روش های سوئیچینگ برای جبران توان راکتیو خازن

روش سوئیچینگ برای جبران توان راکتیو خازن یک فناوری کلیدی است که اثربخشی جبران، طول عمر تجهیزات و کیفیت توان شبکه را تعیین می کند. هدف اصلی، روشن یا خاموش کردن بانک های خازن به سرعت، دقیق و هموار با توجه به تغییرات تقاضای توان راکتیو بار است، و از "غرامت بیش از- یا "کم- جبران" اجتناب شود.

 

در زیر روشهای اصلی سوئیچینگ و مقایسه دقیق آنها آورده شده است:

1. طبقه بندی بر اساس اصل کنترل

(1) سوئیچینگ مبتنی بر ولتاژ

● اصل: ولتاژ شین را نظارت می کند. هنگامی که ولتاژ به کمتر از حد تعیین‌شده کاهش می‌یابد، خازن‌ها گام به گام روشن می‌شوند و زمانی که ولتاژ از حد تعیین‌شده تجاوز می‌کند، گام به گام خاموش می‌شوند.

● مزایا: کنترل ساده، هزینه کم.

● معایب: تنظیم توان راکتیو غیر مستقیم. ممکن است باعث عملکرد نادرست شود-مانند روشن کردن خازن ها در زمانی که بار سبک است و تقاضای راکتیو کم است اما ولتاژ پایین است (در انتهای یک خط طولانی)، که منجر به جبران بیش از- و ولتاژ بالاتر می شود و بالعکس. مناسب برای شرایطی که سطح ولتاژ نگرانی اصلی است.

● کاربرد: دستگاه های ساده اولیه یا پست های کاربری خاص با الزامات ولتاژ سخت.

(2) سوئیچینگ مبتنی بر ضریب قدرت

● اصل: بر ضریب توان سیستم (PF) نظارت می کند. خازن ها هنگامی که PF از حد پایین تنظیم شده پایین می آید (به عنوان مثال، 0.92 تاخیر) روشن می شوند و زمانی که از حد بالایی تنظیم شده (0.98 تاخیر) فراتر رفت، خاموش می شوند.

● مزایا: به طور مستقیم پارامتر هدف (PF) را کنترل می کند. این رایج ترین روش کنترلی است که در حال حاضر استفاده می شود، که به طور موثر نتایج جبران خسارت و برآورده کردن الزامات ابزار را تضمین می کند.

● معایب: ممکن است باعث نوسانات سوئیچینگ شود. به عنوان مثال، تحت بار سبک، روشن کردن حتی کوچکترین بانک خازن ممکن است فوراً PF را از "لگ" به "پیشرو" تغییر دهد، که باعث می شود کنترل کننده بلافاصله آن را خاموش کند و منجر به چرخش مکرر شود.

● کاربرد: کابینت های جبران توان راکتیو برای اکثریت قریب به اتفاق کاربران صنعتی.

(3) توان راکتیو{1}}سوئیچینگ مبتنی بر

● اصل: توان راکتیو (Q) سیستم را در زمان واقعی- نظارت می‌کند. یک بانک خازن زمانی روشن می شود که توان راکتیو مورد نیاز از ظرفیت یک بانک بیشتر شود و در غیر این صورت خاموش می شود.

● مزایا: دقیق ترین کنترل، پاسخ دینامیکی خوب، به طور موثر از نوسانات سوئیچینگ جلوگیری می کند، و به "فقط جبران آنچه مورد نیاز است" می رسد.

● معایب: الگوریتم کنترلر نسبتاً پیچیده است و هزینه کمی بالاتر است.

● کاربرد: موقعیت هایی که نیاز به دقت جبران بالا و تغییرات بار مکرر دارند. اغلب در ترکیب با "ضریب برق{1}}تغییر بر اساس" استفاده می شود (اولویت را می توان تنظیم کرد).

(4) سوئیچینگ مرکب/یکپارچه

● اصل: دو یا چند مورد از استراتژی های کنترل فوق را با محدودیت های دیگر (محدودیت ولتاژ، محدودیت جریان، محدودیت هارمونیک) ترکیب می کند. به عنوان مثال، استفاده از توان راکتیو به عنوان معیار اصلی در حالی که ضریب توان و ولتاژ را نیز نظارت می کند، تنها زمانی که تمام شرایط وجود دارد، کلید را اجرا می کنیم.

● مزایا: هوش بالا، سازگاری قوی، پایدارترین و قابل اعتمادترین عملیات.

● معایب: کنترل کننده پیچیده، نیاز به تنظیم دقیق پارامتر دارد.

● کاربرد: دستگاه های جبران هوشمند مدرن، کنترل هماهنگ با فیلترهای توان فعال (APF) / ژنراتورهای وار استاتیک (SVG).

 

2. طبقه بندی بر اساس دستگاه سوئیچینگ (سرعت و طول عمر را تعیین می کند)

(1) سوئیچ کنتاکتور(سوئیچ مکانیکی) سوئیچینگ

● روش: از کنتاکتورهای AC به عنوان دستگاه سوئیچینگ استفاده می کند.

● مزایا: کمترین هزینه، تکنولوژی بالغ، تعمیر و نگهداری ساده.

● معایب:

پاسخ آهسته (صدها میلی ثانیه تا ثانیه)، نمی تواند بارهای در حال تغییر سریع را ردیابی کند.

جریان هجومی زیاد: می تواند جریان های هجومی ده ها برابر جریان نامی در هنگام بسته شدن، ضربه زدن به خازن ها و شبکه ایجاد کند.

