Làm thế nào các tủ bồi thường công nghiệp có thể cải thiện chất lượng năng lượng thông qua các phụ kiện cốt lõi?

Lời nói đầu

Trong các hệ thống phân phối năng lượng công nghiệp, mất năng lượng phản ứng và ô nhiễm hài hòa là những yếu tố chính dẫn đến việc sử dụng công suất thấp, giảm tuổi thọ của thiết bị và chi phí năng lượng tăng. Là thiết bị cốt lõi để quản lý chất lượng điện, hiệu suất của tủ bồi thường được xác định bởi sự phối hợp kỹ thuật của bốn phụ kiện chính: Ngân hàng Taicitor,Lò phản ứng loạt, Bộ điều khiển bù động và điện trở xả chống nổ. Bài viết này sẽ giải thích khách quan các nguyên tắc kỹ thuật, định vị chức năng và logic tích hợp hệ thống của mỗi phụ kiện.

Định vị chức năng cốt lõi của hệ thống bồi thường

Nhiệm vụ cốt lõi của tủ bồi thường là đạt được hiệu chỉnh yếu tố công suất và triệt tiêu sóng hài của lưới điện. Khi hệ số công suất thấp hơn 0,9, tỷ lệ tổn thất đường dây sẽ tăng 8%-15%, đồng thời kích hoạt phí điều chỉnh điện của bộ phận cung cấp điện (khoảng 3%-8%tổng hóa đơn tiền điện). Tỷ lệ biến dạng điều hòa (THD) vượt quá 5% sẽ gây ra sự gia nhiệt bổ sung của động cơ, sự cố của thiết bị điện tử và giảm hiệu quả của máy biến áp. Tiêu chuẩn quốc gia GB/T 15576-2020 quy định rằng giới hạn thấp hơn của hệ số công suất cho người dùng công nghiệp là 0,9 và tiêu chuẩn IEEE 519-2014 yêu cầu phải kiểm soát THD trong vòng 5%.

Cơ chế chỉ huy của bộ điều khiển bù động

CácBộ điều khiển hệ số công suất tự độngThu thập điện áp lưới và chênh lệch pha hiện tại trong thời gian thực thông qua mạch lấy mẫu tốc độ cao với 128 điểm/chu kỳ. Khi một biến động hệ số công suất gây ra bởi sự thay đổi tải đột ngột (chẳng hạn như dưới 0,8) được phát hiện, bộ xử lý ARM nhúng của nó hoàn thành tính toán biến đổi Fourier trong vòng 20ms và đầu ra hướng dẫn chuyển đổi tụ điện chính xác. Công nghệ chuyển mạch không thể tích hợp tích hợp của bộ điều khiển đảm bảo rằng hành động chuyển đổi được thực hiện tại điểm bằng không điện áp để tránh sốc dòng điện. Các yêu cầu tham số cốt lõi bao gồm: Tốc độ phản hồi ≤50ms (Giới hạn trên tiêu chuẩn quốc gia 200ms), Lỗi khả năng bù ± 0,5kvar. Mô -đun giao tiếp 5G hỗ trợ sửa đổi từ xa các ngưỡng tham số và nhận báo thức lỗi.

Đặc điểm kỹ thuật của các ngân hàng tụ điện thông minh

Các ngân hàng tụ điện thông minh đạt được hiệu chỉnh yếu tố công suất của lưới điện bằng cách cung cấp công suất phản ứng điện dung. Môi trường cốt lõi của nó sử dụng màng polypropylen kim loại dày 3,8 micron và sử dụng công nghệ bay hơi loại phân tách để kiểm soát khu vực tự phục hồi của môi trường trong vòng 2 mm vuông khi một điểm bị thủng. Các tụ điện được trang bị cấu trúc giải phóng áp suất. Khi áp suất bên trong vỏ đạt 0,12 MPa, nắp chống nổ vỡ theo hướng để đạt được sự bảo vệ giảm áp. Cấu hình công suất áp dụng thiết kế phân loại bước, thường bao gồm 8 nhóm các đơn vị công suất khác nhau, chẳng hạn như 5 KVAR, 10 KVAR và 20 KVAR và bước bù tối thiểu là 5 kVAR. Trong môi trường lưới điện 380 volt, khi 30 kvarTụ điệnNgân hàng được bật cho một động cơ có công suất định mức 100 kW, hệ số công suất hệ thống có thể được tăng từ 0,75 lên 0,94, trong khi giảm 28,4%dòng điện. Cần nhấn mạnh rằng ngân hàng tụ điện phải được vận hành nối tiếp với lò phản ứng bộ lọc, nếu không dòng điều hòa sẽ khiến môi trường quá nóng và thất bại.

