Moderne Technologien zur Blindleistungskompensation

Für eine rationelle Nutzung von Elektrizität ist es notwendig, wirtschaftliche Methoden für deren Erzeugung, Übertragung und Verteilung mit minimalen Verlusten bereitzustellen. Dazu ist es notwendig, alle Faktoren, die zum Auftreten von Verlusten führen, aus den Stromnetzen auszuschließen. Eine davon ist die Phasenverzögerung des fließenden Stroms gegenüber der Spannung bei Vorhandensein einer induktiven Last, da Lasten in Industrie- und Haushaltsstromübertragungsnetzen normalerweise aktiv-induktiver Natur sind.

Zweck von Systemen Blindleistungskompensation besteht darin, die gesamte Phasenverschiebung durch Einführung einer Phasenvoreilung zu kompensieren. Dies führt zu einer Verringerung des durch die Netze fließenden Stroms und damit zu einer Verringerung der parasitären Wirkverluste in den Leitungen und im Verteilungsnetz. Der nötige Taktabstand wird durch die Parallelschaltung von Kondensatoren zum Versorgungsnetz geschaffen. Für maximale Effizienz sollte die Triggerschaltung so nah wie möglich an der induktiven Last angeschlossen werden.

Leistungsfaktorkorrektursysteme reduzieren den Blindanteil des durch das Stromnetz fließenden Stroms. Wenn sich die Art der Last ändert, müssen die Korrekturschaltungen entsprechend neu konfiguriert werden. Hierzu werden üblicherweise automatische Korrektursysteme eingesetzt, die eine schrittweise Zu- oder Abschaltung einzelner Korrekturkondensatoren durchführen. Bild, das schematisch das Prinzip des Auftretens reaktiver Komponenten in Netzwerken zeigt.

Vorteile der Leistungsfaktorkorrektur:

• Aufgrund der Senkung des Strompreises beträgt die Amortisationszeit 8 bis 24 Monate. Korrekturen reduzieren die Blindleistung im System. Der Stromverbrauch wird reduziert und sein Preis sinkt proportional.

• Effektive Nutzung von Netzwerken. Ein hoher Leistungsfaktor bedeutet eine effizientere Nutzung der Verteilungsnetze (mehr Nettoleistungsflüsse bei gleicher Gesamtleistung).

• Stabilisierende Spannung.

• Weniger Spannungsabfall.

• Durch die Reduzierung des Stromflusses wird die Seite Querschnitt des Kabels… Alternativ kann in bestehenden Anlagen zusätzlicher Strom über ein Kabel mit konstantem Querschnitt übertragen werden.

• Reduzierung der Verluste bei der Stromübertragung. Übertragungs- und Schaltgeräte arbeiten mit einem geringeren Stromwert. Dementsprechend verringern sich auch die ohmschen Verluste.

Schlüsselkomponenten von Blindleistungskompensationssystemen

Kondensatoren zur Leistungsfaktorkorrektur sorgen für die notwendige Phasenvoreilung des fließenden Stroms, wodurch die Phasenverzögerung in Stromkreisen mit induktiven Lasten ausgeglichen wird.Die Kondensatoren für die Leistungsfaktorkorrekturschaltungen müssen den großen Einschaltströmen (> 100 IR) standhalten, die beim Schalten von Kondensatoren auftreten. Bei Parallelschaltung der Kondensatoren in der Batterie werden die Einschaltströme sogar noch höher (> 150 IR), da der Einschaltstrom nicht nur aus den Versorgungsstromkreisen, sondern auch aus den parallel geschalteten Kondensatoren fließt.

Die EPCOS AG fertigt Kondensatoren mit Spannungen von 230 bis 800 V und Leistungen von 0,25 bis 100 kVAr. Sie bieten je nach Betriebsbedingungen trockene oder ölgefüllte Kondensatoren an.

Die Hauptunterschiede zwischen den Kondensatoren dieses Herstellers sind:

-weiter Betriebsbereich -40 ... + 55 ° C (-40 ... + 70 ° C für Kondensatoren der MKV-Serie);

— halten Anlaufströmen von bis zu 200 * In des Nennwerts stand (bis zu 300 * In für die PhaseCap-Kompaktserie und bis zu 500 * In für die MKV-Serie);

-Lebensdauer der Kondensatoren von 100.000 h bis 300.000 h (bei Temperaturklasse -40 / D gemäß IEC 60831-1);

— für die Serie PhaseCap Compact und MKV beträgt die zulässige Anzahl der Betätigungen 10.000 pro Jahr bzw. 20.000;

— Der Überdruckschalter ist in allen drei Phasen aktiviert, wodurch die Möglichkeit einer möglichen Erschütterung des Kondensatorgehäuses vollständig ausgeschlossen ist.

— Der Betrieb ist bis 4000 m über dem Meeresspiegel zulässig.

