جبران توان راکتیو در یک شرکت می تواند مصرف برق را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، بار شبکه های کابلی و ترانسفورماتورها را کاهش دهد و در نتیجه عمر مفید آنها را افزایش دهد.

واحدهای خازن در کجا مورد نیاز است؟

همانطور که می دانید مصرف کنندگان اصلی برق در شرکت های صنعتی گیرنده های القایی مانند الکتروموتورهای ناهمزمان، ترانسفورماتورها، واحدهای القایی و ... هستند که عملکرد این گیرنده ها با مصرف انرژی راکتیو برای ایجاد میدان های الکترومغناطیسی همراه است.

وجود توان راکتیو یک عامل نامطلوب برای شبکه به عنوان یک کل است
در نتیجه:

• تلفات اضافی در هادی ها به دلیل افزایش جریان رخ می دهد
• ظرفیت شبکه توزیع در حال کاهش است
• ولتاژ شبکه از مقدار اسمی انحراف دارد (افت ولتاژ به دلیل افزایش مولفه راکتیو جریان شبکه تغذیه).

شاخص مصرف توان راکتیو ضریب توان (PF) است که از نظر عددی برابر با کسینوس زاویه (ɸ) بین جریان و ولتاژ است. مصرف برق مصرف کننده به عنوان نسبت توان فعال مصرفی به کل توان گرفته شده از شبکه تعریف می شود، یعنی: COS(ɸ)=Р/S. این ضریب معمولاً برای مشخص کردن سطح توان راکتیو موتورها، ژنراتورها و شبکه سازمانی به طور کلی استفاده می شود. هر چه مقدار COS(ɸ) به وحدت نزدیکتر باشد، سهم توان راکتیو گرفته شده از شبکه کمتر است.

بنابراین، استفاده از واحدهای خازن در شرکت هایی با استفاده از موارد زیر ضروری است:

1. موتورهای آسنکرون (cos(ɸ) ~ 0.7)
2. موتورهای آسنکرون، در بار جزئی (cos(ɸ)~0.5)
3. کارخانه های الکترولیز یکسو کننده (cos(ɸ)~0.6)
4. کوره های قوس الکتریکی (cos(ɸ)~0.6)
5. کوره های القایی (cos(ɸ)~0.2-0.6)
6. پمپ های آب (cos(ɸ) ~ 0.8)
7. کمپرسورها (cos(ɸ) ~0.7)
8. ماشین آلات، ماشین ابزار (cos(ɸ) ~ 0.5)
9. ترانسفورماتورهای جوشکاری (cos(ɸ)~0.4)
10. لامپ های فلورسنت (cos(ɸ)~0.5-0.6)

برای افزایش ضریب توان از خازن های توان و واحدهای خازن استفاده می شود که سودآورترین منابع توان راکتیو هستند.

مزایای اجرای واحدهای جبران توان راکتیو:

1. کاهش مصرف برق (از 10-20٪ و با cos φ (0.5 یا کمتر) نیاز به برق را می توان بیش از 30٪ کاهش داد و در نتیجه، پرداخت ها را کاهش داد (به دلیل "عدم حذف" انرژی راکتیو از شبکه)
2. کاهش بار (تا 30%) عناصر شبکه توزیع (خطوط تامین، ترانسفورماتورها و تابلو برق) و در نتیجه عمر مفید آنها افزایش می یابد.
3. افزایش ظرفیت سیستم منبع تغذیه مصرف کننده (از 30-40٪) که امکان اتصال ظرفیت های اضافی را بدون افزایش هزینه شبکه ها فراهم می کند.

افزایش CM با اتصال بانک های خازن به شبکه، تولید انرژی راکتیو به مقدار کافی برای جبران توان راکتیو ناشی از بار حل می شود.

روش های جبران خسارت

سودمندترین روش جبران خسارت با توجه به شرایط خاص یک شرکت معین تعیین می شود و انتخاب آن بر اساس محاسبات فنی و اقتصادی و توصیه های متخصصان ما انجام می شود. به عنوان یک قاعده، جبران باید در همان شبکه (در همان ولتاژ) که مصرف کننده به آن متصل است، انجام شود، که حداقل تلفات را تضمین می کند.

چه راه حل هایی ارائه می دهیم؟

شرکت ما طیف کاملی از خدمات را ارائه می دهد، یعنی:

1. انجام اندازه گیری پارامترهای کیفیت توان در محل.
2. تهیه پروژه، انتخاب تجهیزات لازم با توجیه اقتصادی برای اجرای آن (با دوره های بازپرداخت مشخص برای تاسیسات و صرفه جویی مالی).
3. ساخت تجهیزات اعم از سریال و غیر استاندارد (با در نظر گرفتن مشخصات یک شرکت خاص).
4. انجام نظارت بر نصب و همچنین خدمات گارانتی و پس از گارانتی.
   ما می‌توانیم هم راه‌حل‌های استاندارد و هم طراحی، تولید و پیاده‌سازی در شرکت مشتری یک سیستم جبرانی توان راکتیو منحصربفرد ارائه دهیم که ویژگی‌های یک شرکت خاص را در نظر می‌گیرد.

بسته به نیاز مشتری، تاسیسات را می توان برای نصب در داخل و خارج ساخت. علاوه بر این، نصب واحدها در داخل یک محفظه بلوک عایق امکان پذیر است.

برای شرکت هایی با بارهای سریع در حال تغییر (شرکت هایی با تعداد زیادی تجهیزات بالابر و حمل و نقل، تجهیزات جوشکاری قدرتمند و غیره)، ما واحدهای خازن تریستور را ارائه می دهیم که تعویض مراحل خازن را با تاخیر حداکثر 20 میلی ثانیه ارائه می دهند.

برای توسعه راه حل فنی بهینه، ما اندازه گیری پارامترهای کیفیت توان در محل را در شبکه سازمانی ارائه می دهیم. در صورت لزوم، مهندسان ما نظارت بر نصب تجهیزات و همچنین هرگونه نگهداری و تعمیرات گارانتی و پس از گارانتی را انجام خواهند داد.

نصب خازن (KU یا UKRM - نصب جبران توان راکتیو) - طبق مقررات جاری، این یک تاسیسات الکتریکی است که از خازن ها و تجهیزات الکتریکی کمکی مربوطه (تنظیم کننده توان راکتیو، کنتاکتورها، فیوزها و غیره) تشکیل شده است.

