Modern technológiák a meddőteljesítmény kompenzálására

A villamos energia ésszerű felhasználásához gazdaságos, minimális veszteséggel járó előállítási, szállítási és elosztási módszereket kell biztosítani. Ehhez ki kell zárni az elektromos hálózatokból minden olyan tényezőt, amely a veszteségek előfordulásához vezet. Az egyik az átfolyó áram fáziskésése a feszültségből induktív terhelés jelenlétében, mivel az ipari és háztartási villamosenergia-átviteli hálózatok terhelései általában aktív-induktív jellegűek.

A rendszerek célja meddőteljesítmény kompenzáció a teljes fáziseltolódás kompenzálása fáziselőrelépés bevezetésével. Ez a hálózatokon átfolyó áram csökkenéséhez, és ennek megfelelően a vezetékekben és az elosztóhálózatban a parazita aktív veszteségek csökkenéséhez vezet. A szükséges előrehaladást a kondenzátorok táphálózattal párhuzamos csatlakoztatása teremti meg. A maximális hatékonyság érdekében a trigger áramkört a lehető legközelebb kell csatlakoztatni az induktív terheléshez.

A teljesítménytényező-korrekciós rendszerek csökkentik az áramhálózaton átfolyó áram reaktív összetevőjét. Amikor a terhelés jellege megváltozik, a korrekciós áramköröket ennek megfelelően újra kell konfigurálni. Ehhez általában automatikus korrekciós rendszereket használnak, amelyek az egyes korrekciós kondenzátorok lépcsőzetes be- vagy lekapcsolását végzik. Kép, amely sematikusan mutatja a reaktív komponensek hálózatokban való megjelenésének elvét.

A teljesítménytényező korrekciójának előnyei:

• A megtérülési idő az áram árának csökkenése miatt 8-24 hónap. A korrekciók csökkentik a rendszer meddőteljesítményét. Csökken a villamosenergia-fogyasztás és ezzel arányosan csökken az ára.

• A hálózatok hatékony használata. A nagy teljesítménytényező az elosztóhálózatok hatékonyabb kihasználását jelenti (több nettó energiaáramlás azonos összteljesítmény mellett).

• Stabilizáló feszültség.

• Kisebb feszültségesés.

• Az átfolyó áram csökkentésével az oldal a kábel keresztmetszete… Alternatív megoldásként a meglévő rendszerekben további teljesítmény továbbítható állandó keresztmetszetű kábelen.

• A veszteségek csökkentése a villamosenergia-átvitelben. Az átviteli és kapcsolóberendezések kisebb áramerősséggel működnek. Ennek megfelelően az ohmikus veszteségek is csökkennek.

A meddőteljesítmény-kompenzációs rendszerek kulcselemei

A teljesítménytényező-korrekciós kondenzátorok biztosítják a szükséges fáziselőleget az átfolyó áramhoz, ami kompenzálja a fáziskésést az induktív terhelésű áramkörökben.A teljesítménytényező korrekciós áramkörök kondenzátorainak el kell viselniük a kondenzátorok kapcsolásakor fellépő nagy bekapcsolási áramokat (> 100 IR). A kondenzátorok párhuzamos bekötésekor az akkumulátorban a bekapcsolási áramok még nagyobbak (> 150 IR), mert a bekapcsolási áram nemcsak a tápáramkörökből, hanem a párhuzamosan kapcsolt kondenzátorokból is folyik.

Az EPCOS AG 230 és 800 V közötti feszültségű, 0,25 és 100 kVAr közötti teljesítményű kondenzátorokat gyárt. Az üzemi körülményektől függően száraz vagy olajjal töltött kondenzátorokat kínálnak.

A fő különbségek a gyártó kondenzátorai között a következők:

-széles működési tartomány -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C az MKV sorozatú kondenzátoroknál);

— ellenáll az indítóáramnak 200 * In névleges értékig (akár 300 * In a PhaseCap kompakt sorozatnál és legfeljebb 500 * In az MKV sorozatnál);

-a kondenzátorok élettartama 100 000 és 300 000 óra között (-40 / D hőmérsékleti osztályon az IEC 60831-1 szerint);

— a PhaseCap compact és az MKV sorozat esetében a megengedett műveletek száma évi 10 000, illetve 20 000;

— a túlnyomás kapcsoló mind a 3 fázisban működésbe lép, teljesen kiküszöbölve a kondenzátorház esetleges ütésének lehetőségét;

— az üzemeltetés 4000 m tengerszint feletti magasságig megengedett.

