Reaktiivvõimsuse kompensatsioonipaigaldised

Artiklis kirjeldatakse reaktiivelektri kompensatsiooniseadmete eesmärki ja konstruktsioonielemente.

Reaktiivelektrienergia kompenseerimine on üks tõhusamaid viise energiaressursside säästmiseks. Kaasaegne tootmine on küllastunud suure hulga mootorite, keevitusseadmete, jõutrafodega. See kulutab märkimisväärsel hulgal reaktiivvõimsust, et tekitada elektriseadmetes magnetvälja. Seda tüüpi energiatarbimise vähendamiseks välisvõrkudest kasutatakse reaktiivelektrienergia kompensatsiooniühikuid. Disaini, tööpõhimõtteid ja nende kasutamise funktsioone käsitletakse selles artiklis.

Kondensaatoripankade kasutamine reaktiivkoormuse vähendamiseks on tuntud juba pikka aega. Kuid eraldi kondensaatorite kaasamine paralleelselt mootoritega on majanduslikult põhjendatud ainult viimaste märkimisväärse võimsusega. Tavaliselt on kondensaatoripank ühendatud mootoritega, mille võimsus on üle 20-30 kW.

Kuidas lahendada reaktiivkoormuse vähendamise probleem rõivatehases, kus kasutatakse sadu väikese võimsusega mootoreid? Kuni viimase ajani oli ettevõtete alajaamades ühendatud fikseeritud kondensaatoripankade komplekt, mis lülitati pärast töövahetuse lõppu käsitsi välja. Ilmselge ebamugavusega ei suutnud sellised komplektid tööaja jooksul koormuste võimsuse kõikumisi jälgida ja olid ebaefektiivsed. Kaasaegsed kondensatsiooniseadmed võivad tõhusust oluliselt parandada.

Olukord on muutunud spetsiaalsete mikroprotsessorite kontrollerite tulekuga, mis mõõdavad koormuste poolt tarbitava reaktiivvõimsuse väärtust, arvutavad kondensaatoripatarei vajaliku võimsuse väärtuse ja ühendavad (või lahutavad) selle võrgust. Sellistel kontrolleritel põhinev lai valik automaatseid kondensaatorseadmeid reaktiivenergia kompenseerimiseks. Nende võimsus jääb vahemikku 30–1200 kVar (reaktiivvõimsust mõõdetakse kVar-ides).

Kontrollerite võimalused ei piirdu kondensaatoripankade mõõtmise ja ümberlülitamisega. Nad mõõdavad temperatuuri seadmekambris, mõõdavad voolu- ja pingeväärtusi, jälgivad akude ühendamise järjekorda ja nende seisukorda. Kontrollerid saavad salvestada infot hädaolukordade kohta ning täita ka kümneid spetsiifilisi funktsioone, tagades kompensatsioonisüsteemi usaldusväärse töö.

Väga olulist rolli reaktiivvõimsuse kompensatsiooniseadmete projekteerimisel mängivad spetsiaalsed kontaktorid, mis ühendavad ja lahutavad kondensaatoripatareid kontrolleri signaalil.Väliselt erinevad need vähe tavalistest mootorite vahetamiseks kasutatavatest magnetkäivititest.

Kuid kondensaatorite ühendamise eripära on selline, et hetkel, kui selle kontaktidele rakendatakse pinget, on kondensaatori takistus praktiliselt null. Kell kondensaatori laeng tekib sisselülitusvool, mis sageli ületab 10 kA. Sellised liigpinged avaldavad kahjulikku mõju nii kondensaatorile endale, lülitusseadmele kui ka välisvõrgule, põhjustades toitekontaktide erosiooni ja tekitades kahjulikke häireid elektrijuhtmestikus.

Nende probleemide ületamiseks on välja töötatud spetsiaalne kontaktorite konstruktsioon, milles pärast kondensaatorile pinge rakendamist läbib selle laeng lisavoolu piiravaid ahelaid ja alles siis lülitatakse sisse peamised toitekontaktid. Selline konstruktsioon võimaldab vältida olulisi hüppeid kondensaatorite laadimisvoolus, pikendada nii kondensaatoripanga kui ka spetsiaalse kontaktori enda kasutusiga.

Lõpetuseks, kompensatsioonisüsteemide peamised ja kõige kallimad elemendid on kondensaatorpangad... Neile esitatavad nõuded on üsna karmid ja vastuolulised. Teisest küljest peavad need olema kompaktsed ja väikeste sisekadudega. Need peavad olema vastupidavad sagedastele laadimis- ja tühjendusprotsessidele ning neil peab olema pikk kasutusiga. Kuid kompaktsus ja väikesed sisekadud põhjustavad laadimisvoolu hüppeid ja temperatuuri tõusu tootekarbis.

Kaasaegsed õhukese kile tehnoloogia abil valmistatud kondensaatorid.Nad kasutavad metalliseeritud kilet ja hermeetiliselt suletud hermeetikut ilma õli immutamiseta. See disain võimaldab saada väikese suurusega tooteid, millel on märkimisväärne võimsus. Näiteks 50 kVar mahutavusega silindrilised kondensaatorid on mõõtmetega: läbimõõt 120 mm ja kõrgus 250 mm.

Sarnased vanaaegsed õliga täidetud kondensaatorpatareid kaalusid üle 40 kg ja olid 30 korda suuremad kui tänapäevased tooted. Kuid see miniaturiseerimine nõuab meetmete võtmist, et jahutada ala, kuhu kondensaatoripangad on paigaldatud. Seetõttu on automaatsete paigalduste korral kondensaatorikambri ventilaatorite sundpuhumine kohustuslik.

Üldjuhul eeldab kondensaatoragregaatide loomine suure hulga tööparameetrite arvestamist: kasutaja elektrivõrkude seisukorda, tolmusust, mootori koormuse olemust ja paljusid muid kompensatsioonisüsteemide töökindlust ja efektiivsust mõjutavaid tegureid.