Hur kan industriella kompensationsskåp förbättra kraftkvaliteten genom kärntillbehör?

Förord

I industriella kraftdistributionssystem är reaktiv effektförlust och harmonisk förorening nyckelfaktorer som leder till låg kraftutnyttjande, minskad utrustningslivslängd och stigande kraftkostnader. Som kärnanordning för kraftkvalitetshantering bestäms kompensationskåpets prestanda av den tekniska samordningen för de fyra stora tillbehören: kondensatorbanken,seriereaktor, dynamisk kompensationskontroller och explosionssäker urladdningsmotstånd. Den här artikeln kommer objektivt att förklara de tekniska principerna, funktionella positionering och systemintegrationslogik för varje tillbehör.

Kärnfunktionell positionering av kompensationssystemet

Kompensationsskåpets kärnuppgift är att uppnå kraftfaktorkorrigering och harmonisk undertryckning av kraftnätet. När effektfaktorn är lägre än 0,9 kommer linjeförlustfrekvensen att öka med 8%-15%och samtidigt utlösa strömförsörjningsavdelningens kraftjusteringsavgift (cirka 3%-8%av den totala elräkningen). Harmonisk distorsionshastighet (THD) som överstiger 5% kommer att orsaka ytterligare uppvärmning av motorn, fel i elektronisk utrustning och minskad transformatoreffektivitet. Den nationella standarden GB/T 15576-2020 föreskriver att den lägre gränsen för effektfaktorn för industriella användare är 0,9, och IEEE 519-2014-standarden kräver att THD kontrolleras inom 5%.

Kommandomekanism för dynamisk kompensationskontrollant

DeAutomatisk kraftfaktorstyrenhetSamlar in nätspänningen och den aktuella fasskillnaden i realtid genom en höghastighetsprovtagningskrets med 128 poäng/cykel. När en effektfaktorfluktuation orsakad av en plötslig belastningsförändring (såsom mindre än 0,8) upptäcks, slutför dess inbäddade armprocessor Fourier Transform -beräkningen inom 20 ms och matar ut exakta kraftkondensatorbytesinstruktioner. Den inbyggda nollkorsningstekniken för styrenheten säkerställer att omkopplingsåtgärden körs vid spänningsnollpunkten för att undvika inresningsströmchock. Kraven Kärnparameter inkluderar: Svarshastighet ≤50 ms (National Standard Upper Limit 200ms), Compensation Capacity Fel ± 0,5 kvar. 5G -kommunikationsmodulen stöder fjärrmodifiering av parametertrösklar och mottagande av fellarm.

Tekniska egenskaper hos smarta kondensatorbanker

Smart kondensatorbanker uppnår kraftfaktorkorrigering av kraftnät genom att tillhandahålla kapacitiv reaktiv kraft. Dess kärnmedium använder en 3,8-mikron tjock metalliserad polypropenfilm och använder förångningsteknik för split-typ för att kontrollera det självhelande området för mediet inom 2 kvadratmillimeter när en enda punkt punkteras. Kondensatorn är utrustad med en tryckfrisättningsstruktur. När trycket inuti skalet når 0,12 MPa, brister explosionssäkra täckningen på riktning för att uppnå tryckavlastningsskydd. Kapacitetskonfigurationen antar en stegad klassificeringsdesign, vanligtvis inklusive 8 grupper av olika kapacitetsenheter, såsom 5 kvar, 10 kvar och 20 kvar, och minsta kompensationssteg är 5 kvar. I en 380-volt kraftnätmiljö, när en 30 kvarkraftkondensatorBanken är påslagen för en motor med en nominell effekt på 100 kW, systemets effektfaktor kan ökas från 0,75 till 0,94, samtidigt som linjströmmen minskar med 28,4%. Det bör betonas att kondensatorbanken måste drivas i serie med en filterreaktor, annars kommer den harmoniska strömmen att få mediet att överhettas och misslyckas.

Harmonisk kontrollprincip för filterreaktor

Filterreaktor undertrycker harmonik i specifika frekvensband baserade på induktiva reaktansegenskaper. Kärndesignen använder en 7% reaktanshastighet för att minska resonansfrekvensen till 189 Hz, vilket effektivt undviker 150 till 650 Hz harmoniska frekvensband som vanligtvis genereras av industriutrustning. Det visar en betydande impedansförbättringseffekt på den femte harmoniken. Vid en frekvens av 250 Hz kan impedansvärdet nå mer än 33 gånger det för den grundläggande vågen och undertrycker den totala harmoniska distorsionsgraden till mindre än 8%. DeseriereaktorLindning är vakuumgjutet med klass B isolerande epoxiharts, och skikten är isolerade med Nomex isolerande material för att säkerställa att temperaturökningen inte överstiger 65 kelvin; Den inbyggda 130 grader Celsius-temperatursäkringen avstår direkt av kretsen vid överhettning. Den induktiva reaktansen manifesteras i huvudsak som en blockerande effekt på högfrekventa harmoniska strömmar och minskar samtidigt de harmoniska komponenterna som strömmar genom den parallella kondensatorn med mer än 60%. Denna prestationsindikator uppfyller de obligatoriska specifikationerna för IEC 60076 International Standard for Power Reactors.

Säker driftslogik för urladdningsmotstånd

Utsläppsmotståndet är ansvariga för att lossa restspänningen efter att kondensatorn är avstängd. En dubbelkanalstruktur med ett huvudmotstånd på 100 kilo-ohms/5 kilowatt parallellt med ett säkerhetskopieringsmotstånd används och ytvärmefördelningsnätet styr kraftdensiteten under 1,5 watt/kvadratcentimeter. När den omgivningstemperaturen når 45 grader Celsius aktiveras den axiella flödesfläkten automatiskt för att förbättra värmeavledningen. Systemet kan minska den återstående spänningen för 400-volt rutnätkondensatorn från en topp på 565 volt till en säkerhetströskel på 50 volt inom 3 sekunder, vilket uppfyller den 75-volt övre gränsen som anges i IEC 60831. Den mekaniska interlockanordningen ansluter automatiskt urladdningskretsen innan kabinettdörren tvingas till öppna för att säkerställa att säkerheten av personalen.

Systemintegration och prestandaverifieringsstandarder

Det kompletta kompensationssystemet måste verifieras genom en tre-nivå verifieringsförfarande. Under fabrikstestfasen utförs ett 10-sekunders tålspänningstest vid 1,25 gånger den nominella spänningen och 50 kontinuerliga växlingstester, med ett växlingsintervall på högst 2 sekunder. Under idrifttagning på plats måste kraftfaktorns målvärde ställas in i intervallet 0,92 till 0,98, och överspänningsskyddsgränsen är konfigurerad till 440 volt med en feltolerans på ± 5 volt. Driftövervakning kräver att systemet kontinuerligt uppfyller tre kärnindikatorer: Månads genomsnittlig effektfaktor ≥ 0,95, total harmonisk distorsionshastighet ≤ 5%och spänningsfluktuationshastighet <2%. När systemet upptäcker att effektfaktorfluktuationen överstiger 0,1 eller den totala harmoniska distorsionshastigheten stiger med mer än 2%, måste kondensatorkapacitetskonfigurationen och reaktorparametern matchningstatus kontrolleras omedelbart.