Làm thế nào để các lò phản ứng giải quyết vấn đề nổ tụ điện?

Là một thiết bị chính trong hệ thống bù năng lượng phản ứng,Lò phản ứng loạtdựa vào các đặc tính cảm ứng điện từ của cuộn dây có cuộn cảm để đạt được sự quản lý toàn diện của mạng lưới điện. Hệ thống giá trị cốt lõi của nó được xây dựng trên bốn chiều kỹ thuật: ngăn chặn các nguồn ô nhiễm hài hòa tần số cao thông qua các rào cản cảm ứng; xây dựng một chuỗi bù công suất phản ứng động để ổn định dao động điện áp; sửa chữa chính xác độ lệch yếu tố công suất; và thiết lập một cơ chế bảo vệ cấp thiết bị để giảm tổn thất. Sự tổng hợp của các chức năng này về cơ bản tối ưu hóa chất lượng năng lượng trong khi giảm chi phí bảo trì thiết bị và chất thải năng lượng. Bài viết này sẽ phân tích đường dẫn thực hiện chức năng của lò phản ứng từ quan điểm của các nguyên tắc điện từ và kiểm soát hệ thống.

Cơ chế ức chế hài hòa

Các tải phi tuyến như bộ biến tần và bộ chỉnh lưu trong lưới điện tạo ra một phổ phong phú của sóng hài bậc cao, với các đặc tính điển hình của các dòng tần số nhiều số nguyên như thứ 5 (250Hz) và 7 (350Hz). Chức năng thiết yếu của lò phản ứng loạt là xây dựng một thiết bị trở kháng chọn lọc tần số. Công thức phản ứng cảm ứng của nó XL = 2πfl cho thấy rằng khi giá trị độ tự cảm L không đổi, phản ứng cảm ứng tăng tuyến tính với tần số f. Khi tốc độ phản ứng được thiết kế là 7%, trở kháng cho sóng hài thứ 5 được tăng lên 35 lần so với sóng cơ bản, tạo thành một kênh suy giảm mạnh cho dòng tần số cao. Điểm kiểm soát chính là cài đặt của tần số cộng hưởng: công thức tính toán kỹ thuật F0 = 1/(2π√lc) cần được điều chỉnh ở dưới độ hài đặc tính thấp nhất để đảm bảo rằng các đặc tính trở kháng điện dung được trình bày trong dải tần số sóng hài. Đồng thời, các tấm thép silicon mật độ từ độ bão hòa cao được sử dụng để giữ đường cong từ hóa trong vùng tuyến tính trong điều kiện quá tải 120% và dao động điện cảm là nhỏ hơn ± 3%. Giải pháp toàn diện này làm giảm tổng tỷ lệ biến dạng của hệ thống từ 35%xuống dưới 5%và tỷ lệ loại bỏ rủi ro quá điện áp cộng hưởng vượt quá 99,9%.

Cơ chế ổn định điện áp

Khi tình trạng thiếu công suất phản ứng của hệ thống gây giảm điện áp, truyền thốngAC ContactorTụ điện chuyển mạch có độ trễ phản hồi 80-200ms. Hệ thống bù động dựa trên lò phản ứng phụ thuộc vào ba đổi mới: sử dụng nhóm van Thyristor để đạt được tốc độ chuyển mạch nửa chu kỳ (10ms); Định cấu hình mạch phát hiện vi sai DU/DT để thu 0,5% thay đổi điện áp nhẹ; và tính toán khả năng bù trong thời gian thực thông qua công thức ΔQ = U²Ωc. Khi phát hiện giảm 3% điện áp, hệ thống điều khiển sẽ hoàn thành việc xử lý tín hiệu, tạo chiến lược và kích hoạt đầu ra xung trong vòng 15ms, điều khiển đơn vị tụ điện phản ứng để tạo ra công suất phản ứng chính xác. Quá trình này cung cấp đầy đủ cho các đặc tính triệt tiêu dòng điện của lò phản ứng, hạn chế các tụ điện đóng cửa dòng điện trong vòng 20 lần so với dòng điện được định mức (các giải pháp thông thường đạt 200 lần), trong khi triệt tiêu tốc độ trị vì vòng cung công tắc bằng 78%, kiểm soát độ lệch điện áp trong phạm vi mục tiêu của ± 1%.

