Reaktif güç kompanzasyonu için modern teknolojiler

Elektriğin rasyonel kullanımı için, üretimi, iletimi ve dağıtımı için minimum kayıplarla ekonomik yöntemler sağlamak gerekir. Bunu yapmak için, kayıpların oluşmasına neden olan tüm faktörleri elektrik şebekelerinden hariç tutmak gerekir. Bunlardan biri, endüktif bir yük varlığında gerilimden akan akımın faz gecikmesidir, çünkü endüstriyel ve ev tipi elektrik iletim ağlarındaki yükler genellikle aktif-endüktif bir yapıya sahiptir.

sistemlerin amacı reaktif güç kompanzasyonu bir faz ilerlemesi getirerek toplam faz kaymasını telafi etmekten oluşur. Bu, ağlar boyunca akan akımın azalmasına ve buna bağlı olarak kablolarda ve dağıtım ağındaki parazitik aktif kayıpların azalmasına yol açar. Kondansatörlerin besleme şebekesine paralel olarak bağlanmasıyla gerekli yol oluşturulur. Maksimum verim için, tetikleme devresi endüktif yüke mümkün olduğu kadar yakın bağlanmalıdır.

Güç faktörü düzeltme sistemleri, güç şebekesinden geçen akımın reaktif bileşenini azaltır. Yükün doğası değiştiğinde, düzeltme devrelerini buna göre yeniden yapılandırmak gerekir. Bunun için genellikle, bireysel düzeltme kapasitörlerinin kademeli olarak bağlanmasını veya bağlantısının kesilmesini gerçekleştiren otomatik düzeltme sistemleri kullanılır. Ağlarda reaktif bileşenlerin ortaya çıkma ilkesini şematik olarak gösteren resim.

Güç Faktörü Düzeltmesinin Faydaları:

• Elektrik fiyatındaki düşüş nedeniyle geri ödeme süresi 8 ila 24 ay arasındadır. Düzeltmeler sistemdeki reaktif gücü azaltır. Elektrik tüketimi azalır ve fiyatı orantılı olarak düşer.

• Ağların etkin kullanımı. Yüksek güç faktörü, dağıtım ağlarının daha verimli kullanılması anlamına gelir (aynı toplam güç için daha fazla net güç akışı).

• Stabilize edici voltaj.

• Daha az voltaj düşüşü.

• Akan akımı azaltarak, yan kablo kesiti… Alternatif olarak, mevcut sistemlerde sabit kesitli bir kablo üzerinden ek güç iletilebilir.

• Elektrik iletiminde kayıpların azaltılması. İletim ve anahtarlama cihazları daha düşük bir akım değeri ile çalışır. Buna bağlı olarak ohmik kayıplar da azalır.

Reaktif güç kompanzasyon sistemlerinin temel bileşenleri

Güç faktörü düzeltme kapasitörleri, endüktif yüklü devrelerde faz gecikmesini telafi eden akım akışı için gerekli faz ilerlemesini sağlar.Güç faktörü düzeltme devrelerinin kapasitörleri, kapasitörleri değiştirirken oluşan büyük ani akımlara (> 100 IR) dayanmalıdır. Kapasitörler aküye paralel bağlandığında, ani akımlar daha da yükselir (> 150 IR), çünkü ani akım yalnızca besleme devrelerinden değil, aynı zamanda paralel bağlı kapasitörlerden de akar.

EPCOS AG, 230 ila 800 V arası voltaj ve 0,25 ila 100 kVAr arası güçte kapasitörler üretmektedir. Çalışma koşullarına bağlı olarak kuru veya yağ dolu kapasitörler sunarlar.

Bu üreticinin kapasitörleri arasındaki temel farklar şunlardır:

-geniş çalışma aralığı -40 ... + 55 ° C (MKV serisi kapasitörler için -40 ... + 70 ° C);

— 200 * In'e kadar nominal başlangıç ​​akımlarına dayanabilir (FazCap kompakt serisi için 300 * In'e ve MKV serisi için 500 * In'e kadar);

-100.000 saatten 300.000 saate kadar kapasitörlerin hizmet ömrü (IEC 60831-1'e göre -40 / D sıcaklık sınıfında);

— PhaseCap kompakt ve MKV serileri için izin verilen işlem sayısı sırasıyla yılda 10.000 ve 20.000'dir;

— aşırı basınç anahtarı 3 fazın tamamında etkinleştirilerek kondenser mahfazasına olası bir şok olasılığını tamamen ortadan kaldırır;

— deniz seviyesinden 4000 m yüksekliğe kadar işletime izin verilir.

