في جزء توزيع الطاقة ذات الجهد المنخفض، توجد خزانات الخطوط الواردة، وخزانات الخطوط الصادرة، وبالطبع خزانات تعويض المكثفات. إذن ما هو دور خزانات تعويض المكثفات؟ كما يوحي الاسم، فإنها تلعب دور تعويض المكثف. دعونا نلقي نظرة أولاً على مبدأ تعويض المكثف. عند التعويض، يتم توصيل المكثف والحمل بالتوازي. المكثف يشبه بنك البطارية. عندما يزيد الحمل، بسبب المقاومة الداخلية لمصدر الطاقة، سينخفض جهد الخرج لمصدر الطاقة لأن طرفي المكثف يحتاج إلى الحفاظ على الجهد الأصلي، وهو جزء من البطارية في المكثف يتدفق للخارج، مما يؤخر الاتجاه النزولي للجهد. هذا هو مبدأ تعويض المكثف.
صورة
1. مبدأ التعويض لمكثف الطاقة
من حيث المبدأ، فإن المكثف يعادل مولدًا يولد تيارًا تفاعليًا سعويًا. مبدأ تعويض الطاقة التفاعلية هو توصيل جهاز بحمل طاقة سعوية وحمل طاقة حثي على التوازي على نفس المكثف، ويتم تحويل الطاقة بين الحملين. وبهذه الطريقة يتم تقليل الحمل على المحولات وخطوط النقل في الشبكة، وبالتالي زيادة القدرة النشطة للإخراج. في حالة إخراج طاقة نشطة معينة، يتم تقليل فقدان نظام إمداد الطاقة. وبالمقارنة، فإن المكثفات هي الطريقة الأسهل والأكثر اقتصادا لتقليل الحمل على المحولات وأنظمة إمدادات الطاقة والتوزيع الصناعي. لذلك، من الضروري استخدام المكثفات كتعويض للطاقة التفاعلية في أنظمة الطاقة. في الوقت الحاضر، من الشائع جدًا استخدام المكثفات المتوازية كأجهزة تعويض الطاقة التفاعلية.
2. خصائص تعويض مكثف الطاقة
ميزة
يتميز جهاز تعويض الطاقة التفاعلية بمكثف الطاقة بخصائص التركيب السهل وموقع التثبيت المناسب؛ فقدان صغير للطاقة النشطة (فقط حوالي 0.4% من السعة المقدرة)؛ فترة بناء قصيرة استثمار صغير لا توجد أجزاء دوارة، سهلة التشغيل والصيانة؛ في حالة تلف بنوك المكثفات الفردية، فإن ذلك لا يؤثر على تشغيل بنك المكثف بأكمله والمزايا الأخرى.
عيب
عيوب جهاز تعويض الطاقة التفاعلية لمكثف الطاقة هي: يمكنه إجراء ضبط الخطوة فقط، ولكن لا يمكنه إجراء تعديل سلس؛ سوء التهوية، بمجرد أن تكون درجة حرارة تشغيل المكثف أعلى من 70 درجة، فإنه يكون عرضة للتوسع والانفجار؛ خصائص الجهد الضعيف، ضعف استقرار الدائرة القصيرة، هناك شحنة متبقية بعد الإزالة؛ دقة تعويض الطاقة التفاعلية منخفضة وتؤثر بسهولة على تأثير التعويض؛ إدارة تشغيل مكثف التعويض صعبة ولا يتم أخذ مسألة التشغيل الآمن للمكثف على محمل الجد، وما إلى ذلك.
3. طريقة تعويض الطاقة التفاعلية
تعويض تشتت الضغط العالي
إن تعويض التشتت عالي الجهد هو في الواقع مكثف تعويض الطاقة التفاعلية المثبت على جانب الجهد العالي لمحول واحد لتحسين جودة جهد مصدر الطاقة. وهي تستخدم أساسا في توزيع الطاقة ذات الجهد العالي في المناطق الحضرية.
