Moderne technologieën voor blindvermogencompensatie

Voor een rationeel gebruik van elektriciteit is het noodzakelijk om economische methoden te bieden voor de productie, transmissie en distributie met minimale verliezen. Om dit te doen, is het noodzakelijk om van de elektrische netwerken alle factoren uit te sluiten die leiden tot het optreden van verliezen. Een daarvan is de fasevertraging van de stromende stroom van de spanning in de aanwezigheid van een inductieve belasting, aangezien belastingen in industriële en huishoudelijke stroomtransmissienetwerken meestal een actief-inductieve aard hebben.

Doel van systemen blindvermogen compensatie bestaat uit het compenseren van de totale faseverschuiving door het introduceren van een fasevooruitgang. Dit leidt tot een vermindering van de stroom die door de netwerken vloeit en dienovereenkomstig tot een vermindering van parasitaire actieve verliezen in de draden en het distributienetwerk. De nodige vooruitgang wordt geboekt door condensatoren parallel aan het voedingsnet te schakelen. Voor maximale efficiëntie moet het triggercircuit zo dicht mogelijk bij de inductieve belasting worden aangesloten.

Vermogensfactorcorrectiesystemen verminderen de reactieve component van de stroom die door het elektriciteitsnet vloeit. Wanneer de aard van de belasting verandert, is het noodzakelijk om de correctiecircuits dienovereenkomstig opnieuw te configureren. Hiervoor worden meestal automatische correctiesystemen gebruikt, die een stapsgewijze aansluiting of ontkoppeling van individuele correctiecondensatoren uitvoeren. Afbeelding die schematisch het principe weergeeft van het verschijnen van reactieve componenten in netwerken.

Voordelen van vermogensfactorcorrectie:

• De terugverdientijd is van 8 tot 24 maanden vanwege de verlaging van de prijs van elektriciteit. Correcties verminderen het blindvermogen in het systeem. Het elektriciteitsverbruik wordt verminderd en de prijs wordt proportioneel verlaagd.

• Effectief gebruik van netwerken. Een hoge arbeidsfactor betekent efficiënter gebruik van distributienetwerken (meer netto stroomstromen voor hetzelfde totale vermogen).

• Spanning stabiliseren.

• Minder spanningsverlies.

• Door de stroom te verminderen, wordt de zijkant dwarsdoorsnede van de kabel… Als alternatief kan in bestaande systemen extra vermogen worden overgedragen via een kabel met een constante doorsnede.

• Vermindering van verliezen bij elektriciteitstransmissie. Transmissie- en schakelapparaten werken met een lagere stroomwaarde. Dienovereenkomstig nemen ook ohmse verliezen af.

Sleutelcomponenten van blindvermogencompensatiesystemen

Condensatoren voor arbeidsfactorcorrectie zorgen voor de noodzakelijke fasevooruitgang voor de stroom die vloeit, wat de fasevertraging in circuits met inductieve belastingen compenseert.De condensatoren voor de vermogensfactorcorrectiecircuits moeten bestand zijn tegen de grote inschakelstromen (> 100 IR) die optreden bij het schakelen van condensatoren. Wanneer de condensatoren parallel in de batterij worden geschakeld, worden de inschakelstromen nog hoger (> 150 IR), omdat de inschakelstroom niet alleen uit de voedingscircuits vloeit, maar ook uit de parallel geschakelde condensatoren.

EPCOS AG produceert condensatoren met spanningen van 230 tot 800V en vermogens van 0,25 tot 100kVAr. Ze bieden droge of met olie gevulde condensatoren, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden.

De belangrijkste verschillen tussen de condensatoren van deze fabrikant zijn:

-breed werkbereik -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C voor condensatoren uit de MKV-serie);

— bestand tegen aanloopstromen tot 200 * In van de nominale waarde (tot 300 * In voor de PhaseCap compact-serie en tot 500 * In voor de MKV-serie);

-levensduur van condensatoren van 100.000 uur tot 300.000 uur (bij temperatuurklasse -40/D volgens IEC 60831-1);

— voor de PhaseCap compact- en MKV-series is het toegestane aantal operaties respectievelijk 10.000 per jaar en 20.000;

— de overdrukschakelaar wordt geactiveerd in alle 3 de fasen, waardoor de mogelijkheid van een mogelijke schok voor het condensorhuis volledig wordt geëlimineerd;

— werking is toegestaan ​​tot 4000 m boven zeeniveau.