انتخاب حالت جبران

بسته به مکانی که مبدل حرارتی نصب شده است، انواع زیر را جبران می کند: متمرکز در سمت بالا (a)، متمرکز در سمت پایین (b)، گروه (c) و فردی (d)(تصویر زیر را ببینید).

• در جبران متمرکز در سمت ولتاژ بالاهنگامی که یک واحد خازن به شین های 6-10 کیلوولت پست ترانسفورماتور متصل می شود، استفاده مناسبی از خازن ها حاصل می شود، تعداد کمتری از آنها مورد نیاز است و هزینه 1 کیلووار توان نصب شده در مقایسه با روش های دیگر حداقل است. هنگام جبران بر اساس این طرح، تنها لینک های بالاتر سیستم قدرت از توان راکتیو تخلیه می شوند و شبکه های توزیع داخل نیروگاه و حتی ترانسفورماتورهای پست از توان راکتیو تخلیه می شوند و بنابراین تلفات انرژی در آنها کاهش نمی یابد و توان ترانسفورماتورها در پست را نمی توان کاهش داد.
• در جبران متمرکز در سمت ولتاژ پایینهنگامی که یک واحد خازن به باس های 0.4 کیلوولت پست ترانسفورماتور متصل می شود، نه تنها شبکه های بالادست 6-10 کیلوولت از توان راکتیو تخلیه می شوند، بلکه ترانسفورماتورهای پست نیز تخلیه می شوند، اما شبکه های توزیع 0.4 کیلو ولت در نیروگاه بدون بار می مانند. .
• در غرامت گروهیهنگامی که واحدهای خازن در کارگاه ها نصب می شوند و مستقیماً به نقاط توزیع کارگاهی (DP) یا باس های 0.4 کیلوولت متصل می شوند، ترانسفورماتورها در پست ها و شبکه های برق 0.4 کیلوولت از توان راکتیو تخلیه می شوند. به منظور توزیع یکنواخت دستگاه های جبران کننده، توصیه می شود نصب خازن را به گونه ای به باس های RP متصل کنید که بار راکتیو این RP بیش از نصف توان نصب خازن متصل باشد.
• در شخصیجبران، زمانی که واحد خازن مستقیماً به پایانه های گیرنده برق مصرف کننده توان راکتیو متصل می شود که نیاز اصلی برای ایجاد توان راکتیو در نزدیکترین فاصله ممکن به محل مصرف آن است، این روش از نظر موثرترین روش خواهد بود. تخلیه شبکه های تامین و توزیع برق، ترانسفورماتورها و شبکه های فشار قوی از توان راکتیو. با جبران فردی، خود تنظیمی تولید توان راکتیو اتفاق می افتد، زیرا واحدهای خازن همزمان با موتورهای الکتریکی درایو ماشین ها و مکانیسم ها روشن و خاموش می شوند.

رایج ترین روش های جبران توان راکتیو منبع تغذیه به شرکت های صنعتی، گزینه های جبرانی گروهی برای قرار دادن ترکیبی واحدهای خازن نیز امکان پذیر است.
تعیین سودمندترین راه حل ها برای انتخاب روش جبران توان راکتیو بر اساس محاسبات فنی و اقتصادی، مطالعات کامل شرایط تولید، عوامل طراحی و غیره انجام می شود.
هنگام انتخاب محل نصب خازن در شبکه توزیع، باید تأثیر آن بر رژیم ولتاژ و میزان تلفات انرژی در شبکه را در نظر گرفت. به عنوان یک قاعده، جبران توان راکتیو باید در همان شبکه (در همان ولتاژ) که در آن مصرف می شود، با حداقل تلفات انرژی و در نتیجه قدرت ترانسفورماتور کمتر انجام شود.

انتخاب نوع غرامت

بسته به الزامات برای ویژگی های تجهیزات و پیچیدگی کنترل، KRM می تواند از انواع زیر باشد:

• تنظیم نشده - با اتصال یک بانک خازن با ظرفیت ثابت؛
• خودکار - با روشن کردن تعداد متفاوتی از مراحل کنترل برای تامین انرژی راکتیو مورد نیاز.
• پویا - برای جبران بارهای در حال تغییر سریع.

غرامت غیرقانونی

مدار از یک یا چند خازن برای ارائه سطح ثابتی از جبران استفاده می کند. مدیریت می تواند:

• کتابچه راهنمای کاربر: با استفاده از قطع کننده مدار یا سوئیچ بار.
• نیمه اتوماتیک: با استفاده از دکمه ها و کنتاکتور؛
• اتصال مستقیم به بار و روشن/خاموش کردن با آن.

خازن ها متصل هستند:

• به پایانه های ورودی بارهای القایی (عمدتاً موتورهای الکتریکی)؛
• به شینه‌هایی که گروه‌هایی از موتورهای الکتریکی کوچک یا بارهای القایی را تأمین می‌کنند که جبران آن ممکن است بسیار گران باشد.
• در مواردی که ضریب بار باید ثابت باشد.

جبران خودکار

این نوع جبران، با تنظیم مقدار انرژی راکتیو تولید شده مطابق با تغییرات بار، نگهداری خودکار cos φ داده شده را فراهم می کند.
تجهیزات KRM نصب شده و به آن مکان هایی در تاسیسات الکتریکی متصل می شوند که تغییرات در توان اکتیو و راکتیو نسبتاً زیاد است، به عنوان مثال:

• به باسبارهای تابلوی توزیع اصلی؛
• به پایانه های کابل که بار قدرتمندی را تامین می کند.

جبران غیرقابل تنظیم در مواردی استفاده می شود که لازم است توان راکتیو بیش از 15٪ از توان نامی منبع تغذیه ترانسفورماتور جبران شود. در صورت نیاز به جبران بیش از 15 درصد، نصب بانک خازنی با تنظیم خودکار توصیه می شود.
کنترل معمولاً توسط یک دستگاه الکترونیکی (کنترل کننده توان راکتیو) انجام می شود که ضریب توان واقعی را نظارت می کند و دستورات اتصال یا قطع خازن ها را برای دستیابی به یک فاکتور مشخص صادر می کند. بنابراین، انرژی راکتیو در مراحل تنظیم می شود. علاوه بر این، کنترل کننده توان راکتیو اطلاعاتی در مورد ویژگی های شبکه الکتریکی (دامنه ولتاژ، سطح اعوجاج، ضریب توان، توان اکتیو و راکتیو واقعی) و وضعیت تجهیزات ارائه می دهد.
در صورت خرابی، سیگنال های هشدار تولید می شود. اتصال معمولاً توسط کنتاکتورها انجام می شود. برای تعویض سریع و مکرر خازن ها هنگام جبران بارهای بسیار متغیر، باید از کلیدهای نیمه هادی استفاده شود.