طول عمر محدود: کنتاکت های مکانیکی به راحتی تحت سوئیچینگ مکرر فرسوده می شوند و می سوزند و اضافه ولتاژ ایجاد می کنند.

برای عملیات مکرر مناسب نیست.

● کاربرد: موقعیت هایی با تغییرات بار آهسته (تغییرات روزانه) و بدون نیاز به عملکرد پویا (اکثر کاربردهای تجاری و صنعتی عمومی).

مدل های کنتاکتور AC ما به شرح زیر است:

شماره مدل	ولتاژ عایق نامی (V)	ولتاژ نامی (V)	جریان دارای رتبه (A)	تحت AC-6b جریان عملیاتی (A)	بلند مدت- جریان نامی (A)	ظرفیت کنترل رتبه ای (kvar)
CJ19-25	690	230/400	25	17	25	12
CJ19-32			32	23	32	16
CJ19-43			46	29	43	20
CJ19-63			63	46	63	30
CJ19-95			95	63	95	44
CJ19-115			115	95	115	60
CJ19-150			150	115	150	80

 

(2) سوئیچ تریستورسوئیچینگ (-رله حالت جامد).

● روش: از ضد{0}تریستورهای موازی (SCR) به عنوان سوئیچ‌های الکترونیکی غیر تماسی استفاده می‌کند.

● مزایا:

صفر-تقاطع سوئیچ: در ولتاژ صفر روشن می‌شود و در زمان عبور جریان صفر-خاموش می‌شود، که منجر به حداقل جریان ورودی و بدون اضافه ولتاژ سوئیچینگ می‌شود.

پاسخ بسیار سریع (سطح میلی ثانیه،<20ms), enabling dynamic compensation.

طول عمر طولانی، عملکرد با فرکانس بالا-را امکان پذیر می کند.

● معایب:

هزینه بالا.

تلفات ذاتی (تقریباً. 1W/A)، به سینک های حرارتی و احتمالاً فن های خنک کننده نیاز دارد.

نسبت به نوسانات ولتاژ و جریان حساس است.

● کاربرد: دستگاه های جبران پویا برای بارهای با تغییرات سریع (ماشین های جوشکاری، جرثقیل ها، کارخانه های نورد).

(3) سوئیچ کامپوزیت

● روش: از تریستورها و کنتاکتورها به صورت موازی استفاده می کند. تریستورها در لحظه کارکردن{1}}تقاطع صفر را انجام می‌دهند و پس از رسانش پایدار، کنتاکتور بسته می‌شود تا جریان حالت ثابت را منتقل کند و تریستورها خاموش می‌شوند.

● مزایا: ترکیبی از مزایای هر دو-بدون جریان نفوذ، تلفات کم (افت ولتاژ بسیار کم در کنتاکتور در حالت ثابت)، هزینه بین این دو.

● معایب: ساختار پیچیده، قابلیت اطمینان به هماهنگی بین دو جزء بستگی دارد.

● کاربرد: موقعیت‌های بین جبران استاتیک و پویا، که در حال حاضر یک راه‌حل پرکاربرد و مقرون‌به‌صرفه است.

 

3. طبقه بندی بر اساس سرعت پاسخ جبران

● جبران استاتیک: از سوئیچ کن کنتاکتور، پاسخ آهسته (ثانیه یا بیشتر)، برای جبران بار راکتیو پایه که به آرامی متغیر است استفاده می کند.

● جبران پویا: از سوئیچینگ تریستور یا سوئیچ هیبریدی، پاسخ سریع (میلی ثانیه تا صدها میلی ثانیه)، برای جبران بارهای واکنشی نوع{0} ضربه ای و نوسان سریع استفاده می کند.

 

خلاصه و توصیه های انتخاب

ویژگی	سوئیچینگ کنتاکتور	سوئیچینگ تریستور	سوئیچینگ کامپوزیت
سرعت سوئیچینگ	آهسته (ثانیه)	بسیار سریع (میلی ثانیه)	سریع (ده ها میلی ثانیه)
هجوم / اضافه ولتاژ	بالا	حداقل	حداقل
ضرر و زیان	کم	نسبتا بالا	کم
هزینه	کم	بالا	متوسط
طول عمر	کوتاهتر (مکانیکی)	طولانی	نسبتا طولانی
سناریوی کاربردی	جبران استاتیک، بارهای پایدار	جبران پویا، بارهای با تغییر سریع	شبه-غرامت پویا، انتخاب مقرون به صرفه-

 

4. راهنمای انتخاب:

● مشخصه های بار را تعریف کنید: تجزیه و تحلیل کنید که آیا الگوی تغییر توان راکتیو بار کند، پله-یا بسیار نوسان است.

● تعیین اهداف جبرانی: آیا هدف اصلی برآورده کردن الزامات ضریب توان، تثبیت ولتاژ یا هارمونیک های فیلتر است.

● ارزیابی بودجه: عملکرد و هزینه را متعادل کنید.

● انتخاب عمومی: برای اکثر کاربران صنعتی، از راه حل jinneng استفاده کنید.کنترل کننده جبران توان راکتیو JKWF-32روی ضریب توان / توان راکتیو +سوئیچ کامپوزیتروش سوئیچینگ" انتخاب اصلی برای متعادل کردن اثربخشی، سرعت و هزینه است. برای شرایط شدید مانند نورد فولادی یا جوشکاری، تریستور خالص-دستگاه های جبران دینامیکی سوئیچ یا پیشرفته ترSVGسیستم ها مورد نیاز است.