- tabii ki, kendi kendini iyileştirme teknolojisi, dalgaları kesme vb. mevcut

Kontrolörler

Modern güç faktörü düzeltme kontrolörleri, mikroişlemcilere dayalıdır. Mikroişlemci, akım trafosundan gelen sinyali analiz eder ve tek tek kapasitörleri veya tüm bankaları bağlayarak veya bağlantısını keserek kapasitör gruplarını kontrol etmek için komutlar verir.Düzeltme kapasitörlerinin akıllı yönetimi, yalnızca kapasitör banklarının maksimum tam yükünü sağlamaya değil, aynı zamanda anahtarlama işlemlerinin sayısını en aza indirmeye ve böylece kapasitör bankının ömrünü optimize etmeye de izin verir.

EPCOS AG firmasının ürün gamında hem elektromekanik hem de tristör kontaktörlerini kontrol etmek için 4x, 6 (7m), 12 (13) kademeli kontrolörler bulunmaktadır. Her iki tip kontaktörü aynı anda anahtarlayabilen kombine versiyonlar da vardır. Müşterinin talebi üzerine kontrolörler, bir bilgisayara veya bir AMR sistemine bağlanmak için bir arayüzle donatılır.

Bu üreticinin denetleyicileri arasındaki temel farklar şunlardır:

-Rusça metin-dijital menü;

— likit kristal ekran düşük sıcaklıklarda iyi çalışır;

— ekranda bir arka ışık var;

- kapasitörlerin hizmet ömrünü etkileyen ana parametrelerin sabitlenmesi ve saklanması (aşırı gerilim, sıcaklık artışı, 19'a kadar akım ve gerilim harmoniği, başlatma sayısı ve her aşamanın çalışma süresi)

— kapasitörlerin ve diğerlerinin ömrünü etkileyen parametreler aşıldığında kompanzasyon sisteminin korunması ve kapatılması için işlevler vardır

Daha basit sistemlerde kullanım için basitleştirilmiş ve daha ucuz modeller de mevcuttur.

Anahtarlama cihazları

Elektromekanik veya tristör kontaktörler, standart doğrultma sistemlerinde kapasitörleri veya uyumsuz sistemlerde kapasitörleri ve bobinleri anahtarlamak için kullanılır. Güç devrelerine dahil etme, ya mekanik kontaklar yardımıyla ya da yarı iletken cihazlar kullanılarak yapılır.Elektronik anahtarlama, özellikle dinamik düzeltme sistemlerinde hızlı anahtarlama gerektiğinde tercih edilir. Örneğin elektrik şebekesindeki ana yük kaynak makineleri ise.

EPCOS AG tarafından üretilen elektromekanik kontaktörler 100 kvar'a kadar kapasitelerde mevcuttur. Tristör kontaktörleri bugün en geniş aralığa sahiptir: 400V için 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar ve 690V şebekelerde çalışmak için 50 kvar ve 200kvar.

Kısmalar

Dağıtım ağları genellikle doğrusal olmayan bir yük oluşturan modern elektronik cihazların kullanımından kaynaklanan harmonik bozulmalara sahiptir. Bu tür cihazlar, örneğin kontrollü elektrikli sürücüler, kesintisiz güç kaynakları, elektronik balastlar, kaynak makineleri vb. Düzeltme kapasitörüne seri olarak bir jikle dahil etmek, sistemdeki rezonans frekansını bir şekilde ayarlamanıza ve olası hasarlardan kaçınmanıza olanak tanır.

5. ve 7. harmonikler özellikle kritiktir (50 Hz şebekede 250 ve 350 Hz). Dengesiz kapasitör adımları, güç devrelerindeki harmonik bozulmayı azaltır.

EPCOS AG'nin bobin aralığı 10 ila 200 kvar kapasiteye sahiptir.

Aksesuarlar

EPCOS AG ürün grubu, özel gereksinimlere göre reaktif güç düzeltme sistemleri oluşturmak için aksesuarlar da içerir:

— kapasitörlerin koruma derecesini IP64'e yükseltmek için koruyucu kapaklar ve mahfazalar;

- kapasitörlerin ve özel deşarj dirençlerinin ve tristör kontaktörlü sistemler için bobinlerin hizmet ömrünü azaltmadan reaktif güç düzeltme sisteminin hızını yaklaşık 1 saniye yapmaya izin veren deşarj bobinleri;

— Toplama transformatörünün aksine, aynı anda 4 düzeltme sisteminden oluşan bir sistemi kontrol etmeyi sağlayan cihazlar;

- kontrol cihazını şebeke voltajına bağlamak için adaptörler

Bir kapatıcı yapımında ana 13 faktör

Kendiniz için doğru kurulumu tasarlarken veya seçerken buna dikkat etmeye değer:

1. Güç faktörü düzeltmesi için kapasitörün gerekli rms gücünü (kvar) belirleyin.

2. Kondansatör bankasını, gerekli gücün %15 … 20'si dahilinde anahtarlama adımı kapasitesi sağlayacak şekilde tasarlayın. Kondansatörlerin %5 veya %10'luk artışlarla anahtarlanmasının sağlanması gerekli değildir, çünkü bu yalnızca yüksek anahtarlama frekansına neden olur, ancak güç faktörü değerini önemli ölçüde etkilemez.