جبران پویا

این نوع PFC برای جلوگیری از نوسانات ولتاژ در شبکه های با تغییر بار استفاده می شود. اصل جبران دینامیکی این است که همراه با یک بانک خازن تنظیم نشده، از یک جبران کننده توان راکتیو الکترونیکی استفاده می شود که پیشرفت یا تاخیر جریان های راکتیو را نسبت به ولتاژ فراهم می کند. نتیجه جبران متغیر سریع الاثر است که برای بارهایی مانند آسانسور، سنگ شکن، جوشکار نقطه ای و غیره مناسب است.

با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی و محتوای هارمونیک در شبکه

نصب خازن باید با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی در کل طول عمر قطعات، در درجه اول خازن ها و کنتاکتورها، انتخاب شود.

حسابداری شرایط عملیاتی

شرایط عملیاتی تاثیر قابل توجهی بر طول عمر خازن ها دارد.
پارامترهای زیر باید در نظر گرفته شود:

• دمای محیط (°C)؛
• افزایش جریان های مورد انتظار مرتبط با اعوجاج شکل موج ولتاژ، از جمله حداکثر اضافه ولتاژ مداوم.
• حداکثر تعداد عملیات سوئیچینگ در سال؛
• عمر سرویس مورد نیاز

با در نظر گرفتن تاثیر هارمونیک ها

بسته به دامنه هارمونیک ها در شبکه الکتریکی، پیکربندی های مختلفی از دستگاه های PFC استفاده می شود:

• خازن های استاندارد: در صورت عدم وجود بارهای غیر خطی قابل توجه.
• خازن های افزایش رتبه: در حضور بارهای غیر خطی جزئی. درجه جریان خازن ها باید افزایش یابد تا بتوانند در برابر گردش جریان های هارمونیک مقاومت کنند.
• خازن های با ارزش بالاتر با چوک های ضد رزونانس در حضور بارهای غیر خطی متعدد استفاده می شود. چوک ها برای سرکوب گردش جریان های هارمونیک و جلوگیری از تشدید ضروری هستند.
• فیلترهای هارمونیک بالا: در شبکه هایی با غالب بارهای غیر خطی که در آن هارمونیک سرکوب لازم است. فیلترها معمولاً برای یک نصب الکتریکی خاص بر اساس اندازه‌گیری‌های در محل و مدل کامپیوتری شبکه الکتریکی طراحی می‌شوند.

لوازم جانبی برای UKRM

خازن ها

خازن ها بخشی از هر تاسیسات جبران توان راکتیو (غیرقابل تنظیم یا اتوماتیک) هستند و برای تنظیم ضریب توان مصرف کننده های القایی (ترانسفورماتورها، موتورهای الکتریکی، یکسو کننده ها) در شبکه های الکتریکی برای ولتاژ تا 660 ولت استفاده می شوند.

طرح

محبوب ترین جبران توان راکتیو شامل یک محفظه آلومینیومی استوانه ای است که در داخل آن سه خازن تک فاز نصب شده است که در یک الگوی مثلث به هم متصل شده اند (به شکل گزینه a مراجعه کنید). اتصال از طریق سه ترمینال انجام می شود. همچنین مدل هایی (به عنوان مثال از Legrand) با شش پایانه وجود دارد (شکل ب گزینه را ببینید) که به شما امکان می دهد کنتاکتور را به یک شکاف مثلث متصل کنید. که به نوبه خود به شما امکان می دهد از یک کنتاکتور با درجه پایین تر استفاده کنید.

بدنه خازن شامل یک دی الکتریک با سه لایه پلی پروپیلن متالیز شده با آلومینیوم و روی است. این پوشش سطح کم تلفات و مقاومت بالا در برابر جریان های پالس بالا را فراهم می کند و همچنین باعث بهبود خود ترمیم خازن در صورت خرابی می شود. بسته به ولتاژ کاری، فیلم پلی پروپیلن ضخامت های متفاوتی دارد. در این مورد، لایه های متالیزاسیون به عنوان رسانای جریان (یعنی صفحات) عمل می کنند و پلی پروپیلن یک دی الکتریک است. المان های خازنی (رول ها) پس از انجام عملیات فنی لازم و گذراندن کنترل کیفی در محفظه های استوانه ای آلومینیومی قرار گرفته و با رزین پلی یورتان غیرسمی و دارای خواص زیست محیطی بالا پر می شوند.

تکنولوژی تولید و خود ترمیمی خازن ها

ماده اولیه برای تولید خازن ها فیلم پلی پروپیلن است. در ابتدای فرآیند تکنولوژیکی، متالیزاسیون فیلم پلی پروپیلن برای تشکیل یک لایه رسانا به ضخامت 10-50 نانومتر روی آن از مخلوط روی و آلومینیوم رخ می دهد. استفاده از ماده ای با ویژگی های مشخص شده امکان دستیابی به اثر خود ترمیمی را در صورت خرابی دی الکتریک بین صفحات خازن فراهم می کند. در این حالت انرژی الکتریکی فلز را در اطراف ناحیه آسیب دیده تبخیر می کند و در نتیجه از اتصال کوتاه جلوگیری می کند. از دست دادن ظرفیت در طول این فرآیند بسیار ناچیز است (حدود 100 pF). قابلیت خود ترمیمی قابلیت اطمینان عملیاتی بالا و عمر طولانی خازن را تضمین می کند. برای به حداقل رساندن مماس تلفات دی الکتریک، دو لایه پوشش روی، که لبه پیوند روی نامیده می شود، به انتهای بخش های خازن اعمال می شود. این امر تماس محکم‌تری بین سربهای خازن و بخش خازن را تضمین می‌کند.