— natürlich die Technologie der Selbstheilung, des Wellenschneidens usw. sind anwesend

Controller

Moderne Leistungsfaktorkorrekturregler basieren auf Mikroprozessoren. Der Mikroprozessor analysiert das Signal des Stromwandlers und gibt Befehle zur Steuerung der Kondensatorbänke durch Zu- oder Abschalten einzelner Kondensatoren oder ganzer Bänke.Durch das intelligente Management der Korrekturkondensatoren kann nicht nur die maximale Vollauslastung der Kondensatorbänke sichergestellt, sondern auch die Anzahl der Schaltvorgänge minimiert und so die Lebensdauer der Kondensatorbänke optimiert werden.

In der Produktpalette der Firma EPCOS AG gibt es 4-fach, 6 (7m), 12 (13) Stufenregler zur Ansteuerung von elektromechanischen und Thyristorschützen. Es gibt auch kombinierte Versionen, mit denen beide Schütztypen gleichzeitig geschaltet werden können. Auf Kundenwunsch werden die Controller mit einer Schnittstelle zum Anschluss an einen Computer oder ein AMR-System ausgestattet.

Die Hauptunterschiede zwischen den Controllern dieses Herstellers sind:

-Text-Digital-Menü auf Russisch;

— Die Flüssigkristallanzeige funktioniert gut bei niedrigen Temperaturen;

— Das Display verfügt über eine Hintergrundbeleuchtung.

— Festlegen und Speichern der wichtigsten Parameter, die sich auf die Lebensdauer der Kondensatoren auswirken (Überspannung, Temperaturanstieg, Oberschwingungen von Strom und Spannung bis einschließlich 19, Anzahl der Starts und Betriebszeit jeder Stufe).

— Es gibt Funktionen zum Schutz und zur Abschaltung des Kompensationssystems bei Überschreitung von Parametern, die sich auf die Lebensdauer von Kondensatoren und vielen anderen auswirken

Für den Einsatz in einfacheren Systemen stehen auch vereinfachte und günstigere Modelle zur Verfügung.

Schaltgeräte

Elektromechanische oder Thyristorschütze werden zum Schalten von Kondensatoren in Standard-Gleichrichtersystemen oder von Kondensatoren und Drosseln in verstimmten Systemen verwendet. Die Einbindung in Stromkreise erfolgt entweder mit Hilfe mechanischer Kontakte oder durch den Einsatz von Halbleiterbauelementen.Elektronisches Schalten wird bevorzugt, insbesondere wenn in dynamischen Korrektursystemen ein schnelles Schalten erforderlich ist. Wenn beispielsweise Schweißmaschinen die Hauptlast im Stromnetz sind.

Elektromechanische Schütze der EPCOS AG sind in Leistungen bis 100 kvar erhältlich. Thyristorschütze haben heute die größte Auswahl: 10 kvar, 25 kvar, 50 kvar, 100 kvar, 200 kvar für 400 V und 50 kvar und 200 kvar für den Betrieb in 690-V-Netzen.

Drosseln

In Verteilungsnetzen kommt es häufig zu harmonischen Verzerrungen, die durch den Einsatz moderner elektronischer Geräte verursacht werden und eine nichtlineare Last erzeugen. Solche Geräte können beispielsweise gesteuerte elektrische Antriebe, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, elektronische Vorschaltgeräte, Schweißgeräte usw. sein. Oberschwingungen können für Kondensatoren in Gleichrichterkreisen gefährlich sein, insbesondere wenn die Kondensatoren mit einer Resonanzfrequenz arbeiten. Durch die Einbindung einer Drossel in Reihe mit einem Korrekturkondensator können Sie die Resonanzfrequenz im System etwas abstimmen und mögliche Schäden daran vermeiden.

Besonders kritisch sind die 5. und 7. Harmonische (250 und 350 Hz im 50-Hz-Netz). Gestörte Kondensatorstufen reduzieren harmonische Verzerrungen in Stromkreisen.

Das Drosselsortiment der EPCOS AG umfasst Leistungen von 10 bis 200 kvar.

Zubehör

Zum Produktsortiment der EPCOS AG gehört auch Zubehör zum Aufbau von Blindleistungskorrekturanlagen nach speziellen Anforderungen:

— Schutzkappen und Gehäuse zur Erhöhung des Schutzgrades der Kondensatoren auf IP64;

— Entladedrosseln, die es ermöglichen, die Geschwindigkeit des Blindleistungskorrektursystems auf etwa 1 Sekunde zu erhöhen, ohne die Lebensdauer von Kondensatoren zu verkürzen, sowie spezielle Entladewiderstände und Drosseln für Systeme mit Thyristorschützen;

— Geräte, die im Gegensatz zum Summierungstransformator die gleichzeitige Steuerung eines Systems von 4 Korrektursystemen ermöglichen;

— Adapter zum Anschluss des Controllers an die Netzspannung

Die 13 wichtigsten Faktoren beim Aufbau eines Concealers

Darauf sollten Sie achten, wenn Sie die richtige Installation für sich planen oder auswählen:

1. Bestimmen Sie die erforderliche Effektivleistung (kvar) des Kondensators für die Leistungsfaktorkorrektur.

2. Konzipieren Sie die Kondensatorbank so, dass die Schaltstufenkapazität innerhalb von 15 … 20 % der erforderlichen Leistung liegt. Es ist nicht notwendig, sicherzustellen, dass die Kondensatoren in Schritten von 5 % oder 10 % geschaltet werden, da dies nur zu einer hohen Schaltfrequenz führt, den Leistungsfaktorwert jedoch nicht nennenswert beeinflusst.