3. Standart çözünürlük değerlerine, tercihen 25 kvar'ın katlarına sahip bir kapasitör bankası tasarlamaya çalışın.

4. Kondansatörler arasında izin verilen minimum mesafelere (20 mm) uymayı ve bunları ekranlarla veya sistemin diğer elemanlarının ısıtmasından yeterli bir mesafe ile korumayı unutmayın.

5. Kondansatörlerin kurulum alanındaki sıcaklık 35'i geçmemeli mi? C. Aksi takdirde hizmet ömürleri kısalacaktır.

Bir kondansatörün normalin sadece 7 ° C üzerinde uzun süreli ısıtılmasının hizmet ömrünü 2 kat azalttığını unutmayın!

6.Düzeltme kondansatörü olmadan ve farklı yüklerde güç kablosundaki harmonik akımları ölçün. Mevcut harmoniklerin her birinin frekansını ve maksimum genliğini belirleyin. Akımın toplam harmonik bozulmasını hesaplayın: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Harmoniklerin her birinin ayrı katsayılarını hesaplayın: THD-IR = 100 IR / I1

8. Sistem dışındaki besleme geriliminde harmoniklerin varlığını ölçün. Mümkünse bunları yüksek voltaj tarafında ölçün. Gerilimin toplam harmonik bozulmasını hesaplayın: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. THD-I> %10 veya THD-V> %3'ün üzerinde veya altında harmonik seviyesi (kapasitör olmadan ölçülmüştür).

EVET ise, ayarlanmış bir filtre kullanın ve 7. adıma gidin.

HAYIR ise, standart bir kapatıcı kullanın ve 10, 11 ve 12. adımları atlayın.

10. 3. akım harmoniği seviyesi I3> 0.2 · I5

EVET ise, p = %14 olan bir filtre kullanın ve 8. adımı atlayın.

HAYIR ise, p = %7 veya %5,67 olan bir filtre kullanın ve 8. adıma gidin.

11. THD -V = %3 … 7 ise — p = %7 olan bir filtreye ihtiyacınız vardır

> %7 — p = %5,67 olan bir filtre gereklidir

> %10 — özel filtre tasarımı gerekir. Lütfen EPCOS AG'nin Rusya ve BDT ülkelerindeki temsilciliği ile iletişime geçin.

Elektrik şebekesinde harmoniklerin varlığında şok bobinlerinden tasarruf etmeyin! Uygulamada görüldüğü gibi, bu "ekonomi" kapasitörlerin 6-10 ay içinde arızalanmasına yol açacaktır! Kurulum maliyeti dikkate alınarak kapasitörlerin değiştirilmesi, bobinlerin ilk kurulumuna gidecek olan aynı paraya mal olacaktır!

12.Ayarlanmış filtre düzelticiler için EPCOS tarafından geliştirilen tabloları (veya şirket temsilcisinin yardımıyla) ve etkin güç, hat voltajı, frekans ve önceden belirlenmiş bir p faktörü için standart değerleri kullanarak uygun bileşenleri seçin.

Her zaman yalnızca düzeltilmiş filtre güç faktörleri oluşturmak için tasarlanmış orijinal EPCOS bileşenlerini kullanın. Şok bobinlerinin, seçilen besleme voltajı ve frekansı için etkin güçlerine göre belirtildiğine lütfen dikkat edin. Bu güç, LC devresinin temel frekanstaki etkin gücüdür.

İndüktörün seri bağlanması aşırı gerilime neden olacağından, uyumsuz filtre kondansatörlerinin voltaj derecesi, besleme voltajından daha yüksek olmalıdır.Kondansatör kontaktörleri, kapasitif yüklerle güvenilir çalışma için özel olarak tasarlanmıştır ve azaltılmış bir başlangıç ​​akımı sağlamalıdır.

13. Kısa devre koruma cihazları olarak sigortalar veya otomatik elektromanyetik sigortalar kullanılabilir. Sigortalar kapasitörleri aşırı yükten korumaz. Bunlar sadece kısa devre koruması içindir. Sigortanın açma akımı, kapasitörün nominal akımını 1,6 ... 1,8 kat aşmalıdır.