podešavanje rezonantne frekvencije u sustavu i izbjegavanje mogućeg oštećenja.

Posebno su kritični 5. i 7. harmonik (250 i 350 Hz u mreži od 50 Hz). Poremećeni koraci kondenzatora smanjuju harmonijska izobličenja u strujnim krugovima.

Asortiman prigušnica tvrtke EPCOS AG ima kapacitete od 10 do 200 kvar.

Pribor

Linija proizvoda EPCOS AG također uključuje pribor za izgradnju sustava za korekciju jalove snage prema posebnim zahtjevima:

— zaštitne kape i kućišta za povećanje stupnja zaštite kondenzatora na IP64;

— prigušnice za pražnjenje, koje omogućuju brzinu sustava za korekciju jalove snage oko 1 sekunde bez smanjenja radnog vijeka kondenzatora i posebnih otpornika za pražnjenje i prigušnica za sustave s tiristorskim kontaktorima;

— uređaji koji omogućuju, za razliku od zbrajajućeg transformatora, upravljanje sustavom od 4 sustava korekcije odjednom;

— adapteri za spajanje regulatora na mrežni napon

Glavnih 13 faktora u izgradnji korektora

Na ovo vrijedi obratiti pozornost prilikom projektiranja ili odabira prave instalacije za sebe:

1. Odredite potrebnu efektivnu snagu (kvar) kondenzatora za korekciju faktora snage.

2. Projektirajte kondenzatorsku bateriju na takav način da osigurate kapacitet sklopnog koraka unutar 15 … 20% potrebne snage. Nije potrebno osigurati da se kondenzatori preklapaju u koracima od 5% ili 10%, jer će to rezultirati samo visokom frekvencijom preklapanja, ali neće značajno utjecati na vrijednost faktora snage.

3. Pokušajte dizajnirati kondenzatorsku bateriju sa standardnim vrijednostima rezolucije, po mogućnosti višekratnicima od 25 kvar.

4. Ne zaboravite poštivati ​​minimalne dopuštene udaljenosti između kondenzatora (20 mm) i zaštititi ih ekranima ili dovoljnom udaljenošću od zagrijavanja od strane drugih elemenata sustava.

5. Temperatura u području ugradnje kondenzatora ne smije prelaziti 35? C. U protivnom će im se životni vijek smanjiti.

Imajte na umu da produljeno zagrijavanje kondenzatora za samo 7 ° C iznad norme smanjuje njegov radni vijek 2 puta!

6.Izmjerite harmoničke struje u kabelu za napajanje bez korekcijskog kondenzatora i pri različitim opterećenjima. Odredite frekvenciju i najveću amplitudu svakog od prisutnih harmonika. Izračunajte ukupno harmonijsko izobličenje struje: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Izračunajte pojedinačne koeficijente svakog od harmonika: THD-IR = 100 IR / I1

8. Izmjerite prisutnost harmonika u naponu napajanja izvan sustava. Ako je moguće, izmjerite ih na visokonaponskoj strani. Izračunajte ukupno harmonično izobličenje napona: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Razina harmonika (mjerena bez kondenzatora) iznad ili ispod THD-I> 10% ili THD-V> 3%.

Ako DA, upotrijebite postavljeni filtar i prijeđite na korak 7.

Ako NE, upotrijebite standardni korektor i preskočite korake 10, 11 i 12.

10. Razina 3. harmonika struje I3> 0,2 · I5

Ako DA, upotrijebite filtar s p = 14% i preskočite korak 8.

Ako NE, upotrijebite filtar s p = 7% ili 5,67% i prijeđite na korak 8.

11. Ako je THD -V = 3 … 7% — potreban vam je filtar s p = 7%

> 7% — potreban je filtar s p = 5,67%.

> 10% — potreban je poseban dizajn filtra. Obratite se predstavništvu EPCOS AG u Rusiji i zemljama ZND-a.

Ne štedite na prigušnicama u prisutnosti harmonika u električnoj mreži! Kao što praksa pokazuje, ova "ekonomija" će dovesti do kvara kondenzatora u roku od 6-10 mjeseci! Zamjena kondenzatora, uzimajući u obzir troškove instalacije, koštat će isti novac koji će ići na početnu ugradnju prigušnica!

12.Odaberite odgovarajuće komponente pomoću tablica koje je izradio EPCOS (ili uz pomoć predstavnika tvrtke) za prilagođene korektore filtera i standardne vrijednosti za efektivnu snagu, napon mreže, frekvenciju i unaprijed određeni p-faktor.

Uvijek koristite samo originalne EPCOS komponente dizajnirane za izradu ispravljenih faktora snage filtra. Imajte na umu da su prigušnice specificirane prema njihovoj efektivnoj snazi ​​za odabrani napon napajanja i frekvenciju. Ova snaga je efektivna snaga LC kruga na osnovnoj frekvenciji.

Nazivni napon deštimiranih kondenzatora filtera mora biti veći od napona napajanja, jer će serijski spoj induktora uzrokovati prenapon.Kondenzatorski sklopnici su posebno dizajnirani za pouzdan rad s kapacitivnim opterećenjima i moraju osigurati smanjenu struju pokretanja.

13. Osigurači ili automatski elektromagnetski osigurači mogu se koristiti kao uređaji za zaštitu od kratkog spoja. Osigurači ne štite kondenzatore od preopterećenja. Služe samo za zaštitu od kratkog spoja. Struja okidanja osigurača mora premašiti nazivnu struju kondenzatora za 1,6 ... 1,8 puta.