Γιατί οι τράπεζες πυκνωτών χρειάζονται συνεργάτες; Κατανόηση της αποστολής των αντιδραστήρων σειράς

Οι τράπεζες πυκνωτών είναι «ειδικοί αντιστάθμισης άεργου ισχύος» στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας που είναι ειδικά υπεύθυνοι για την αύξηση του συντελεστή ισχύος και τη μείωση των απωλειών γραμμών. Ο ειδικός, ωστόσο, έχει μια αχίλλειο πτέρνα-είναι σχεδόν εξ ολοκλήρου ανθεκτική στις αρμονικές. Ως αποτέλεσμα, μια σειρά αντιδραστήρων αναπτύχθηκε ως απαραίτητοι «οικείοι συνεργάτες» για τράπεζες πυκνωτών.
Ας ξεκινήσουμε με το ανατριχιαστικό γεγονός ότι όταν μια συστοιχία πυκνωτών είναι ενεργοποιημένη, το ρεύμα εισόδου μπορεί να φτάσει 5 έως 15 φορές το ονομαστικό ρεύμα ή ακόμα και περισσότερες από 20 φορές όταν πολλές συστοιχίες πυκνωτών είναι παράλληλα. Αυτό το ρεύμα υπέρτασης είναι αρκετό για να πυροδοτήσει τις ασφάλειες και να ενεργοποιήσει τους διακόπτες κυκλώματος, τους οποίους οι χειριστές μπορούν εύκολα να μπερδέψουν ως βραχυκυκλώματα.
Ακόμη πιο επικίνδυνες είναι οι αρμονικές. Μη γραμμικά φορτία σε μετατροπείς συχνότητας, ανορθωτές, ηλεκτρικό τόξο και ούτω καθεξής εγχέονται συνεχώς στο σύστημα, όπως οι αρμονικές πέμπτης, έβδομης και ενδέκατης τάξης. Η σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή στις αρμονικές υψηλής συχνότητας είναι εξαιρετικά χαμηλή και το αρμονικό ρεύμα ενισχύεται πολύ, προκαλώντας υπερθέρμανση του πυκνωτή, διάσπαση της μόνωσης και τελικά εξάντληση. Οι καμμένοι-πυκνωτές εγχέουν αρμονικές στο ηλεκτρικό δίκτυο, δημιουργώντας ένα "φαινόμενο αρμονικής ενίσχυσης" που υποβαθμίζει δραστικά την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας σε ολόκληρη την περιοχή.
Για το λόγο αυτό, το εθνικό πρότυπο GB50227-2008 απαιτεί ρητά να ελέγχεται το ρεύμα εισόδου διέγερσης σε λιγότερο από 20 φορές το ονομαστικό ρεύμα του πυκνωτή. Αυτό επιτυγχάνεται με αντιδραστήρες σειράς.
Τι ακριβώς κάνει αυτός ο «συνεργάτης»; Τρία βασικά πράγματα:
Πρώτον, σβήνει την αναπνοή. Ο αντιδραστήρας σειράς είναι ουσιαστικά ένας μεγάλος αντιδραστήρας, ο οποίος χρησιμοποιεί την επαγωγή του αντιδραστήρα για να καταστείλει το ρεύμα αιχμής όταν είναι ενεργοποιημένος. Όταν η αντίσταση μεταξύ 0,1% και 1%, το ρεύμα εισόδου μπορεί να ελεγχθεί σε λιγότερο από 10 φορές το ονομαστικό ρεύμα. Έχει μικρό μέγεθος, χαμηλή απώλεια και μπορεί να ενσωματωθεί απευθείας σε τράπεζες πυκνωτών.