— természetesen az öngyógyítás technológiája, a hullámvágás stb. jelen vannak

Vezérlők

A modern teljesítménytényező-korrekciós vezérlők mikroprocesszorokon alapulnak. A mikroprocesszor elemzi az áramváltó jelét, és parancsokat ad a kondenzátortelepek vezérlésére egyes kondenzátorok vagy teljes bankok csatlakoztatásával vagy leválasztásával.A korrekciós kondenzátorok intelligens kezelése nem csak a kondenzátortelepek maximális teljes terhelésének biztosítását teszi lehetővé, hanem a kapcsolási műveletek számának minimalizálását és ezáltal a kondenzátortelep élettartamának optimalizálását is.

Az EPCOS AG termékcsaládjában 4x, 6 (7m), 12 (13) lépcsős vezérlő található mind elektromechanikus, mind tirisztoros kontaktorok vezérlésére. Léteznek olyan kombinált változatok is, amelyek képesek mindkét típusú kontaktor egyidejű kapcsolására. Az ügyfél kérésére a vezérlőket számítógéphez vagy AMR rendszerhez való csatlakozásra alkalmas interfésszel szereljük fel.

A fő különbségek a gyártó vezérlői között a következők:

-szöveges-digitális menü oroszul;

— a folyadékkristályos kijelző jól működik alacsony hőmérsékleten;

— háttérvilágítás van a kijelzőn;

- a kondenzátorok élettartamát befolyásoló főbb paraméterek rögzítése és tárolása (túlfeszültség, hőmérséklet-emelkedés, áram- és feszültségharmonikusok 19-ig (beleértve), indítások száma és az egyes fokozatok működési ideje)

- vannak olyan funkciók a kompenzációs rendszer védelmére és leállítására, amikor a paraméterek túllépik, amelyek befolyásolják a kondenzátorok élettartamát és sok mást

Egyszerűbb rendszerekben való használatra egyszerűsített és olcsóbb modellek is elérhetők.

Kapcsolóeszközök

Az elektromechanikus vagy tirisztoros kontaktorokat szabványos egyenirányító rendszerekben kondenzátorok, de hangolt rendszerekben kondenzátorok és fojtótekercsek kapcsolására használják. A tápáramkörökbe való beépítés mechanikus érintkezők segítségével vagy félvezető eszközökkel történik.Előnyös az elektronikus kapcsolás, különösen akkor, ha dinamikus korrekciós rendszerekben gyors kapcsolás szükséges. Például, ha az elektromos hálózat fő terhelése a hegesztőgépek.

Az EPCOS AG által gyártott elektromechanikus kontaktorok 100 kvar kapacitásig kaphatók. A tirisztoros kontaktorok ma a legszélesebb választékkal rendelkeznek: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar 400 V-hoz és 50 kvar és 200 kvar 690 V-os hálózatokban történő működéshez.

Fojtószelepek

Az elosztó hálózatokban gyakran vannak harmonikus torzítások, amelyeket a modern elektronikus eszközök használata okoz, amelyek nemlineáris terhelést hoznak létre. Ilyen eszközök lehetnek például vezérelt elektromos hajtások, szünetmentes tápegységek, elektronikus előtétek, hegesztőgépek stb. A felharmonikusok veszélyesek lehetnek az egyenirányító áramkörök kondenzátoraira, különösen, ha a kondenzátorok rezonanciafrekvencián működnek. A fojtótekercs korrekciós kondenzátorral való sorba kapcsolása lehetővé teszi a rendszer rezonanciafrekvenciájának valamelyest hangolását, és elkerülheti annak esetleges károsodását.

Az 5. és 7. harmonikus különösen kritikus (250 és 350 Hz 50 Hz-es hálózatban). Az elromlott kondenzátorlépések csökkentik a harmonikus torzítást az áramkörökben.

Az EPCOS AG fojtótekercse 10 és 200 kvar közötti kapacitással rendelkezik.

kiegészítők

Az EPCOS AG termékcsalád speciális követelményeknek megfelelő kiegészítőket is tartalmaz meddőteljesítmény-korrekciós rendszerek építéséhez:

— védősapkák és házak a kondenzátorok védettségének IP64-re történő növelésére;

- kisülési fojtótekercsek, amelyek lehetővé teszik a meddőteljesítmény-korrekciós rendszer sebességének körülbelül 1 másodpercre való növelését anélkül, hogy csökkentenék a kondenzátorok élettartamát, valamint a tirisztoros kontaktorokkal rendelkező rendszerekhez használt speciális kisülési ellenállások és fojtótekercsek élettartamát;

— olyan eszközök, amelyek az összegző transzformátortól eltérően lehetővé teszik egy 4 korrekciós rendszerből álló rendszer egyidejű vezérlését;