- natuurlijk de technologie van zelfgenezing, snijdende golven, enz. zijn aanwezig

Beheerders

Moderne controllers voor arbeidsfactorcorrectie zijn gebaseerd op microprocessors. De microprocessor analyseert het signaal van de stroomtransformator en geeft commando's om de condensatorbanken te besturen door individuele condensatoren of hele banken aan te sluiten of los te koppelen.Het intelligente beheer van de correctiecondensatoren maakt het niet alleen mogelijk om de maximale volledige belasting van de condensatorbanken te waarborgen, maar ook om het aantal schakelhandelingen te minimaliseren en zo de levensduur van de condensatorbank te optimaliseren.

In de productlijn van het bedrijf EPCOS AG zijn er 4x, 6 (7m), 12 (13) stappenregelaars voor het aansturen van zowel elektromechanische als thyristorschakelaars. Er zijn ook gecombineerde versies die beide soorten schakelaars tegelijkertijd kunnen schakelen. Op verzoek van de klant worden de controllers uitgerust met een interface voor aansluiting op een computer of een AMR-systeem.

De belangrijkste verschillen tussen de controllers van deze fabrikant zijn:

-tekst-digitaal menu in het Russisch;

— het LCD-scherm werkt goed bij lage temperaturen;

— er is achtergrondverlichting op het display;

— het vastleggen en opslaan van de belangrijkste parameters die van invloed zijn op de levensduur van de condensatoren (overspanning, temperatuurstijging, harmonischen van stroom en spanning tot en met 19, het aantal starts en de bedrijfstijd van elke fase)

— er zijn functies voor bescherming en uitschakeling van het compensatiesysteem wanneer parameters worden overschreden, die de levensduur van condensatoren en vele andere beïnvloeden

Er zijn ook vereenvoudigde en goedkopere modellen beschikbaar voor gebruik in eenvoudigere systemen.

Wisselende apparaten

Elektromechanische of thyristorschakelaars worden gebruikt om condensatoren te schakelen in standaard gelijkrichtsystemen of condensatoren en smoorspoelen in ontstemde systemen. Opname in stroomcircuits gebeurt ofwel met behulp van mechanische contacten of met behulp van halfgeleiderapparaten.Elektronisch schakelen heeft de voorkeur, vooral wanneer snel schakelen vereist is in dynamische correctiesystemen. Als de hoofdbelasting in het elektriciteitsnet bijvoorbeeld lasmachines zijn.

Elektromechanische magneetschakelaars vervaardigd door EPCOS AG zijn verkrijgbaar in capaciteiten tot 100 kvar. Thyristorschakelaars hebben tegenwoordig het grootste bereik: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar voor 400V en 50 kvar en 200kvar voor gebruik in 690V-netwerken.

Gashendels

Distributienetwerken hebben vaak harmonische vervormingen veroorzaakt door het gebruik van moderne elektronische apparaten die een niet-lineaire belasting creëren. Dergelijke apparaten kunnen bijvoorbeeld gecontroleerde elektrische aandrijvingen, ononderbroken voedingen, elektronische voorschakelapparaten, lasmachines, enz. Zijn. Harmonischen kunnen gevaarlijk zijn voor condensatoren in gelijkrichtercircuits, vooral als de condensatoren op een resonantiefrequentie werken. Door een smoorspoel in serie met een correctiecondensator op te nemen, kunt u de resonantiefrequentie in het systeem enigszins afstemmen en mogelijke schade eraan voorkomen.

De 5e en 7e harmonischen zijn bijzonder kritisch (250 en 350 Hz in een 50 Hz-netwerk). Gestoorde condensatorstappen verminderen harmonische vervorming in stroomcircuits.

Het smoorspoelassortiment van EPCOS AG heeft capaciteiten van 10 tot 200 kvar.

Accessoires

De productlijn van EPCOS AG omvat ook accessoires voor het bouwen van correctiesystemen voor reactief vermogen volgens speciale eisen:

— beschermkappen en behuizingen om de beschermingsgraad van de condensatoren te verhogen tot IP64;

— ontladingssmoorspoelen, waarmee de snelheid van het blindvermogencorrectiesysteem ongeveer 1 seconde kan worden gemaakt zonder de levensduur van condensatoren te verkorten en speciale ontladingsweerstanden en smoorspoelen voor systemen met thyristorschakelaars;

— apparaten waarmee, in tegenstelling tot de opteltransformator, een systeem van 4 correctiesystemen tegelijk kan worden bestuurd;