Nguyên tắc điều khiển điều hòa của lò phản ứng lọc

Lò phản ứng bộ lọc triệt tiêu sóng hài trong các dải tần số cụ thể dựa trên các đặc tính phản ứng cảm ứng. Thiết kế cốt lõi sử dụng tốc độ phản ứng 7% để giảm tần số cộng hưởng xuống còn 189 Hz, tránh hiệu quả dải tần số sóng hài 150 đến 650 Hz thường được tạo ra bởi các thiết bị công nghiệp. Nó cho thấy một hiệu ứng tăng cường trở kháng đáng kể trên sóng hài thứ 5. Ở tần số 250 Hz, giá trị trở kháng có thể đạt hơn 33 lần so với sóng cơ bản, ngăn chặn tỷ lệ biến dạng tổng sóng hài lên dưới 8%. CácLò phản ứng loạtWinding được đúc chân không với nhựa epoxy cách điện loại B, và các lớp được phân lập bằng vật liệu cách điện NOMEX để đảm bảo rằng sự gia tăng nhiệt độ không vượt quá 65 kelvin; Cầu chì nhiệt độ Celsius 130 độ tích hợp trực tiếp cắt mạch khi quá nóng. Phản ứng cảm ứng về cơ bản được biểu hiện như là một hiệu ứng chặn đối với các dòng sóng hài tần số cao và đồng thời giảm hơn 60%các thành phần hài hòa qua tụ điện song song. Chỉ số hiệu suất này đáp ứng các thông số kỹ thuật bắt buộc của tiêu chuẩn quốc tế IEC 60076 cho các lò phản ứng điện.

Logic hoạt động an toàn của điện trở xả

Các điện trở xả chịu trách nhiệm xả điện áp dư sau khi tụ điện được bật ra. Một cấu trúc kênh kép với điện trở chính là 100 kilo-ohms/5 kilowatt song song với một điện trở dự phòng được áp dụng và lưới tản nhiệt bề mặt điều khiển mật độ công suất dưới 1,5 watt/cm vuông. Khi nhiệt độ môi trường đạt tới 45 độ C, quạt lưu lượng trục được kích hoạt tự động để tăng cường sự tản nhiệt. Hệ thống có thể làm giảm điện áp còn lại của tụ điện lưới 400 volt từ đỉnh 565 volt xuống ngưỡng an toàn 50 volt trong vòng 3 giây, đáp ứng giới hạn trên 75 volt được chỉ định trong IEC 60831.

Tích hợp hệ thống và tiêu chuẩn xác minh hiệu suất

Hệ thống bồi thường hoàn chỉnh phải được xác minh thông qua quy trình xác minh ba cấp. Trong giai đoạn thử nghiệm của nhà máy, thử nghiệm điện áp chịu được 10 giây ở mức 1,25 lần điện áp định mức và 50 thử nghiệm tác động chuyển đổi liên tục được thực hiện, với khoảng thời gian chuyển đổi không quá 2 giây. Trong quá trình vận hành tại chỗ, giá trị mục tiêu của hệ số công suất phải được đặt trong phạm vi 0,92 đến 0,98 và ngưỡng bảo vệ quá điện áp được cấu hình thành 440 volt với dung sai lỗi là ± 5 volt. Giám sát hoạt động đòi hỏi hệ thống phải liên tục đáp ứng ba chỉ số cốt lõi: Hệ số công suất trung bình hàng tháng ≥ 0,95, tổng tỷ lệ biến đổi hài hòa ≤ 5%và tỷ lệ dao động điện áp <2%. Khi hệ thống phát hiện ra rằng biến động hệ số công suất vượt quá 0,1 hoặc tổng tỷ lệ biến đổi hài được tăng hơn 2%, cấu hình dung lượng tụ điện và trạng thái khớp tham số lò phản ứng phải được kiểm tra ngay lập tức.