ตู้ชดเชยอุตสาหกรรมสามารถปรับปรุงคุณภาพพลังงานผ่านอุปกรณ์เสริมหลักได้อย่างไร

คำนำ

ในระบบการกระจายพลังงานอุตสาหกรรมการสูญเสียพลังงานปฏิกิริยาและมลพิษฮาร์มอนิกเป็นปัจจัยสำคัญที่นำไปสู่การใช้พลังงานต่ำลดอายุการใช้งานอุปกรณ์และต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้น ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับการจัดการคุณภาพพลังงานประสิทธิภาพของตู้ชดเชยจะถูกกำหนดโดยการประสานงานทางเทคนิคของอุปกรณ์เสริมที่สำคัญทั้งสี่: Capacitor Bank,เครื่องปฏิกรณ์ซีรีส์ตัวควบคุมการชดเชยการชดเชยแบบไดนามิกและตัวต้านทานการปล่อยการระเบิด บทความนี้จะอธิบายหลักการทางเทคนิคการวางตำแหน่งการทำงานและตรรกะการรวมระบบของแต่ละอุปกรณ์เสริม

การวางตำแหน่งการทำงานหลักของระบบชดเชย

ภารกิจหลักของตู้ชดเชยคือการแก้ไขปัจจัยพลังงานและการปราบปรามฮาร์มอนิกของกริดพลังงาน เมื่อปัจจัยพลังงานต่ำกว่า 0.9 อัตราการสูญเสียสายจะเพิ่มขึ้น 8%-15%และในขณะเดียวกันก็เรียกค่าธรรมเนียมการปรับพลังงานของแผนกแหล่งจ่ายไฟ (ประมาณ 3%-8%ของค่าไฟฟ้าทั้งหมด) อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิก (THD) เกิน 5% จะทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมของมอเตอร์ความผิดปกติของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และประสิทธิภาพของหม้อแปลงลดลง มาตรฐานระดับชาติ GB/T 15576-2020 กำหนดว่าขีด จำกัด ที่ต่ำกว่าของปัจจัยพลังงานสำหรับผู้ใช้อุตสาหกรรมคือ 0.9 และมาตรฐาน IEEE 519-2014 ต้องการให้ THD ควบคุมภายใน 5%

กลไกการควบคุมของคอนโทรลเลอร์การชดเชยแบบไดนามิก

ที่ตัวควบคุมปัจจัยพลังงานอัตโนมัติรวบรวมแรงดันไฟฟ้ากริดและความแตกต่างของเฟสปัจจุบันแบบเรียลไทม์ผ่านวงจรการสุ่มตัวอย่างความเร็วสูงที่มี 128 คะแนน/รอบ เมื่อความผันผวนของปัจจัยพลังงานที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างฉับพลัน (เช่นน้อยกว่า 0.8) ถูกตรวจพบโปรเซสเซอร์ ARM ที่ฝังตัวของมันจะเสร็จสิ้นการคำนวณการแปลงฟูริเยร์ภายใน 20ms และคำแนะนำการสลับตัวเก็บพลังงานพลังงานที่แม่นยำ เทคโนโลยีการสลับการข้ามศูนย์ในตัวของคอนโทรลเลอร์ทำให้มั่นใจได้ว่าการดำเนินการสลับจะดำเนินการที่จุดศูนย์แรงดันไฟฟ้าเพื่อหลีกเลี่ยงการเข้าสู่กระแสไฟฟ้า ข้อกำหนดของพารามิเตอร์หลัก ได้แก่ : ความเร็วในการตอบสนอง≤50ms (ขีด จำกัด สูงสุดมาตรฐานแห่งชาติ 200ms), ข้อผิดพลาดความสามารถในการชดเชย± 0.5kvar โมดูลการสื่อสาร 5G รองรับการปรับเปลี่ยนระยะไกลของเกณฑ์พารามิเตอร์และรับสัญญาณเตือนข้อผิดพลาด

ลักษณะทางเทคนิคของธนาคารตัวเก็บประจุอัจฉริยะ

ธนาคารตัวเก็บประจุอัจฉริยะได้รับการแก้ไขปัจจัยพลังงานของกริดพลังงานโดยการให้พลังงานปฏิกิริยาแบบ capacitive สื่อกลางของมันใช้ฟิล์มโพลีโพรพีลีนขนาด 3.8 ไมครอนและใช้เทคโนโลยีการระเหยแบบแยกประเภทเพื่อควบคุมพื้นที่รักษาตัวเองของสื่อภายใน 2 ตารางมิลลิเมตรเมื่อจุดเดียวถูกเจาะ ตัวเก็บประจุติดตั้งโครงสร้างการปล่อยแรงดัน เมื่อความดันภายในเปลือกถึง 0.12 MPa ฝาครอบป้องกันการระเบิดจะแตกออกทิศทางเพื่อให้ได้การป้องกันการบรรเทาแรงดัน การกำหนดค่าความจุใช้การออกแบบการจำแนกประเภทอย่างมากซึ่งมักจะรวมถึง 8 กลุ่มของหน่วยความจุที่แตกต่างกันเช่น 5 kvar, 10 kvar และ 20 kvar และขั้นตอนการชดเชยขั้นต่ำคือ 5 kvar ในสภาพแวดล้อมกริดพลังงาน 380 โวลต์เมื่อ 30 kvarตัวเก็บประจุพลังงานธนาคารจะเปิดใช้งานมอเตอร์ที่มีกำลังไฟ 100 กิโลวัตต์ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของระบบสามารถเพิ่มขึ้นจาก 0.75 เป็น 0.94 ในขณะที่ลดกระแสไฟฟ้า 28.4% ควรเน้นว่าธนาคารตัวเก็บประจุจะต้องดำเนินการเป็นอนุกรมด้วยเครื่องปฏิกรณ์ตัวกรองมิฉะนั้นกระแสฮาร์มอนิกจะทำให้สื่อร้อนเกินไปและล้มเหลว