— adapterek a vezérlőnek a hálózati feszültséghez való csatlakoztatásához

A korrektor felépítésének fő 13 tényezője

Erre érdemes odafigyelni, amikor a megfelelő telepítést tervezi vagy választja ki:

1. Határozza meg a kondenzátor effektív teljesítményét (kvar) a teljesítménytényező korrekciójához.

2. A kondenzátortelepet úgy alakítsa ki, hogy a kapcsolási lépésteljesítmény a szükséges teljesítmény 15…20%-án belül legyen. Nem szükséges gondoskodni arról, hogy a kondenzátorok 5%-os vagy 10%-os lépésekben legyenek kapcsolva, mivel ez csak magas kapcsolási frekvenciát eredményez, de nem befolyásolja érezhetően a teljesítménytényező értékét.

3. Próbáljon meg egy kondenzátortelepet tervezni szabványos felbontási értékekkel, lehetőleg 25 kvar többszörösével.

4. Ne felejtse el betartani a kondenzátorok közötti minimális megengedett távolságokat (20 mm), és védje őket árnyékolókkal, vagy megfelelő távolságra a rendszer egyéb elemei által okozott felmelegedéstől.

5. A kondenzátorok beépítési területén a hőmérséklet nem haladhatja meg a 35? C. Ellenkező esetben élettartamuk csökken.

Ne feledje, hogy a kondenzátor hosszan tartó melegítése, mindössze 7 ° C-kal a norma felett, 2-szer csökkenti élettartamát!

6.Mérje meg a tápkábel harmonikus áramait korrekciós kondenzátor nélkül és különböző terheléseknél. Határozza meg az egyes felharmonikusok frekvenciáját és maximális amplitúdóját. Számítsa ki az áram teljes harmonikus torzítását: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Számítsa ki az egyes harmonikusok egyedi együtthatóit: THD-IR = 100 IR / I1

8. Mérje meg a harmonikusok jelenlétét a tápfeszültségben a rendszeren kívül. Ha lehetséges, mérje meg őket a nagyfeszültségű oldalon. Számítsa ki a feszültség teljes harmonikus torzítását: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Harmonikus szint (kondenzátor nélkül mérve) THD-I> 10% vagy THD-V> 3% felett vagy alatt.

Ha IGEN, használjon beállított szűrőt, és folytassa a 7. lépéssel.

Ha NEM, használjon szabványos korrektort, és hagyja ki a 10., 11. és 12. lépést.

10. A 3. áramharmonikus szintje I3> 0,2 · I5

Ha IGEN, használjon p = 14%-os szűrőt, és hagyja ki a 8. lépést.

Ha NEM, használjon p = 7% vagy 5,67% szűrőt, és folytassa a 8. lépéssel.

11. Ha THD -V = 3 … 7% - szüksége van egy szűrőre p = 7%

> 7% — p = 5,67% szűrő szükséges

> 10% – speciális szűrő kialakítás szükséges. Kérjük, lépjen kapcsolatba az EPCOS AG képviseletével Oroszországban és a FÁK országokban.

Az elektromos hálózatban felharmonikusok jelenlétében ne spóroljunk a fojtással! Amint a gyakorlat azt mutatja, ez a „gazdaságosság” a kondenzátorok meghibásodásához vezet 6-10 hónapon belül! A kondenzátorok cseréje, figyelembe véve a telepítés költségeit, ugyanannyi pénzbe kerül, mint a fojtótekercsek kezdeti telepítése!

12.Válassza ki a megfelelő komponenseket az EPCOS (vagy a cég képviselőjének segítsége) által kidolgozott táblázatok segítségével a beállított szűrőkorrektorokhoz, valamint az effektív teljesítmény, a hálózati feszültség, a frekvencia és egy előre meghatározott p-tényező szabványos értékéhez.

Mindig csak eredeti EPCOS-komponenseket használjon, amelyeket a szűrő korrigált teljesítménytényezőinek kialakítására terveztek. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a fojtótekercsek a kiválasztott tápfeszültség és frekvencia effektív teljesítményére vonatkoznak. Ez a teljesítmény az LC áramkör effektív teljesítménye az alapfrekvencián.

A lehangolt szűrőkondenzátorok névleges feszültségének nagyobbnak kell lennie, mint a tápfeszültség, mivel az induktor soros csatlakoztatása túlfeszültséget okoz.

13. Biztosítékok vagy automatikus elektromágneses biztosítékok használhatók rövidzárlatvédelmi eszközként. A biztosítékok nem védik a kondenzátorokat a túlterheléstől. Csak rövidzárlat elleni védelemre szolgálnak. A biztosíték kioldó áramának 1,6 ... 1,8-szor kell meghaladnia a kondenzátor névleges áramát.