Δεύτερον, συλλαμβάνει αρμονικές. Αυτή είναι η βασική αποστολή του αντιδραστήρα. Η επαγωγική αντίδραση αυξάνεται με τη συχνότητα, ενώ η χωρητική αντίδραση μειώνεται με τη συχνότητα. Όταν τα δύο είναι σε σειρά, η συχνότητα συντονισμού του κυκλώματος καταστέλλεται κάτω από τη χαμηλότερη αρμονική συχνότητα του συστήματος. Για παράδειγμα, με ρυθμό αντίδρασης 12%, το σημείο συντονισμού είναι περίπου 204 Hz, το οποίο σχηματίζει ένα φράγμα υψηλής σύνθετης αντίστασης σε αρμονικές επιπέδου 5 και άνω, εμποδίζοντας αποτελεσματικά τα αρμονικά ρεύματα. Στην περίπτωση σοβαρής τρίτης αρμονικής, ένα κύκλωμα φίλτρου κυκλώματος φίλτρου με ρυθμό αντίδρασης 14%.
Τρίτον, καταστέλλει την υπέρταση. Όταν ένας πυκνωτής είναι απενεργοποιημένος, η επανέναρξη τόξου παράγει υπέρταση 4-5 φορές την ονομαστική τάση και, όταν είναι ενεργοποιημένος, τάση λειτουργίας 2-3 φορές μεγαλύτερη από τις λειτουργικές υπερτάσεις. Αυτές οι παροδικές υπερτάσεις εξασθενούν σημαντικά με την απόσβεση, αποτρέποντας τη διάσπαση της μόνωσης ή την επιτάχυνση της γήρανσης.
Ποιες είναι οι επιλογές ρυθμού αντίδρασης; Η επιλογή της λάθος ταχύτητας είναι χειρότερη από το να μην την εγκαταστήσετε καθόλου.
Ο ρυθμός αντίδρασης είναι η βασική παράμετρος του αντιδραστήρα σειράς. Η επιλογή του λανθασμένου ρυθμού όχι μόνο καθιστά τον αντιδραστήρα άχρηστο, αλλά μπορεί επίσης να έχει απήχηση. Απλώς θυμηθείτε: 0,1% έως 1% περιορίζει την εισβολή, 6% καταστέλλει πέμπτες αρμονικές, 12% ασχολείται με όλες τις πέμπτες αρμονικές και άνω και 14% ασχολείται ειδικά με 3ες αρμονικές. Όταν μια ράβδος υποσταθμού περιέχει επίσης μεγάλες και μικρές συστοιχίες πυκνωτών, η εσφαλμένη σειρά μεταγωγής θα οδηγήσει σε ενισχυμένα αρμονικά ρεύματα και παραμόρφωση τάσης ζυγού, που απαιτούν πλήρη εξέταση.
Ξηρό ή λάδι-εμποτισμένο; Το καθένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα.
Ο αντιδραστήρας ξηρού πυρήνα είναι αθόρυβος, γραμμικός, υψηλής μηχανικής αντοχής, κατάλληλος για εγκατάσταση ντουλαπιού. Οι αντιδραστήρες εμβάπτισης λαδιού έχουν μικρότερες απώλειες και απαιτούν λιγότερο χώρο, αλλά είναι πιο θορυβώδεις και φτωχότερη γραμμικότητα. Τα τελευταία χρόνια, εμφανίστηκαν διαδοχικά ο μισός-αντιδραστήρας πυρήνα και ο αντιδραστήρας αέρα-και η σχεδόν-γραμμική γραμμικότητα και ο θόρυβος τους είναι κάτω από 50dB, καθιστώντας τους τα νέα αγαπημένα της αντιστάθμισης άεργου ισχύος.
Σταματήστε λοιπόν να ρωτάτε γιατί οι τράπεζες πυκνωτών χρειάζονται συνεργάτες-μια τράπεζα πυκνωτών χωρίς αντιδραστήρα σειράς είναι σαν ένα σπορ αυτοκίνητο χωρίς φρένα. όσο πιο γρήγορα πάει, τόσο πιο πιθανό είναι να γυρίσει. Αυτός ο σιωπηλός «συνεργάτης» είναι ο πραγματικός αφανής ήρωας πίσω από την ασφαλή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου.