Compensatie-installaties voor blindvermogen
Het artikel beschrijft het doel en de structurele elementen van compensatie-eenheden voor reactieve elektriciteit.
Compensatie voor reactieve elektrische energie is een van de meest effectieve manieren om energiebronnen te besparen. Moderne productie is verzadigd met een groot aantal motoren, lasapparatuur, stroomtransformatoren. Dit verbruikt een aanzienlijke hoeveelheid reactief vermogen om magnetische velden in elektrische apparatuur te creëren. Om het verbruik van dit type energie uit externe netwerken te verminderen, worden compensatie-eenheden voor reactieve elektrische energie gebruikt. Het ontwerp, de werkingsprincipes en kenmerken van hun gebruik zullen in dit artikel worden besproken.
Het gebruik van condensatorbanken om reactieve belasting te verminderen is al lang bekend. Maar het opnemen van afzonderlijke condensatoren parallel aan de motoren is economisch alleen gerechtvaardigd met een aanzienlijk vermogen van de laatste. Meestal is de condensatorbank aangesloten op motoren met een vermogen van meer dan 20-30 kW.
Hoe het probleem oplossen van het verminderen van reactieve belastingen in een kledingfabriek waar honderden motoren met laag vermogen worden gebruikt? Tot voor kort was in bedrijfsonderstations een vaste set condensatorbanken aangesloten, die na het einde van de dienst handmatig werd uitgeschakeld. Met een duidelijk ongemak konden dergelijke sets de schommelingen in het vermogen van de belastingen tijdens de werkuren niet volgen en waren ze inefficiënt. Moderne condensorunits kunnen de efficiëntie aanzienlijk verbeteren.
De situatie is veranderd met de komst van gespecialiseerde microprocessorcontrollers die de waarde meten van het reactieve vermogen dat wordt verbruikt door de belastingen, de vereiste vermogenswaarde van de condensatorbank berekenen en deze verbinden (of loskoppelen) van het netwerk. Gebaseerd op dergelijke controllers, een breed scala aan automatische condensatoreenheden voor compensatie van reactieve energie. Hun vermogen varieert van 30 tot 1200 kVar (blindvermogen wordt gemeten in kVars).
De mogelijkheden van de controllers zijn niet beperkt tot het meten en schakelen van condensatorbanken. Ze meten de temperatuur in het apparaatcompartiment, meten de stroom- en spanningswaarden, bewaken de aansluitvolgorde van de batterijen en hun toestand. Controllers kunnen informatie over noodsituaties opslaan en daarnaast tientallen specifieke functies uitvoeren, waardoor de betrouwbare werking van het compensatiesysteem wordt gewaarborgd.
Een zeer belangrijke rol bij het ontwerp van blindvermogencompensatie-eenheden wordt gespeeld door speciale schakelaars die de condensatorbanken verbinden en loskoppelen op basis van een signaal van de controller.Uiterlijk verschillen ze weinig van gewone magnetische starters die worden gebruikt om motoren te schakelen.
Maar de bijzonderheid van het aansluiten van condensatoren is dat op het moment dat er spanning op de contacten wordt gezet, de weerstand van de condensator praktisch nul is. Bij condensator lading er treedt een inschakelstroom op die vaak groter is dan 10 kA. Dergelijke overspanningen hebben een nadelig effect op zowel de condensator zelf, het schakelapparaat als het externe netwerk, veroorzaken erosie van de vermogenscontacten en veroorzaken schadelijke interferentie in de elektrische bedrading.
Om deze problemen te verhelpen, is een speciaal ontwerp van schakelaars ontwikkeld, waarbij, na het aanleggen van spanning op de condensator, de lading door de hulpstroombeperkende circuits gaat en pas dan worden de hoofdvoedingscontacten ingeschakeld. Met dit ontwerp kunt u aanzienlijke sprongen in de laadstroom van de condensatoren voorkomen, om de levensduur van zowel de condensatorbank als de speciale schakelaar zelf te verlengen.
Ten slotte zijn de belangrijkste en duurste elementen van compensatiesystemen condensatorbanken... De eisen die eraan worden gesteld zijn vrij streng en tegenstrijdig. Aan de andere kant moeten ze compact zijn en lage interne verliezen hebben. Ze moeten bestand zijn tegen frequente laad- en ontlaadprocessen en een lange levensduur hebben. Maar de compactheid en lage intrinsieke verliezen leiden tot een toename van laadstroompieken, een toename van de temperatuur in de productdoos.
Moderne condensatoren gemaakt door dunne-filmtechnologie.Ze gebruiken gemetalliseerde film en hermetisch afgesloten kit zonder olie-impregnering. Dit ontwerp maakt het mogelijk om kleine producten met een aanzienlijk vermogen te verkrijgen. Cilindrische condensatoren met een capaciteit van 50 kVar hebben bijvoorbeeld afmetingen: diameter 120 mm en hoogte 250 mm.
Soortgelijke oude met olie gevulde condensatorbatterijen wogen meer dan 40 kg en waren 30 keer groter dan moderne producten. Maar deze miniaturisatie vereist de goedkeuring van maatregelen om het gebied waar de condensatorbanken zijn geïnstalleerd te koelen. Daarom is in automatische installaties geforceerd blazen door ventilatoren van het condensorcompartiment verplicht.
Over het algemeen moet bij het maken van condensatoreenheden rekening worden gehouden met een groot aantal bedrijfsparameters: de toestand van de elektrische netwerken van de gebruiker, stoffigheid, de aard van de motorbelasting en vele andere factoren die de betrouwbaarheid en efficiëntie van compensatiesystemen beïnvloeden.