Modern teknik för reaktiv effektkompensation

För en rationell användning av el är det nödvändigt att tillhandahålla ekonomiska metoder för dess produktion, överföring och distribution med minimala förluster. För att göra detta är det nödvändigt att utesluta från de elektriska nätverken alla faktorer som leder till uppkomsten av förluster. En av dem är fasfördröjningen av den strömmande strömmen från spänningen i närvaro av en induktiv belastning, eftersom belastningar i industriella och hushållskraftöverföringsnät vanligtvis har en aktiv-induktiv karaktär.

Syftet med systemen reaktiv effektkompensation består i att kompensera den totala fasförskjutningen genom att införa en fasförskjutning. Detta leder till en minskning av strömmen som flyter genom nätverken och följaktligen till en minskning av parasitiska aktiva förluster i ledningarna och distributionsnätet. Den nödvändiga framgången skapas genom att ansluta kondensatorer parallellt med matningsnätet. För maximal effektivitet bör triggerkretsen anslutas så nära den induktiva lasten som möjligt.

Effektfaktorkorrigeringssystem minskar den reaktiva komponenten av strömmen som flyter genom kraftnätet. När belastningens karaktär ändras är det nödvändigt att omkonfigurera korrigeringskretsarna i enlighet därmed. För detta används vanligtvis automatiska korrigeringssystem, som utför stegvis in- eller urkoppling av individuella korrigeringskondensatorer. Bild som schematiskt visar principen för utseendet av reaktiva komponenter i nätverk.

Effektfaktorkorrigeringsfördelar:

• Återbetalningstiden är från 8 till 24 månader på grund av sänkningen av elpriset. Korrigeringar minskar den reaktiva effekten i systemet. Elförbrukningen minskar och dess pris sänks proportionellt.

• Effektiv användning av nätverk. En hög effektfaktor innebär effektivare användning av distributionsnäten (mer nettoeffektflöden för samma totala effekt).

• Stabiliserande spänning.

• Mindre spänningsfall.

• Genom att minska strömmen, sidan kabelns tvärsnitt… Alternativt, i befintliga system, kan extra effekt överföras via en kabel med konstant tvärsnitt.

• Minskning av förluster i elöverföring. Överförings- och omkopplingsanordningar arbetar med ett lägre strömvärde. Följaktligen minskar också ohmska förluster.

Nyckelkomponenter i kompensationssystem för reaktiv effekt

Effektfaktorkorrigeringskondensatorer ger den nödvändiga fasförskjutningen för strömmen, vilket kompenserar för fasfördröjningen i kretsar med induktiv belastning.Kondensatorerna för effektfaktorkorrigeringskretsarna måste klara de stora inkopplingsströmmar (> 100 IR) som uppstår vid byte av kondensatorer. När kondensatorerna är parallellkopplade i batteriet blir startströmmarna ännu högre (> 150 IR), eftersom startströmmen går inte bara från matningskretsarna utan även från de parallellkopplade kondensatorerna.

EPCOS AG tillverkar kondensatorer med spänningar från 230 till 800V och effekt från 0,25 till 100kVAr. De erbjuder torra eller oljefyllda kondensatorer beroende på driftsförhållandena.

De viktigaste skillnaderna mellan kondensatorerna från denna tillverkare är:

-brett driftområde -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C för MKV-seriens kondensatorer);

— tål startströmmar upp till 200 * In av den nominella (upp till 300 * In för PhaseCap-kompaktserien och upp till 500 * In för MKV-serien);

-livslängd för kondensatorer från 100 000 h till 300 000 h (vid temperaturklass -40 / D enligt IEC 60831-1);

— För PhaseCap compact och MKV-serien är det tillåtna antalet operationer 10 000 per år respektive 20 000;

— Övertrycksbrytaren aktiveras i alla tre faserna, vilket helt eliminerar möjligheten för en potentiell stöt i kondensorhuset.

— Drift är tillåten upp till 4000 m över havet.