— adapters om de controller aan te sluiten op netspanning

De 13 belangrijkste factoren bij het bouwen van een concealer

Dit is de moeite waard om op te letten bij het ontwerpen of kiezen van de juiste installatie voor jezelf:

1. Bepaal het vereiste rms-vermogen (kvar) van de condensator voor correctie van de arbeidsfactor.

2. Ontwerp de condensatorbank zodanig dat de schakelstapcapaciteit binnen 15 … 20% van het benodigde vermogen ligt. Het is niet nodig om ervoor te zorgen dat condensatoren worden geschakeld in stappen van 5% of 10%, omdat dit alleen resulteert in een hoge schakelfrequentie, maar geen merkbare invloed heeft op de waarde van de arbeidsfactor.

3. Probeer een condensatorbank te ontwerpen met standaard resolutiewaarden, bij voorkeur veelvouden van 25 kvar.

4. Vergeet niet de minimaal toegestane afstanden tussen de condensatoren (20 mm) in acht te nemen en bescherm ze met schermen of voldoende afstand tegen opwarming door andere elementen van het systeem.

5. De temperatuur in het installatiegebied van condensatoren mag niet hoger zijn dan 35? C. Anders wordt hun levensduur verkort.

Onthoud dat langdurige verwarming van een condensator met slechts 7 ° C boven de norm de levensduur met 2 keer verkort!

6.Meet de harmonische stromen in de voedingskabel zonder correctiecondensator en bij verschillende belastingen. Bepaal de frequentie en maximale amplitude van elk van de aanwezige harmonischen. Bereken de totale harmonische vervorming van de stroom: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Bereken de individuele coëfficiënten van elk van de harmonischen: THD-IR = 100 IR / I1

8. Meet de aanwezigheid van harmonischen in de voedingsspanning buiten het systeem. Meet ze indien mogelijk aan de hoogspanningszijde. Bereken de totale harmonische vervorming van de spanning: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Harmonisch niveau (gemeten zonder condensator) boven of onder THD-I> 10% of THD-V> 3%.

Zo JA, gebruik dan een vast filter en ga naar stap 7.

Zo NEE, gebruik dan een standaard concealer en sla stappen 10, 11 en 12 over.

10. Niveau van de 3e stroomharmonische I3> 0,2 · I5

Zo JA, gebruik dan een filter met p = 14% en sla stap 8 over.

Zo NEE, gebruik een filter met p = 7% of 5,67% en ga naar stap 8.

11. Als THD -V = 3 … 7% — heb je een filter nodig met p = 7%

> 7% — een filter met p = 5,67% is vereist

> 10% — speciaal filterontwerp vereist. Neem contact op met het vertegenwoordigingskantoor van EPCOS AG in Rusland en de GOS-landen.

Beknibbel niet op smoorspoelen in de aanwezigheid van harmonischen in het elektrische netwerk! Zoals de praktijk laat zien, zal deze "economie" binnen 6-10 maanden leiden tot het uitvallen van condensatoren! Het vervangen van condensatoren, rekening houdend met de installatiekosten, kost hetzelfde geld dat naar de eerste installatie van smoorspoelen gaat!

12.Selecteer de juiste componenten met behulp van de tabellen die zijn ontwikkeld door EPCOS (of de hulp van de vertegenwoordiger van het bedrijf) voor de aangepaste filtercorrectoren en de standaardwaarden voor effectief vermogen, netspanning, frequentie en een vooraf bepaalde p-factor.

Gebruik altijd alleen originele EPCOS-componenten die zijn ontworpen om gecorrigeerde filtervermogensfactoren te bouwen. Houd er rekening mee dat smoorspoelen worden gespecificeerd voor hun effectieve vermogen voor de geselecteerde voedingsspanning en frequentie. Dit vermogen is het effectieve vermogen van het LC-circuit bij de grondfrequentie.

De nominale spanning van de ontstemde filtercondensatoren moet hoger zijn dan de voedingsspanning, omdat serieschakeling van de inductor overspanning veroorzaakt. Condensatorschakelaars zijn speciaal ontworpen voor een betrouwbare werking met capacitieve belastingen en moeten een verminderde startstroom leveren.

13. Zekeringen of automatische elektromagnetische zekeringen kunnen worden gebruikt als kortsluitbeveiliging. Zekeringen beschermen condensatoren niet tegen overbelasting. Ze dienen alleen ter bescherming tegen kortsluiting. De uitschakelstroom van de zekering moet 1,6 ... 1,8 keer hoger zijn dan de nominale stroom van de condensator.