3. Versuchen Sie, eine Kondensatorbank mit Standardauflösungswerten zu entwerfen, vorzugsweise Vielfache von 25 kvar.

4. Vergessen Sie nicht, die zulässigen Mindestabstände zwischen den Kondensatoren (20 mm) einzuhalten und sie durch Abschirmungen oder einen ausreichenden Abstand vor Erwärmung durch andere Elemente des Systems zu schützen.

5. Die Temperatur im Installationsbereich von Kondensatoren sollte 35 °C nicht überschreiten. C. Andernfalls verringert sich ihre Lebensdauer.

Denken Sie daran, dass eine längere Erwärmung eines Kondensators um nur 7 °C über der Norm seine Lebensdauer um das Zweifache verkürzt!

6.Messen Sie die Oberschwingungsströme im Stromkabel ohne Korrekturkondensator und bei unterschiedlichen Belastungen. Bestimmen Sie die Frequenz und maximale Amplitude jeder der vorhandenen Harmonischen. Berechnen Sie die gesamte harmonische Verzerrung des Stroms: THD-I = 100 · SQR · [(I3) 2 + (I5) 2 + … + (IR) 2] / I1

7. Berechnen Sie die einzelnen Koeffizienten jeder Harmonischen: THD-IR = 100 IR / I1

8. Messen Sie das Vorhandensein von Oberschwingungen in der Versorgungsspannung außerhalb des Systems. Wenn möglich, messen Sie diese auf der Hochspannungsseite. Berechnen Sie die gesamte harmonische Verzerrung der Spannung: THD-V = 100 · SQR · [(V3) 2 + (V5) 2 + … + (VN) 2] / V1

9. Oberschwingungspegel (gemessen ohne Kondensator) über oder unter THD-I > 10 % oder THD-V > 3 %.

Wenn JA, verwenden Sie einen festgelegten Filter und fahren Sie mit Schritt 7 fort.

Wenn NEIN, verwenden Sie einen Standard-Concealer und überspringen Sie die Schritte 10, 11 und 12.

10. Pegel der 3. Stromharmonischen I3 > 0,2 · I5

Wenn JA, verwenden Sie einen Filter mit p = 14 % und überspringen Sie Schritt 8.

Wenn NEIN, verwenden Sie einen Filter mit p = 7 % oder 5,67 % und fahren Sie mit Schritt 8 fort.

11. Wenn THD -V = 3 … 7 % – Sie benötigen einen Filter mit p = 7 %

> 7 % – ein Filter mit p = 5,67 % ist erforderlich

> 10 % – spezielle Filterkonstruktion erforderlich. Bitte wenden Sie sich an die Repräsentanz der EPCOS AG in Russland und den GUS-Staaten.

Sparen Sie nicht an Drosseln, wenn im Stromnetz Oberschwingungen vorhanden sind! Wie die Praxis zeigt, führt diese „Einsparung“ innerhalb von 6-10 Monaten zum Ausfall von Kondensatoren! Der Austausch von Kondensatoren kostet unter Berücksichtigung der Installationskosten das gleiche Geld wie die Erstinstallation von Drosseln!

12.Wählen Sie die passenden Komponenten anhand der von EPCOS entwickelten Tabellen (oder mit Unterstützung des Firmenvertreters) für die eingestellten Filterkorrektoren und den Richtwerten für Wirkleistung, Netzspannung, Frequenz und einem vorgegebenen p-Faktor aus.

Verwenden Sie immer nur Original-EPCOS-Komponenten, die für den Aufbau korrigierter Filterleistungsfaktoren ausgelegt sind. Bitte beachten Sie, dass Drosseln nach ihrer Wirkleistung für die gewählte Versorgungsspannung und -frequenz spezifiziert werden. Diese Leistung ist die effektive Leistung des LC-Kreises bei der Grundfrequenz.

Die Nennspannung der verstimmten Filterkondensatoren muss höher sein als die Versorgungsspannung, da eine Reihenschaltung der Induktivität zu Überspannung führt. Kondensatorschütze sind speziell für den zuverlässigen Betrieb mit kapazitiven Lasten ausgelegt und müssen einen reduzierten Anlaufstrom liefern.

13. Als Kurzschlussschutzvorrichtungen können Sicherungen oder automatische elektromagnetische Sicherungen verwendet werden. Sicherungen schützen Kondensatoren nicht vor Überlastung. Sie dienen lediglich dem Kurzschlussschutz. Der Auslösestrom der Sicherung muss den Nennstrom des Kondensators um das 1,6 ... 1,8-fache überschreiten.