محافظت در برابر فشار بیش از حد

برای اطمینان از حفاظت از عناصر داخلی خازن، اکثر سازندگان از یک جداکننده داخلی استفاده می کنند که در هنگام فشار بیش از حد فعال می شود. هدف دستگاه قطع جریان اتصال کوتاه زمانی است که خازن به پایان عمر خود می رسد و قادر به بازیابی بعدی نیست. این دستگاه با استفاده از فشار داخلی که در هنگام تخریب فیلم در اثر گرمای بیش از حد ناشی از جریان اتصال کوتاه ایجاد می شود، مدار الکتریکی خازن را می شکند.

استفاده از خازن های با ولتاژ نامی بالای 400 ولت.

از آنجایی که ولتاژ مستقیماً بر توان راکتیو خازن تأثیر می گذارد، شرکت ها خطوط خازن را با ولتاژهای نامی متفاوت Un - 400، 440، 460، 480، 525 V ارائه می دهند.
در شبکه های 380 ولت، با پارامترهای ولتاژ شبکه پایدار، توصیه می شود از خازن هایی با ولتاژ Un - 400 ولت استفاده شود، در این حالت استفاده از خازن های با ولتاژ Un - 440 ولت و بالاتر غیر عملی است، زیرا توان نامی به طور قابل توجهی کاهش می یابد (ضریب تصحیح تقریبی 230 ولت). - 1.74 / 440 ولت - 0.91 / 480 ولت - 0.83 / 525 ولت - 0.76)
بر اساس استاندارد EN-60831.1-2، خازن های فرکانس توان باید حداقل 8 ساعت در روز ولتاژ l.10*Un (1.10*400 = 440V) را تحمل کنند. در مواردی که افزایش ولتاژ شبکه بیش از 8 ساعت باقی می ماند، استفاده از خازن های با ولتاژ Un - 440 ولت ضروری است. استفاده از این نوع خازن عملکرد مطمئن در شبکه با افزایش ولتاژ و افزایش طول عمر خازن را تضمین می کند.

توجه! استرس پسماند

پس از جدا کردن خازن از شبکه، ولتاژ باقیمانده همچنان در پایانه های آن وجود دارد که برای پرسنل عملیاتی خطر ایجاد می کند. برای رفع این مشکل، تمام خازن های سه فاز مجهز به مقاومت های تخلیه هستند که در عرض 3 دقیقه سطح ولتاژ را به کمتر از 75 ولت کاهش می دهند.

توجه! حفاظت از گرمای بیش از حد

برای اطمینان از خنک کننده طبیعی قابل اعتماد، فاصله بین بانک های خازن باید: 2.5 - 25 kVAr، حداقل 25 میلی متر باشد. 30 - 50 kVAr نه کمتر از 50mm.

قطع کننده مدار

فیوزها بخشی از هرگونه نصب جبران توان راکتیو (غیرقابل تنظیم یا خودکار) هستند و برای محافظت در برابر اتصال کوتاه استفاده می شوند. پرکاربردترین فیوزها فرمت NH هستند.

چوک های فیلتر

چوک های سه فاز برای عملکرد به عنوان بخشی از تاسیسات خازن طراحی شده اند، آنها به صورت سری با خازن ها متصل می شوند و به عنوان یک دستگاه محافظ و فیلتر در برابر تأثیر هارمونیک های بالاتر بر روی شبکه مصرف کننده و خازن استفاده می شوند. با افزایش فرکانس ولتاژ اعمال شده به خازن، مقاومت آن کاهش می یابد، بنابراین از چوک هایی استفاده می شود که همراه با خازن مداری را تشکیل می دهند که با فرکانس هارمونیک تنظیم شده و آن را سرکوب می کند. فرکانس تشدید چنین مداری باید
کمتر از فرکانس پایین ترین هارمونیک های موجود در شبکه الکتریکی باشد. در حضور هارمونیک هایی با فرکانس های بالاتر از فرکانس مدار تشکیل شده توسط خازن و سلف، رزونانس ایجاد نمی شود.
مقادیر استاندارد ضریب دتونینگ 5.67%، 7% و 14% در فرکانس‌های تشدید 210.189 و 134 هرتز در شبکه‌های با فرکانس اسمی 50 هرتز است. با چنین مقادیر استاندارد مقادیر در یک شبکه سه فاز و بار متقارن، حذف هارمونیک های 5 (250 هرتز) و بالاتر ممکن می شود. این امر از تشدید بین راکتانس القایی و خازن های سه فاز موجود برای تصحیح ضریب توان جلوگیری می کند و از بارگذاری بیش از حد بانک های خازن جلوگیری می کند.
اغلب چوک ها مجهز به یک رله حرارتی دو فلزی هستند که در سیم پیچ مرکزی تعبیه شده و دارای خروجی هایی برای ترمینال های جداگانه است. سنسور رله در دمای بالاتر از 90 درجه سانتیگراد فعال می شود.

در دنیای مدرن جهانی، صرفه جویی در منابع انرژی در اولویت قرار دارد. صرفه جویی در انرژی، در برخی کشورها، نه تنها برای مصرف کنندگان بزرگ، بلکه برای مردم عادی نیز به طور فعال توسط دولت حمایت می شود. که به نوبه خود جبران کننده توان راکتیو را برای مصارف خانگی مناسب می کند.

جبران توان راکتیو:

بسیاری از مصرف کنندگان با مطالعه در اینترنت در مورد جبران توان راکتیو توسط کارخانه ها و کارخانه های بزرگ، به جبران توان راکتیو در خانه نیز فکر می کنند. علاوه بر این، اکنون مجموعه زیادی از دستگاه های جبران کننده وجود دارد که می توانند در زندگی روزمره استفاده شوند. در این مقاله می توانید در مورد اینکه آیا واقعاً ممکن است در این مورد در خانه مقداری پول صرفه جویی کنید، بخوانید. و ما امکان ساخت چنین جبران کننده ای را با دستان خود در نظر خواهیم گرفت.

من فوراً پاسخ خواهم داد - بله، ممکن است. علاوه بر این، این نه تنها یک دستگاه ارزان، بلکه یک دستگاه نسبتاً ساده است، با این حال، برای درک اصل عملکرد آن، باید بدانید که قدرت راکتیو چیست.