تعويض مركزي عالي الجهد
يشير التعويض المركزي عالي الجهد إلى طريقة التعويض التي يتم من خلالها تثبيت المكثفات على الحافلة ذات الجهد العالي 6 كيلو فولت ~ 10 كيلو فولت في المحطة الفرعية أو المحطة الفرعية المتدرجة للمستخدم؛ يمكن أيضًا تركيب المكثف على ناقل الجهد المنخفض في غرفة التوزيع الرئيسية للمستخدم، وهو مناسب للتطبيقات التي يتركز فيها الحمل وبعيدًا عن ناقل التوزيع. عندما يكون لدى المستخدم نفسه حمل معين عالي الجهد في مكان قريب بسعة تعويض كبيرة، فيمكنه تقليل استهلاك الطاقة التفاعلية لنظام الطاقة ولعب دور تعويض معين. تتمثل مزاياه في أنه من السهل تنفيذ التبديل التلقائي، ويمكنه تحسين عامل الطاقة للمستخدم بشكل معقول، ولديه معدل استخدام مرتفع، واستثمار أقل، وسهل الصيانة، وسهل التعديل لتجنب التعويض الزائد وتحسين جودة الجهد. ومع ذلك، فإن الفائدة الاقتصادية لطريقة التعويض هذه ضعيفة.
تعويض تشتت الضغط المنخفض
يعتمد تعويض تشتت الجهد المنخفض على متطلبات الطاقة التفاعلية للمعدات الكهربائية الفردية. يتم تركيب بنوك مكثفة مفردة أو متعددة ذات جهد منخفض بشكل متفرق بالقرب من المعدات الكهربائية للتعويض عن الطاقة التفاعلية لجميع خطوط ومحولات الجهد العالي والمنخفض أمام موقع التثبيت. قوة. الميزة هي أنه عند تشغيل المعدات الكهربائية، يتم إدخال تعويض الطاقة التفاعلية، وعندما تكون المعدات الكهربائية خارج الخدمة، يتم أيضًا سحب معدات التعويض، مما قد يقلل من تدفق الطاقة التفاعلية في شبكة التوزيع والمحولات، وبالتالي تقليل خسائر الطاقة النشطة؛ يمكن أن يقلل من المقطع العرضي للسلك للخط وقدرة المحولات، ومساحة صغيرة. العيوب هي انخفاض معدل الاستخدام والاستثمار الكبير. إنها غير مناسبة للتشغيل بسرعات متغيرة، والتشغيل الأمامي والخلفي، ومحركات الكبح البطيئة، والمماطلة، والكبح العكسي.
التعويض المركزي للجهد المنخفض
يشير التعويض المركزي للجهد المنخفض إلى توصيل المكثفات ذات الجهد المنخفض بجانب ناقل الجهد المنخفض لمحول التوزيع من خلال مفتاح الجهد المنخفض، وذلك باستخدام جهاز تبديل تعويض الطاقة التفاعلية كجهاز تحكم وحماية، والتحكم المباشر في تبديل المكثفات وفقا للقوة التفاعلية على الحافلة ذات الجهد المنخفض. يتم تنفيذ تبديل المكثف كمجموعة كاملة ولا يمكن تعديله بسلاسة. مزايا تعويض الجهد المنخفض: الأسلاك البسيطة، وعبء التشغيل والصيانة الصغير، وموازنة الطاقة التفاعلية محليًا، وبالتالي تحسين استخدام محولات التوزيع، وتقليل خسائر الشبكة، واقتصادية للغاية. إنها إحدى الطرق الشائعة الاستخدام في تعويض الطاقة التفاعلية. .
4. حساب قدرة تعويض المكثف
يجب تحديد قدرة تعويض الطاقة التفاعلية وفقًا لمنحنى القدرة التفاعلية أو طريقة حساب تعويض الطاقة التفاعلية. صيغة الحساب هي كما يلي:
مراقبة الجودة =p(tgφ1-tgφ2) أو مراقبة الجودة=pqc(1)
في الصيغة:
مراقبة الجودة: قدرة مكثف التعويض؛
P: تحميل الطاقة النشطة.
COSφ1: عامل قدرة التحميل المسبق للتعويض؛
COSφ2: عامل قدرة التحميل بعد التعويض؛
مراقبة الجودة: معدل تعويض الطاقة التفاعلية، كيلوفار/كيلوواط.
5. التشغيل الآمن لمكثفات الطاقة
1. تيار التشغيل المسموح به
أثناء التشغيل العادي، يجب أن يعمل المكثف بالتيار المقنن، ويجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لتيار التشغيل 1.3 مرة من التيار المقنن، ويجب ألا يتجاوز فرق التيار ثلاثي الطور 5٪.