Đường dẫn cải thiện yếu tố công suất

Thành phần hiện tại bị trễ gây ra bởi tải trọng cảm ứng làm giảm hệ số công suất xuống dưới 0,7. Bộ phận cung cấp năng lượng thực hiện phần thưởng và hình phạt theo "phương pháp phí điện điều chỉnh hệ số điện". Cơ chế hiệu chỉnh của lò phản ứng chuỗi được chia thành ba giai đoạn: trước khiTụ điệnđược đưa vào sử dụng, các đặc tính phản ứng cảm ứng của nó giới hạn đỉnh dòng chảy đến ngưỡng an toàn; Trong quá trình hoạt động, một kênh lọc LC được hình thành để nén tỷ lệ biến dạng điện áp điều hòa nền từ 15% đến 3%; Mô -đun điều chỉnh tự động được cấu hình để liên tục theo dõi các thay đổi tải và điều chỉnh động cấu hình chuyển đổi tụ điện thông qua thuật toán PID. Dữ liệu hoạt động thực tế cho thấy hệ thống tăng hệ số công suất từ 0,8 lên 0,99 trong 200ms và dao động trạng thái ổn định nhỏ hơn 0,01. Phí điện nhân tố năng lượng trung bình hàng tháng được thay đổi từ mức phạt 20.000 đô la Mỹ thành phần thưởng 10.000-20.000 đô la Mỹ.

Nhận thức chức năng bảo vệ thiết bị

Mất thiết bị trong môi trường hài hòa đến từ ba hiệu ứng vật lý: Hiệu ứng da làm cho sức đề kháng của dây dẫn tăng theo căn bậc hai của tần số; Mất dòng điện xoáy tỷ lệ thuận với bình phương tần số; Mất độ trễ tỷ lệ thuận với biên độ mật độ từ thông và tần số. Lò phản ứng hoạt động như một bộ lọc hài hòa, làm giảm thành phần 250Hz hơn 20dB, làm giảm tải trọng tải của máy biến áp 1600kVA xuống 12,7kW. Tiết kiệm điện hàng năm tương đương là 110.000 độ, mức tăng nhiệt độ điểm nóng của cuộn dây giảm 23k, tốc độ lão hóa cách nhiệt giảm xuống còn 1/3,7, tuổi thọ của thiết bị kéo dài từ 15 năm xuống còn 25 năm và tần suất bảo trì lỗi giảm 68%.

Tạo giá trị kinh tế

Mô hình lợi ích kinh tế của lò phản ứng loạt bao gồm các lợi ích trực tiếp và gián tiếp: Trong hệ thống phân phối 1000kVA, điều khiển hài hòa làm giảm 9,8kW của máy biến áp và dòng điện, tiết kiệm 86.000 kWh điện mỗi năm; Tỷ lệ tai nạn vụ nổ tụ điện bằng 0, tiết kiệm trung bình 10.000 đô la chi phí phụ tùng mỗi năm; Loại bỏ tổn thất thời gian ngừng hoạt động tương đương với 40.000 đô la; Và tiền thưởng yếu tố sức mạnh có thu nhập hàng năm là 5.000 đô la. Thời gian hoàn vốn đầu tư tĩnh là 2,3 năm và tổng thu nhập trong vòng đời mười năm là 7,1 lần chi phí mua thiết bị, với tỷ lệ hoàn vốn nội bộ (IRR) vượt quá 36%.

Phần kết luận

CácLò phản ứng loạtXây dựng một hệ thống quản lý bốn chiều thông qua nguyên tắc cảm ứng điện từ: độ tự cảm biến đổi tần số để ngăn chặn hài hòa, phản ứng nhanh để ổn định điện áp, điều chỉnh động để điều chỉnh công suất và triệt tiêu tổn thất để kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Việc thực hiện kỹ thuật của nó không dựa vào các hệ thống điều khiển phức tạp, mà là thiết kế tham số độ tự cảm chính xác (, tối ưu hóa tính chất vật liệu và điều khiển điểm cộng hưởng hệ thống. Trong quá trình lưới điện công nghiệp chuyển sang thời đại hiệu quả năng lượng cao, các lò phản ứng tiếp tục cung cấp các đảm bảo cơ bản và tái tạo phương trình cân bằng giữa chất lượng năng lượng và lợi ích kinh tế.