از درس فیزیک مدرسه و مبانی مهندسی برق، بسیاری از شما قبلاً اطلاعات کلی در مورد توان راکتیو می دانید، بنابراین باید مستقیماً به قسمت عملی بروید، اما انجام این کار بدون حذف ریاضیات غیرممکن است که همه آن را دوست ندارند.

بنابراین، برای شروع انتخاب عناصر جبران کننده، لازم است توان راکتیو بار محاسبه شود:

از آنجایی که می‌توانیم اجزایی مانند ولتاژ و جریان را اندازه‌گیری کنیم، تنها می‌توانیم تغییر فاز را با استفاده از یک اسیلوسکوپ اندازه‌گیری کنیم، و همه آن‌ها را ندارند، بنابراین باید مسیر دیگری را طی کنیم:

از آنجایی که ما از ابتدایی ترین دستگاه خود خازن ها استفاده می کنیم، باید ظرفیت آنها را محاسبه کنیم:

در جایی که f فرکانس شبکه و X C راکتانس خازن است، برابر است با:

خازن ها به ترتیب بر اساس جریان، ولتاژ، ظرفیت، توان و بر اساس نیاز شما انتخاب می شوند. مطلوب است که تعداد خازن ها بیشتر از یک باشد تا بتوان به طور تجربی مناسب ترین ظرفیت خازن را برای مصرف کننده مورد نظر انتخاب کرد.

به دلایل ایمنی، دستگاه جبران کننده باید از طریق فیوز یا قطع کننده مدار (در صورت جریان شارژ زیاد یا اتصال کوتاه) متصل شود.

بنابراین، جریان فیوز (پیوند فیوز) را محاسبه می کنیم:

جایی که i در جریان فیوز (فیوز)، A است. n - تعداد خازن های دستگاه، قطعات؛ Q k - توان نامی یک خازن تک فاز، kvar. U l - ولتاژ خطی، کیلوولت (در مورد ما، فاز بدون).

اگر از ماشین اتوماتیک استفاده کنیم:

پس از جدا کردن جبران کننده از شبکه، ولتاژ در پایانه های آن وجود خواهد داشت، بنابراین برای تخلیه سریع خازن ها، می توانید با اتصال موازی با دستگاه از مقاومت (ترجیحاً لامپ رشته ای یا نئون) استفاده کنید. بلوک دیاگرام و نمودار مدار در زیر آورده شده است:

بلوک دیاگرام روشن کردن جبران کننده توان راکتیو
من آن را واضح تر نشان خواهم داد

مصرف کننده به سوراخ شماره یک و جبران کننده به سوراخ شماره دو متصل است.

نمودار شماتیک جبران کننده توان راکتیو
روشن شدن از طریق فیوز اتوماتیک

دستگاه جبران کننده همیشه به موازات بار روشن می شود. این ترفند جریان مدار حاصل را کاهش می دهد که بر این اساس گرمایش کابل را کاهش می دهد، می توان تعداد زیادی از مصرف کنندگان را به یک پریز متصل کرد یا قدرت آنها را افزایش داد.

1. اهداف و اهداف کار

هدف کار

تجزیه و تحلیل ارتباط، اصول کلی و ابزار فنی جبران توان راکتیو برای افزایش بهره وری انرژی شبکه های الکتریکی شهرها، شرکت های صنعتی و تاسیسات برق

اهداف شغلی

1. مبانی فیزیکی و مفهوم توان راکتیو را مرور کنید

2. مطالعه دستگاه های جبران توان راکتیو مدرن در شبکه های برق فشار ضعیف

3. روش را مطالعه کرده و کنترل کننده توان راکتیو یک واحد خازن را پیکربندی کنید.

4. ثبت پارامترهای شبکه الکتریکی قبل و بعد از جبران توان راکتیو.

5. راندمان جبران توان راکتیو را محاسبه کنید.

6. تجزیه و تحلیل اثربخشی جبران توان راکتیو برای کاهش تلفات توان در شبکه الکتریکی.

2. اطلاعات نظری

مفهوم توان راکتیو

در مدارهای الکتریکی AC سه نوع توان وجود دارد: فعال، راکتیو و ظاهری.

توان ظاهری S حاصل ضرب ولتاژ و جریان ظاهری در مدار الکتریکی است:

این توان بر حسب ولت آمپر (VA) اندازه گیری می شود.

توان برابر است با حاصلضرب ولتاژ، جریان و کسینوس زاویه φ بین

	ولتاژ	و جریان و با وات (W) اندازه گیری می شود:
	توان راکتیو Q					ولتاژ، جریان و
				کار
	سینوس زاویه φ بین ولتاژ و جریان و				با ولت آمپر اندازه گیری می شود
	واکنش پذیر
		مشروط شده توسط
							گیرنده ها
	آنها برای کار کردن به میدان الکترومغناطیسی متناوب نیاز دارند.
	از این عبارات چنین بر می آید که

نمودار قدرت برداری در شکل نشان داده شده است.

برنج. 2. نمودار قدرت

وجود جزء راکتیو توان در شبکه الکتریکی به دلیل ویژگی‌های طراحی عناصر شبکه‌ها و پست‌های الکتریکی و همچنین مدارهای الکتریکی گیرنده‌های الکتریکی است و با وجود مقاومت‌های راکتیو (القاء و خازن) در شبکه الکتریکی مرتبط است. آنها این راکتانس ها از تغییر در پارامترهای انرژی الکتریکی جلوگیری می کنند. بنابراین، اندوکتانس ها از هرگونه تغییر جریان در آنها جلوگیری می کنند و خازن ها از تغییر ولتاژ جلوگیری می کنند. این مانع در این واقعیت بیان می شود که این عناصر انرژی الکتریکی را در فواصل زمانی معین "ذخیره" و "آزاد می کنند". هنگام تولید، تبدیل، انتقال و مصرف انرژی الکتریکی در ولتاژ متناوب، این شرایط منجر به فرآیند نوسانی تبادل انرژی بین عناصر راکتیو پراکنده بین عناصر نیروگاه‌ها، پست‌ها، خطوط برق و گیرنده‌های برق می‌شود.