2. جهد التشغيل المسموح به
المكثفات حساسة للغاية للجهد، لأن فقدان المكثف يتناسب مع مربع الجهد. سيؤدي الجهد الزائد إلى تسخين خطير للمكثف، وسيؤدي عزل المكثف إلى تسريع عملية الشيخوخة، وتقصير عمره، وحتى التسبب في حدوث عطل كهربائي. لذلك، يجب أن يعمل جهاز المكثف عند الجهد المقنن، والذي يجب ألا يتجاوز بشكل عام 1.05 مرة من الجهد المقنن، ويجب ألا يتجاوز جهد التشغيل الأقصى 1.1 مرة من الجهد المقنن. عندما يتجاوز قضيب التوصيل 1.1 مرة الجهد المقنن، يجب اتخاذ إجراءات التبريد.
3. المشكلة التوافقية
نظرًا لأن دائرة المكثف عبارة عن دائرة LC، فمن السهل أن يتردد صدى بعض التوافقيات، والتي يمكن أن تسبب بسهولة توافقيات عالية الترتيب، مما يؤدي إلى زيادة التيار والجهد. علاوة على ذلك، فإن هذا التيار التوافقي ضار جدًا للمكثفات ويمكن أن يتسبب بسهولة في تعطل المكثف ويسبب قصرًا في الطور إلى الطور. لذلك، عندما يعمل المكثف بشكل طبيعي، يمكن توصيل مفاعل ذي قيمة حث مناسبة على التوالي مع المكثف للحد من التيار التوافقي عند الضرورة.
4. قضايا حماية التتابع
يتم تحقيق حماية التتابع بشكل أساسي من خلال مجموعات كاملة من أجهزة حماية التتابع. في الوقت الحاضر، تعد تقنية جهاز حماية التتابع التي تنتجها العديد من الشركات المصنعة الكهربائية المحلية المعروفة ناضجة جدًا وآمنة ومستقرة وقوية. يمكن لأجهزة حماية التتابع إزالة المكثفات المعيبة بشكل فعال وهي وسيلة مهمة لضمان التشغيل الآمن والمستقر لأنظمة الطاقة. تشمل تدابير حماية مرحل المكثف الرئيسية ما يلي: ① حماية التيار الزائد على ثلاث مراحل؛ ② تم إعداد الحماية من الجهد الزائد لمنع تلف المكثف الناتج عن الجهد الزائد في الحالة المستقرة للنظام؛ ③ لتجنب الجهد الزائد الناجم عن إعادة الإغلاق الفوري للمكثفات الناتج عن إيقاف تشغيل قصير لمصدر طاقة النظام. مجموعة حماية الجهد المنخفض بسبب تلف الجهد؛ ④ حماية الجهد غير المتوازن، حماية التيار غير المتوازن أو حماية فرق الجهد ثلاثي الطور تم تكوينها لتعكس خطأ الانهيار الداخلي للمكثفات في بنك المكثف.
5. مشكلة الإغلاق
يحظر على بنوك المكثفات إعادة الإغلاق عند الشحن. السبب الرئيسي هو أن الأمر يستغرق قدرًا معينًا من الوقت لتفريغ المكثف. عندما يتعطل مفتاح بنك المكثف، وإذا تمت إعادة إغلاقه على الفور، فلن يتوفر للمكثف الوقت الكافي لتفريغ طاقته. قد تبقى هناك شحنات ذات قطبية معاكسة لجهد الإغلاق في المكثف، مما سيؤدي إلى إغلاق تيار كهربائي كبير على الفور، مما يتسبب في تمدد غلاف المكثف أو رش الوقود أو حتى انفجاره. لذلك، عند إغلاق بنك المكثف مرة أخرى، يجب أن يتم ذلك بعد 3 دقائق من فصل قاطع الدائرة. لذلك، لا يجوز تجهيز المكثفات بأجهزة إغلاق أوتوماتيكية، وبدلاً من ذلك يجب أن تكون مجهزة بأجهزة فصل أوتوماتيكية خالية من الضغط.