— naturligtvis tekniken för självläkning, skärande vågor, etc. är närvarande

Styrenheter

Moderna styrenheter för effektfaktorkorrigering är baserade på mikroprocessorer. Mikroprocessorn analyserar signalen från strömtransformatorn och ger kommandon för att styra kondensatorbankerna genom att ansluta eller koppla bort enskilda kondensatorer eller hela banker.Den intelligenta hanteringen av korrigeringskondensatorerna tillåter inte bara att säkerställa maximal full belastning av kondensatorbankerna, utan också att minimera antalet omkopplingsoperationer och därmed optimera livslängden för kondensatorbanken.

I företaget EPCOS AGs produktlinje finns 4x, 6 (7m), 12 (13) stegregulatorer för styrning av både elektromekaniska och tyristorkontaktorer. Det finns även kombinerade versioner som kan koppla om båda typerna av kontaktorer samtidigt. På kundens begäran är regulatorerna utrustade med ett gränssnitt för anslutning till en dator eller ett AMR-system.

De viktigaste skillnaderna mellan kontrollerna från denna tillverkare är:

-text-digital meny på ryska;

— LCD-skärmen fungerar bra vid låga temperaturer;

— det finns en bakgrundsbelysning på displayen;

— fastställande och lagring av huvudparametrar som påverkar kondensatorernas livslängd (överspänning, temperaturökning, övertoner av ström och spänning upp till 19 inklusive, antalet starter och drifttiden för varje steg)

— det finns funktioner för skydd och avstängning av kompensationssystemet när parametrar överskrids, vilket påverkar livslängden på kondensatorer och många andra

Förenklade och billigare modeller finns också för användning i enklare system.

Byt enhet

Elektromekaniska eller tyristorkontaktorer används för att koppla kondensatorer i standardlikriktarsystem eller kondensatorer och chokes i avstämda system. Inkludering i kraftkretsar görs antingen med hjälp av mekaniska kontakter eller med hjälp av halvledarenheter.Elektronisk omkoppling är att föredra, särskilt när snabb omkoppling krävs i dynamiska korrigeringssystem. Till exempel om huvudbelastningen i det elektriska nätet är svetsmaskiner.

Elektromekaniska kontaktorer tillverkade av EPCOS AG finns i kapaciteter upp till 100 kvar. Tyristorkontaktorer har idag det bredaste utbudet: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar för 400V och 50 kvar och 200kvar för drift i 690V-nät.

Gasreglage

Distributionsnätverk har ofta harmoniska förvrängningar som orsakas av användningen av moderna elektroniska enheter som skapar en icke-linjär belastning. Sådana enheter kan till exempel vara styrda elektriska drivningar, avbrottsfri strömförsörjning, elektroniska förkopplingsdon, svetsmaskiner etc. Övertoner kan vara farliga för kondensatorer i likriktarkretsar, speciellt om kondensatorerna arbetar med en resonansfrekvens. Att inkludera en choke i serie med en korrigeringskondensator gör att du kan ställa in resonansfrekvensen i systemet något och undvika eventuella skador på det.

De 5:e och 7:e övertonerna är särskilt kritiska (250 och 350 Hz i ett 50 Hz-nätverk). Förvrängda kondensatorsteg minskar harmonisk distorsion i kraftkretsar.

Chokesortimentet från EPCOS AG har kapaciteter från 10 till 200 kvar.

Tillbehör

EPCOS AGs produktlinje inkluderar även tillbehör för att bygga reaktiva effektkorrigeringssystem enligt speciella krav:

— Skyddslock och höljen för att öka kondensatorernas skyddsgrad till IP64.

— Urladdningsdrosslar som gör det möjligt att göra det reaktiva korrigeringssystemets hastighet cirka 1 sekund utan att förkorta livslängden för kondensatorer och speciella urladdningsmotstånd och drosslar för system med tyristorkontaktorer.