نسبت بالا از انرژی الکتریکی را انرژی واکنشی می نامند. در این حالت، انرژی راکتیو به انواع دیگر انرژی تبدیل نمی شود، بلکه جریان های آن از طریق عناصر مدارهای الکتریکی با بارگذاری اضافی این عناصر و همچنین تلفات اضافی انرژی فعال در مقاومت های فعال آنها همراه است.

شاخص اصلی مصرف انرژی راکتیو (قدرت) ضریب توان сosφ است. نسبت توان فعال P و کل توان S مصرف شده توسط گیرنده های الکتریکی از شبکه را نشان می دهد:

ارتباط جبران توان راکتیو

به طور کلی پذیرفته شده است که راکتانس های القایی مصرف کننده انرژی راکتیو هستند و راکتانس های خازنی منابع انرژی راکتیو هستند. نصب منابع توان راکتیو به طور مستقیم در مصرف کنندگان یا در گره های شبکه الکتریکی جبران توان راکتیو نامیده می شود.

جبران توان راکتیو یکی از مهمترین و مسئولانه ترین اقدامات برای بهبود بهره وری انرژی است. در مجموعه مسائل مربوط به انتقال، توزیع و مصرف برق، مشکل تامین برق همواره یکی از مهم ترین مکان ها بوده است.

در شرایط عملیاتی عادی، تمام مصرف کنندگان الکتریکی که حالت آنها با ظاهر و ناپدید شدن مداوم میدان های مغناطیسی همراه است (به عنوان مثال، موتورهای القایی، تجهیزات جوش) نه تنها توان راکتیو فعال، بلکه القایی را نیز از شبکه می گیرند. این توان راکتیو برای عملکرد تجهیزات ضروری است و در عین حال می تواند به عنوان یک بار اضافی ناخواسته در شبکه در نظر گرفته شود. هنگام انتقال جریان، قسمت غیر ضروری راکتیو باید تا حد امکان کوچک باشد. از طرفی توان راکتیو توسط مصرف کننده استفاده می شود، بنابراین باید سعی شود از طریق شبکه عمومی تغذیه انتقال داده نشود، بلکه مستقیماً در محل مصرف آن تولید شود. این تضمین می کند:

کاهش تلفات برق و توان در ترانسفورماتورهای قدرت و خطوط برق.

کاهش بار روی ترانسفورماتورهای قدرت و خطوط برق؛

فرصت

اتصالات

اضافی

مصرف کنندگان

در محدوده قدرت اعلام شده؛

ترویج

کیفیت انرژی الکتریکی، عادی سازی سطح

ولتاژ.

در دوران مدرن

شرایط برای جبران توان راکتیو

صنعتی کم ولتاژ

شبکه های برق شهری و شهری بزرگترین هستند

در حال گسترش

جداگانه دریافت کرد

خازن ها یا

خازن

تاسیسات جدید

اکثر

از نظر اقتصادی

عملا

سودآور

شاخص ها.

اقدامات

خازن

تاسیسات

است

بعد.

خازنی

مقاومت

اندازه

y استقرایی، سپس اعمال

جریان آنها متقابل است

جبران می شوند. بنابراین

به این ترتیب مصرف می شود

واکنش پذیر

ممکن است کاهش یابد یا

توان راکتیو کل

به طور کامل

جبران شده (تا

بنابراین برای برنج به نظر می رسد جبران بیش از حد

(به دلیل متغیرها

1 فعال

قدرت

بارها و همچنین موارد دیگر

تصادفی

عوامل).

اغلب،

دارن سعی میکنن

ارزش های

محدوده 0.90...0.95.

برنج. 3. تعادل قدرت

فرآیند یکسان سازی مقدار انرژی میدان الکتریکی (خازن) و میدان مغناطیسی (القایی) جبران توان راکتیو است.

بانک های خازن با تولید توان راکتیو، ولتاژ را در محل نصب خود افزایش می دهند، بنابراین نه تنها برای کاهش تلفات برق، بلکه برای تنظیم ولتاژ در بین مصرف کنندگان استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر مصرف کننده در فاصله قابل توجهی از منبع تغذیه قرار داشته باشد، به دلیل افت ولتاژ در خط مصرف کننده، ولتاژ مصرف کننده ممکن است کمتر از حد معمول برای عملکرد این تجهیزات باشد. یک راه حل موثر نصب یک بانک خازن در مصرف کننده با ولتاژ کاهش یافته برای افزایش ولتاژ است.

خازن های جداگانه برای جبران توان راکتیو برای ولتاژهای 220، 380 و 660 ولت در نسخه سه فاز با توان 1 تا 10 کیلووار و ولتاژ 1.05 موجود است. 3.15; 6.3 و 10.5 کیلو ولت - در نسخه تکفاز با توان 13 تا 75 کیلو ولت.

از آنجایی که قدرت خازن های جداگانه نسبتاً کم است، معمولاً به صورت موازی به باتری هایی که در کابینت های کامل قرار می گیرند متصل می شوند.

بسته به روش اجرا، بین واحدهای خازن تنظیم نشده و قابل تنظیم تمایز قائل می شود. تاسیسات تنظیم شده همیشه چند مرحله ای و مجهز به تنظیم کننده های ریزپردازنده اتوماتیک هستند تا جبران بیش از حد توان راکتیو در حالت حداقل و در نتیجه افزایش ولتاژ برای مصرف کنندگان را از بین ببرد. اصول تنظیم می تواند متفاوت باشد: بر اساس زمان روز، مقدار توان راکتیو، ولتاژ، مقدار جریان کل، ضریب توان و همچنین ترکیبی. استفاده از تاسیسات قابل تنظیم روش موثرتری برای اجرای مکانیسم های کنترلی است، با این حال، هزینه بیشتری نیز دارد.

که در اخیراً، معرفی گسترده فناوری مبدل قدرت در صنعت، به عنوان مثال، درایوهای الکتریکی فرکانس متغیر، مشکل اعوجاج منحنی ولتاژ تغذیه توسط هارمونیک های بالاتر را برای مصرف کنندگان ایجاد می کند. در این حالت استفاده از واحدهای خازن مجهز به چوک ضروری است. چوک ها برای عملکرد به عنوان بخشی از تاسیسات خازن طراحی شده اند و به صورت سری به خازن ها متصل می شوند و برای جداسازی هارمونیک های غالب در شبکه از فرکانس استفاده می شوند تا از آسیب به نصب خازن جلوگیری شود.