หลักการควบคุมฮาร์มอนิกของเครื่องปฏิกรณ์กรอง

เครื่องปฏิกรณ์กรองยับยั้งฮาร์มอนิกในแถบความถี่เฉพาะตามลักษณะการเกิดปฏิกิริยาอุปนัย การออกแบบหลักใช้อัตราการเกิดปฏิกิริยา 7% เพื่อลดความถี่เรโซแนนท์เป็น 189 Hz หลีกเลี่ยงแถบความถี่ฮาร์มอนิก 150 ถึง 650 Hz ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยอุปกรณ์อุตสาหกรรม มันแสดงให้เห็นถึงผลการเพิ่มความต้านทานที่สำคัญต่อฮาร์มอนิกที่ 5 ที่ความถี่ 250 Hz ค่าอิมพีแดนซ์สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 33 เท่าของคลื่นพื้นฐานโดยระงับอัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมดให้น้อยกว่า 8% ที่เครื่องปฏิกรณ์ซีรีส์การคดเคี้ยวเป็นเครื่องดูดฝุ่นด้วยเรซินอีพอกซีฉนวนคลาส B และชั้นจะถูกแยกด้วยวัสดุฉนวน Nomex เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิที่สูงขึ้นไม่เกิน 65 kelvin; อุณหภูมิอุณหภูมิของเซลเซียสในตัว 130 องศาจะตัดวงจรโดยตรงเมื่อความร้อนสูงเกินไป ปฏิกิริยาการอุปนัยนั้นเป็นสิ่งสำคัญในการปิดกั้นผลกระทบต่อกระแสฮาร์มอนิกความถี่สูงและลดส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุแบบขนานพร้อมกันมากกว่า 60% ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพนี้ตรงตามข้อกำหนดที่จำเป็นของมาตรฐานสากล IEC 60076 สำหรับเครื่องปฏิกรณ์พลังงาน

ตรรกะการทำงานที่ปลอดภัยของตัวต้านทานการปล่อย

ตัวต้านทานการปลดปล่อยมีหน้าที่ในการปล่อยแรงดันตกค้างที่เหลือหลังจากตัวเก็บประจุถูกขับเคลื่อน โครงสร้างสองช่องทางที่มีตัวต้านทานหลักของ 100 กิโลกรัม-OHMS/5 กิโลวัตต์ควบคู่ไปกับตัวต้านทานสำรองถูกนำมาใช้และกริดการกระจายความร้อนพื้นผิวควบคุมความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า 1.5 วัตต์/ตารางเซนติเมตร เมื่ออุณหภูมิโดยรอบถึง 45 องศาเซลเซียสพัดลมการไหลตามแนวแกนจะถูกเปิดใช้งานโดยอัตโนมัติเพื่อเพิ่มการกระจายความร้อน ระบบสามารถลดแรงดันไฟฟ้าที่เหลือของตัวเก็บประจุกริด 400 โวลต์จากสูงสุด 565 โวลต์ไปยังเกณฑ์ความปลอดภัย 50 โวลต์ภายใน 3 วินาทีซึ่งตรงกับขีด จำกัด สูงสุด 75 โวลต์ที่ระบุไว้ใน IEC 60831

การรวมระบบและมาตรฐานการตรวจสอบประสิทธิภาพ

ระบบการชดเชยที่สมบูรณ์จะต้องได้รับการตรวจสอบผ่านขั้นตอนการตรวจสอบสามระดับ ในระหว่างขั้นตอนการทดสอบโรงงานจะมีการทดสอบแรงดันไฟฟ้า 10 วินาทีที่ 1.25 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับและการทดสอบผลกระทบการสลับอย่างต่อเนื่อง 50 ครั้งจะดำเนินการโดยมีช่วงเวลาสลับไม่เกิน 2 วินาที ในระหว่างการว่าจ้างในสถานที่จะต้องตั้งค่าเป้าหมายปัจจัยกำลังไฟในช่วง 0.92 ถึง 0.98 และเกณฑ์การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินจะถูกกำหนดค่าเป็น 440 โวลต์โดยมีความทนทานต่อข้อผิดพลาด± 5 โวลต์ การตรวจสอบการดำเนินงานกำหนดให้ระบบต้องพบกับตัวชี้วัดหลักสามประการอย่างต่อเนื่อง: ปัจจัยพลังงานเฉลี่ยรายเดือน≥ 0.95 อัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด≤ 5%และอัตราความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า <2% เมื่อระบบตรวจพบว่าความผันผวนของปัจจัยพลังงานเกิน 0.1 หรืออัตราการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมดเพิ่มขึ้นมากกว่า 2%การกำหนดค่าความจุตัวเก็บประจุและสถานะการจับคู่พารามิเตอร์เครื่องปฏิกรณ์จะต้องตรวจสอบทันที