— enheter som gör det möjligt att, till skillnad från summeringstransformatorn, styra ett system med fyra korrigeringssystem samtidigt;

— adaptrar för anslutning av styrenheten till nätspänning

De 13 viktigaste faktorerna för att bygga en concealer

Detta är värt att uppmärksamma när du designar eller väljer rätt installation för dig själv:

1. Bestäm den erforderliga rms-effekten (kvar) för kondensatorn för effektfaktorkorrigering.

2. Konstruera kondensatorbanken på ett sådant sätt att den ger kopplingsstegkapaciteten inom 15 … 20 % av den erforderliga effekten. Det är inte nödvändigt att säkerställa att kondensatorerna kopplas om i steg om 5 % eller 10 %, eftersom detta endast kommer att resultera i en hög kopplingsfrekvens, men inte nämnvärt påverkar effektfaktorvärdet.

3. Försök att designa en kondensatorbank med standardupplösningsvärden, gärna multiplar av 25 kvar.

4. Glöm inte att observera de minsta tillåtna avstånden mellan kondensatorerna (20 mm) och skydda dem med skärmar eller ett tillräckligt avstånd från uppvärmning av andra element i systemet.

5. Temperaturen i installationsområdet för kondensatorer bör inte överstiga 35? C. Annars kommer deras livslängd att förkortas.

Kom ihåg att långvarig uppvärmning av en kondensator med endast 7 ° C över normen minskar dess livslängd med 2 gånger!

6.Mät övertonsströmmarna i strömkabeln utan korrigeringskondensator och vid olika belastningar. Bestäm frekvensen och maximal amplitud för var och en av de närvarande övertonerna. Beräkna den totala övertonsförvrängningen av strömmen: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Beräkna de individuella koefficienterna för var och en av övertonerna: THD-IR = 100 IR / I1

8. Mät förekomsten av övertoner i matningsspänningen utanför systemet. Om möjligt, mät dem på högspänningssidan. Beräkna den totala harmoniska distorsionen av spänningen: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Övertonsnivå (mätt utan kondensator) över eller under THD-I> 10% eller THD-V> 3%.

Om JA, använd ett inställt filter och gå till steg 7.

Om NEJ, använd en vanlig concealer och hoppa över steg 10, 11 och 12.

10. Nivå för 3:e strömövertonen I3> 0,2 · I5

Om JA, använd ett filter med p = 14 % och hoppa över steg 8.

Om NEJ, använd ett filter med p = 7 % eller 5,67 % och gå till steg 8.

11. Om THD -V = 3 … 7 % — behöver du ett filter med p = 7 %

> 7 % — ett filter med p = 5,67 % krävs

> 10 % — speciell filterdesign krävs. Kontakta EPCOS AG:s representationskontor i Ryssland och OSS-länderna.

Snåla inte med chokes i närvaro av övertoner i elnätet! Som praxis visar kommer denna "ekonomi" att leda till att kondensatorer misslyckas inom 6-10 månader! Att byta ut kondensatorer, med hänsyn till installationskostnaden, kommer att kosta samma pengar som kommer att gå till den första installationen av chokes!

12.Välj lämpliga komponenter med hjälp av tabellerna utvecklade av EPCOS (eller med hjälp av företagets representant) för de justerade filterkorrektorerna och standardvärdena för effektiv effekt, linjespänning, frekvens och en förutbestämd p-faktor.

Använd alltid endast äkta EPCOS-komponenter som är utformade för att bygga korrigerade filtereffektfaktorer. Observera att drosslar är specificerade för sin effektiva effekt för vald matningsspänning och frekvens. Denna effekt är den effektiva effekten av LC-kretsen vid grundfrekvensen.

Spänningen för de avstämda filterkondensatorerna måste vara högre än matningsspänningen, eftersom seriekoppling av induktorn kommer att orsaka överspänning.Kondensatorkontaktorer är speciellt konstruerade för tillförlitlig drift med kapacitiv belastning och måste ge en reducerad startström.

13. Säkringar eller automatiska elektromagnetiska säkringar kan användas som kortslutningsskydd. Säkringar skyddar inte kondensatorer från överbelastning. De är endast till för kortslutningsskydd. Säkringens utlösningsström måste överstiga kondensatorns nominella ström med 1,6 ... 1,8 gånger.