که در بسته به اتصال و شکل استفاده از واحدهای خازن یا خازن های فردی، چندین نوع جبران متمایز می شود:

جبران متمرکز (شکل 4، a، b)، که در آن تعداد معینی از خازن ها به تابلو برق پست متصل می شوند. خازن ها توسط یک رگولاتور الکترونیکی کنترل می شوند که دائما تقاضای توان راکتیو در شبکه را تجزیه و تحلیل می کند. چنین تنظیم کننده هایی خازن ها را روشن یا خاموش می کنند،

با که با کمک آن توان راکتیو لحظه ای بار کل جبران می شود و در نتیجه تقاضای کل شبکه کاهش می یابد. قرار دادن واحدهای خازن در تابلو برق 0.4 کیلو ولت هزینه خود را دارد 2.5-4.5 سال.

جبران گروهی (شکل 4، ج)، که در آن، مشابه جبران محلی برای چندین مصرف کننده القایی که به طور همزمان کار می کنند، یک خازن دائمی مشترک متصل می شود (موتورهای الکتریکی نزدیک به یکدیگر، گروه هایی از لامپ های تخلیه). در اینجا خط عرضه نیز تخلیه می شود، اگرچه فقط به توزیع کننده برای مصرف کنندگان فردی بستگی دارد. دوره بازپرداخت این نوع غرامت تقریباً 1.5-4.5 سال است.

جبران انفرادی یا ثابت (شکل 4، د)، که در آن توان راکتیو القایی مستقیماً جبران می شود.

V مکانی که در آن رخ می دهد، که منجر به تخلیه سیم های تامین می شود

(معمولی برای مصرف کنندگان فردی با کارکرد مداوم با توان ثابت یا نسبتاً بالا (بیش از 20 کیلو وات) - موتورهای ناهمزمان، ترانسفورماتورها، ابزار جوشکاری، لامپ های تخلیه و غیره). این نوع غرامت موثرترین است و دوره بازپرداخت طبق آمار متوسط ​​از 0.3 تا 0.7 سال متغیر است.

عدم وجود قطعات چرخان؛

نصب و بهره برداری ساده (بدون نیاز به فونداسیون)؛

سرمایه گذاری نسبتا کم؛

بلوک بار، واحد کنترل بار، واحد خازن قابل تنظیم.

Conde Satorna

نصب و راه اندازی

مورد نظر

واکنش پذیر

برقی

تنظیم. او نمایندگی می کند

کابینت فلزی،

ارسال شده

خازن ها،

کنتاکتورها،

قطع کننده مدار،

رویلنیک،

ریزپردازنده

تنظیم کننده

واکنش پذیر

تنظیم کننده).

کندانسور

نصب شامل

خازن ها، توان 2.5، 2.5 و

kvar بسته به ترکیب

مشمول

خازن ها

نصب و راه اندازی

مراحل تنظیم

توان: 2.5، 5، 7.5 و 10 kvar.

بلوک بارگذاری (شکل.

یک بار القایی فعال را شبیه سازی می کند

محدوده 0 تا 10 کیلو ولت آمپر با استفاده از ترکیبی از چوک ها و مقاومت ها.

هیئت مدیره

بار (شکل 7) امکان گسسته را فراهم می کند

فعال - القایی

مس بارگیری کنید. کنترل پنل بلوک شامل

کنترل ها و عناصر

آلارم ها

برنج. 5. کندانسور		برنج. 6.Blo load		برنج. 7. واحد کنترل
نصب و راه اندازی				بار
برای تنظیم توان راکتیو خروجی خازن
تاسیسات جدید	یک رگولاتور در عملیات استفاده می شود		CR05 تولید شده توسط ما
	فراهم می کند	کنترل جت		ظرفیت نصب
بسته به cosφ مشخص شده توسط کاربر.
	برنج. 8 ظاهر را نشان می دهد			کنترل ها
زنگ رگلاتور:

برنج. 8. توضیحات کنترل پنل جلوی آن

1. در d - بار فعال القایی;

2. c ap – بار خازنی فعال;

3. c osф / cos f – جریان یا متوسط ​​c osφ;

4. mp / ولت - جریان یا ولتاژ.

5. al arm - زنگ هشدار روشن است.

6. S TAGES - وضعیت خازن های مربوطه را به اطلاع می رساند (هنگامی که خازن روشن است روشن می شود).

7. دکمه هایی برای راه اندازی و سرویس رگولاتور.

اصل عملکرد رگولاتور بر اساس موارد زیر است. تنظیم کننده

با استفاده از این مقادیر، دستگاه توان راکتیو و ضریب توان بار را محاسبه می کند. تعداد مورد نیاز مراحل متصل با مقایسه مقدار فعلی ضریب تعیین می شود

4. سفارش کار تکمیل شد

1. پیکربندی پارامترهای تنظیم کننده

1.1. وارد منوی تنظیمات کنترلر شوید. دکمه را فشار دهیدتنظیم کنید و به مدت 5 ثانیه نگه دارید. گزینه CoS روی صفحه نمایش ظاهر می شود.

بیش از حد زیاد، یا همانطور که به آن انرژی و توان راکتیو نیز گفته می شود، به وخامت قابل توجهی در عملکرد شبکه ها و سیستم های الکتریکی کمک می کند. ما پیشنهاد می کنیم در مقاله خود در نظر بگیریم که چگونه جبران توان راکتیو خودکار (RPC) و جبران بیش از حد در شبکه ها در شرکت ها، در آپارتمان ها و در زندگی روزمره انجام می شود.

چرا به جبران توان راکتیو نیاز دارید؟

هر چه انرژی مورد نیاز بیشتر باشد، میزان مصرف سوخت نیز بیشتر می شود. و این همیشه قابل توجیه نیست. جبران توان، یعنی محاسبه صحیح آن، به صرفه جویی تا 50 درصد از سوخت مصرفی در شبکه های توزیع برق صنعتی در تولید و در برخی موارد حتی بیشتر کمک می کند.

شما باید درک کنید که هر چه منابع بیشتری برای تولید هزینه شود، قیمت محصول نهایی بالاتر خواهد بود. اگر امکان کاهش هزینه تولید یک محصول وجود داشته باشد، یک تولید کننده یا کارآفرین می تواند قیمت آن را کاهش دهد و از این طریق مشتریان و مصرف کنندگان بالقوه را جذب کند.