غالبًا ما تكون بعض المحطات الفرعية الطرفية مجهزة بأجهزة تبديل الطاقة الاحتياطية التلقائية. يعمل الجهاز على قطع مصدر الطاقة المعيب، ثم يقوم بتشغيل مصدر الطاقة الاحتياطي بعد فترة تأخير قصيرة. خلال هذه العملية، إذا كان لدى بنك المكثف وظيفة التبديل الذاتي ذات الجهد المنخفض، فسيتم تشغيل بنك المكثف في وقت قصير. وفي حالة إغلاقه مرة أخرى خلال فترة زمنية معينة، سيحدث الفشل المذكور أعلاه. ولذلك، فإن قضايا التبديل الخاصة بالأنظمة وبنوك المكثفات المجهزة بأجهزة تبديل الطاقة الاحتياطية التلقائية تستحق الاهتمام الكامل.
6. درجة حرارة التشغيل المسموح بها
عندما يعمل المكثف بشكل طبيعي، تكون درجة الحرارة المحيطة المقدرة حوله عمومًا 40 درجة ~ -25 درجة؛ يجب أن تكون درجة حرارة الوسط الداخلي أقل من 65 درجة، ويجب ألا يتجاوز الحد الأقصى 70 درجة، وإلا فإنه سوف يسبب انهيار حراري أو انتفاخ. تتراوح درجة حرارة غلاف المكثف بين درجة الحرارة المتوسطة ودرجة الحرارة المحيطة ويجب ألا تتجاوز 55 درجة. لذلك، يجب أن تبقى غرفة المكثف جيدة التهوية للتأكد من أن درجة حرارة التشغيل لا تتجاوز القيمة المسموح بها.
7. مشكلة تفريغ الصوت أثناء التشغيل
لا تصدر المكثفات صوتًا بشكل عام عند تشغيلها، لكن في بعض الحالات، قد تواجه أيضًا مشكلة أصوات التفريغ أثناء تشغيلها. على سبيل المثال، إذا تم ترك غلاف المكثف مفتوحًا لفترة طويلة جدًا، بمجرد دخول مياه الأمطار بين الغلافين وتطبيق الجهد الكهربي، قد يحدث صوت تفريغ؛ عندما يكون هناك نقص في الزيت في المكثف، فإن الطرف السفلي من الغلاف سوف يتعرض بسهولة للزيت. السطح، ثم قد ينبعث صوت التفريغ؛ إذا كان هناك لحام أو إزالة لحام داخل المكثف، فسيحدث تفريغ فلاش في الزيت؛ عندما يكون قلب المكثف على اتصال ضعيف مع الغلاف، سيظهر جهد عائم، مما يتسبب في صوت التفريغ. .
بمجرد حدوث ظروف التفريغ الصوتية المذكورة أعلاه، يجب التعامل مع كل حالة، أي أن طرق العلاج هي كما يلي: إيقاف المكثف وتفريغه، وإزالة الغلاف الخارجي، وتجفيفه وإعادة تثبيته؛ إضافة نفس المواصفات زيت المكثف. إذا لم يتوقف صوت التفريغ، فيجب تفكيكه وإصلاحه؛ يجب أن يكون المكثف خارج الخدمة ويتم تفريغه، بحيث يكون القلب والقشرة على اتصال جيد.
8. مشكلة الانفجار
أثناء تشغيل المكثف، في حالة انهيار المكونات الداخلية للمكثف، أو تلف عزل غلاف المكثف، أو سوء الختم وتسرب الزيت، أو الانتفاخ والتفكك الداخلي، أو الانتفاخ والتفكك الداخلي، أو إغلاق الشحن أو درجة الحرارة الزائدة، وسوء التهوية، وجهد التشغيل مرتفع جدًا، والمكونات التوافقية كبيرة جدًا، والجهد الزائد للتشغيل، وما إلى ذلك قد يتسبب في تلف المكثف وانفجاره. من أجل منع حوادث انفجار المكثفات، في ظل الظروف العادية، يمكن تجهيز 1.5 إلى 2 أضعاف كمية التيار المار عبر كل مجموعة من مكثفات الطور بصمام سريع. إذا تعطل المكثف، فسوف يذوب المصهر السريع وينقطع. إمدادات الطاقة لحماية المكثفات من الاستمرار في توليد الحرارة؛ قم بتركيب مقياس التيار الكهربائي على كل مرحلة من خزانة التعويض للتأكد من أن فرق التيار بين كل مرحلة لا يتجاوز ±5%. إذا تم العثور على خلل، قم بالخروج من العملية على الفور وفحص المكثفات؛ مراقبة ارتفاع درجة حرارة المكثفات. تعزيز المراقبة افحص بنك المكثف لتجنب تسرب الزيت وانتفاخ المكثف لمنع الانفجار.