به عنوان یک مثال واضح، چند نمودار زیر را ببینید. Eاین وکتورها به صورت بصری اثر کامل نصب را منتقل می کنند.

نمودار قبل از عملیات نصب نمودار پس از نصب

علاوه بر این، ما از تلفات شبکه های الکتریکی نیز خلاص می شویم که تأثیر زیر را دارد:

• ولتاژ یکنواخت و بدون افت است.
• دوام سیم ها (abb - abb، aku) و سیم پیچ های القایی در اماکن مسکونی و کارخانه ها افزایش می یابد.
• صرفه جویی قابل توجه در عملکرد ترانسفورماتورها و یکسو کننده های خانگی؛
• جبران توان و انرژی راکتیو به طور قابل توجهی زمان کار دستگاه های قدرتمند (موتورهای ناهمزمان سه فاز و تک فاز) را افزایش می دهد.
• کاهش قابل توجه هزینه های برق

مدار مبدل عمومی

تئوری و عمل

بیشتر اوقات، انرژی و توان راکتیو هنگام استفاده از یک موتور سه فاز ناهمزمان مصرف می شود و اینجاست که بیشترین نیاز به جبران است. بر اساس آخرین داده ها: 40٪ توسط موتورها (از 10 کیلووات)، 30 توسط ترانسفورماتور، 10٪ توسط مبدل و یکسو کننده، 8٪ توسط مصرف روشنایی مصرف می شود.

به منظور کاهش این شاخص از دستگاه ها یا تاسیسات خازن استفاده می شود. اما تعداد زیادی زیرگروه از این لوازم الکتریکی وجود دارد. چه نوع واحدهای خازن وجود دارد و چگونه کار می کنند؟

ویدئو: جبران توان راکتیو چیست و چرا به آن نیاز است؟

به منظور جبران انرژی و توان راکتیو با بانک های خازن و موتورهای سنکرون، به یک نصب صرفه جویی در انرژی نیاز است. بیشتر اوقات ، چنین دستگاه هایی با رله استفاده می شوند ، اگرچه می توان به جای آن یک کنتاکتور یا تریستور نصب کرد. دستگاه های رله جبران قوس در خانه استفاده می شود. اما اگر جبران انرژی و توان راکتیو در کارخانه ها، در ترانسفورماتورها (جایی که بار نامتقارن وجود دارد) انجام شود، استفاده از دستگاه های تریستور بسیار مناسب تر است.

در برخی موارد، می توان از دستگاه های ترکیبی استفاده کرد که به طور همزمان از طریق یک مبدل خطی و یک رله کار می کنند.

چگونه استفاده از تنظیمات کمک خواهد کرد:

• پست باعث کاهش نوسانات ولتاژ می شود.
• شبکه های الکتریکی برای کارکرد وسایل برقی ایمن تر می شوند، مشکلات جبران برق و توان در واحدهای تبرید و دستگاه های جوش از بین می رود.
• علاوه بر این، نصب و کار با آنها بسیار آسان است.

نحوه نصب دستگاه های خازن

ابتدا به نموداری از عملکرد شبکه الکتریکی و اسناد PUE نیاز دارید که برای تصمیم گیری در مورد جبران انرژی و توان راکتیو EAF استفاده می شود. بعد، یک محاسبه اقتصادی مورد نیاز است:

• مجموع مصرف انرژی توسط همه دستگاه ها (اینها کوره ها، مراکز داده، ماشین های اتوماتیک، واحدهای تبرید و غیره هستند).
• مقدار جریان ورودی به شبکه؛
• محاسبه تلفات در مدارها قبل از رسیدن انرژی به دستگاه ها و بعد از این رسیدن.
• تجزیه و تحلیل فرکانس

در مرحله بعد، باید بخشی از برق را بلافاصله در نقطه ای که با استفاده از یک ژنراتور وارد شبکه می شود، تولید کنید. این غرامت متمرکز نامیده می شود. همچنین می توان آن را با استفاده از تاسیسات cos، الکتریکی، schneider، tg انجام داد.

اما جبران انرژی تک فازی و توان راکتیو (یا عرضی) نیز وجود دارد، قیمت آن بسیار کمتر است. در این حالت، دستگاه های کنترلی سفارش داده شده (خازن) مستقیماً در هر مصرف کننده برق نصب می شوند. اگر موتور سه فاز یا درایو الکتریکی کنترل شود، این راه حل بهینه است. اما این نوع جبران نقص قابل توجهی دارد - قابل تنظیم نیست و بنابراین غیرقابل تنظیم یا غیر خطی نیز نامیده می شود.

جبران کننده های استاتیک یا تریستورها با استفاده از القای متقابل عمل می کنند. در این مورد، سوئیچینگ با استفاده از دو یا چند تریستور انجام می شود. ساده ترین و ایمن ترین روش، اما اشکال مهم آن این است که هارمونیک ها به صورت دستی تولید می شوند، که به طور قابل توجهی فرآیند نصب را پیچیده می کند.

جبران طولی

جبران طولی با استفاده از روش وریستور یا برقگیر انجام می شود.

جبران توان راکتیو طولی

خود این فرآیند به دلیل وجود رزونانس رخ می دهد که به دلیل جهت بارهای القایی به سمت یکدیگر تشکیل می شود. این فناوری و تئوری جبران قدرت برای موتورهای جت و کششی، فولادسازی یا ماشین ابزارها به عنوان مثال هارمونیک استفاده می شود و مصنوعی نیز نامیده می شود.

جنبه فنی جبران خسارت

تعداد زیادی از تولید کنندگان و انواع نصب کندانسور وجود دارد:

• تریستور؛
• تنظیم کننده مواد فروآلیاژ (جمهوری چک)؛
• مقاومت (ساخت شده در سن پترزبورگ)؛
• ولتاژ پایین؛
• راکتورهای دتونینگ (آلمان)؛
• مدولار - جدیدترین و گران ترین دستگاه های حال حاضر؛
• کنتاکتورها (اوکراین).

هزینه آنها بسته به سازمان متفاوت است، برای اطلاعات دقیق تر و جامع تر، از انجمن بازدید کنید که در آن جبران توان راکتیو مورد بحث قرار می گیرد.