Панель конденсаторной батареи должна соответствовать способу изменения реактивной мощности в реальной электрической системе. фиксированная батарея может быть эффективной, когда индуктивная нагрузка стабильна, в то время как автоматическая панель APFC может добавлять или удалять ступени конденсатора по мере изменения спроса. поэтому выбор между ними является проблемой управления, а также вычислением квара.
Для заводов, коммерческих зданий и вспомогательных коммунальных предприятий неправильный метод компенсации может создать ведущий коэффициент мощности, ненужные переключения, напряжение конденсатора или взаимодействие с гармоническими нагрузками. В этом руководстве сравниваются фиксированные и автоматические подходы с условиями эксплуатации, которые инженерам-проектантам и покупателям необходимо проверить, прежде чем указывать оборудование.
Что на самом деле делает комиссия банка-конденсатора?
Панель конденсаторной батареи подает емкостную реактивную мощность локально, так что часть индуктивной реактивной потребности не должна проходить через восходящие кабели и трансформаторы. Министерство энергетики США объясняет взаимосвязь между реальной мощностью, реактивной мощностью и кажущейся мощностью в ней наведение напряжения и реактивной мощности. Более низкий реактивный ток может уменьшить ток, переносимый частями распределительной системы, когда коррекция применяется соответствующим образом.
Для низковольтной коррекции, МЭК 61921:2017 применяется к низковольтным шунтирующим конденсаторным батареям переменного тока, используемым для коррекции коэффициента мощности, включая батареи, оснащенные распределительным устройством и управляющим устройством, которые соединяют или отключают части батареи. индивидуальным самовосстанавливающимся конденсаторным блокам и батареям занимается МЭК 60831-1:2014 в рамках его.
Эти стандарты не говорят проекту, какой метод коррекции выбрать. Это решение начинается с профиля нагрузки, требуемого целевого коэффициента мощности, гармонической среды и философии управления.
Краткий обзор фиксированной и автоматической компенсации
| Точка принятия решения | Фиксированная конденсаторная батарея | Автоматическая панель APFC | Что должен проверить покупатель |
|---|---|---|---|
| Реактивный выход | Постоянный квар при подключении | Измен етс переключением этапов | Изменение нагрузки и требуемое разрешение шага |
| Лучший подгон | Стабильная или отдельно переключаемая индуктивная нагрузка | Автобус с изменяющимися сочетаниями нагрузок | Измеренный профиль квара за репрезентативные периоды |
| Контроль | Простое переключение | Контроллер плюс контакторы или другие утвержденные коммутационные устройства | Целевая PF, логика переключения и поведение реагирования |
| Риск чрезмерной коррекции | Выше, когда компенсированная нагрузка падает | Уменьшается при правильном удалении этапов | Минимальная нагрузка и лимиты опережающего PF |
| Обязанность переключения | Низкий, если схема работы стабильна | Потенциально частые | Ожидаемые операции, размер ступени и работоспособность коммутационного аппарата |
| Гармонический обзор | Требуется там, где нелинейные нагрузки значительны | Также требуется; автоматическое управление не удаляет гармоники | Спектр THD, импеданс системы и оценка резонанса |
В таблице показано, почему панель конденсаторной батареи не может быть выбрана только из квара Одинаковая общая емкость конденсатора может вести себя очень по-разному в зависимости от того, как она разделена на этапы и когда эти шаги подключены.
Когда банк с фиксированным конденсатором имеет смысл
Панель фиксированной батареи конденсаторов стоит рассмотреть, где реактивная потребность предсказуема и тесно связана со стабильной индуктивной нагрузкой. Самый яркий пример - это работа двигателя или трансформатора, которая остается практически неизменной всякий раз, когда на конденсатор подается питание.
Инженерный вопрос заключается в том, может ли панель конденсаторной батареи оставаться согласованной с этой нагрузкой на протяжении всего ее рабочего цикла. если машина остановлена, пока конденсатор остается подключенным к шине, система может двигаться в направлении ведущего коэффициента мощности. Эту возможность следует учитывать в устройстве переключения и логике работы, а не оставлять оператору для последующего уведомления.
Фиксированная компенсация также может уменьшить сложность управления. не существует многоступенчатого контроллера, постоянно добавляющего и удаляющего квар. Однако простота помогает только тогда, когда электрическая нагрузка действительно проста. банк, подключенный к колеблющейся общей шине, может стать неправильной суммой компенсации на протяжении большей части дня.
Не использовать “Fixed” как синоним “Always Energized”
Панель фиксированной конденсаторной батареи все еще может переключаться с нагрузкой, которую она предназначена для компенсации. в проектных документах, определить условия блокировки или переключения явно. важное различие заключается в том, что его реактивный выход не модулируется автоматически через несколько шагов в ответ на изменение коэффициента мощности шины.
Когда автоматическая панель APFC лучше подходит
Панель автоматической конденсаторной батареи предназначена для шин, где требуемая реактивная компенсация изменяется при запуске и остановке нагрузки. Контроллер APFC контролирует количество электроэнергии, оценивает потребность в реактивной мощности и дает команды каскадам на подключение или отключение в соответствии с настроенной логикой.
Этот подход к автоматической панели конденсаторной батареи подходит производственным предприятиям с меняющимися производственными линиями, коммерческим зданиям с циклическими нагрузками HVAC и другим установкам, где одно фиксированное значение квар часто будет слишком большим или слишком низким. Цель состоит не в том, чтобы преследовать каждое небольшое колебание; он состоит в том, чтобы поддерживать систему в согласованном рабочем диапазоне без чрезмерного переключения.
Ланьшань Шкаф компенсации реактивной мощности GGJ автоматический низковольтный является ли соответствующим направлением продукта для автоматически управляемой панели конденсаторной батареи. размеры шагов, переключающие устройства, функции контроллера и применимые рейтинги для конкретного проекта все еще должны быть подтверждены из утвержденного предложения, а не выведены из названия семейства продуктов.
Размер банка от реактивной силы, а не от догадок
Для нагрузки с реальной мощностью P, начальным коэффициентом мощности cosφ1 и целевым коэффициентом мощности cosφ2 общая планирующая зависимость заключается в следующем
Требуемый конденсатор квар ≈ Р × (tanφ1 - tanφ2)
Это стартовый расчет, а не окончательная спецификация панели Для панели конденсаторной батареи нагрузка, используемая в формуле, должна соответствовать реалистичному рабочему состоянию, а целевой коэффициент мощности должен следовать требованиям проекта или полезности, а не произвольному значению, близкому к единице.
Иллюстративный расчет
Предположим, что объект потребляет 800 кВт при коэффициенте мощности 0,78, а инженерная цель составляет 0,95. Тангенсы фазового угла составляют примерно 0,802 и 0,329, поэтому расчетная компенсация составляет около 378 квар.
Этот результат не означает, что покупатель должен автоматически заказать фиксированный банк 400 квар. Если объект регулярно падает до половины нагрузки, реактивное требование изменится. Следующий шаг - сравнить требование к квару в репрезентативные периоды работы и выбрать стратегию управления и структуру шагов, которые могут следовать за этими изменениями.
Размер шага имеет такое же значение, как и общий квар
Для автоматической панели конденсаторной батареи общая емкость отвечает только на один вопрос Размер шага определяет, насколько близко система может следовать изменяющейся реактивной потребности Очень большие шаги могут привести к тому, что скорректированный коэффициент мощности будет перемещаться вперед и назад по цели; очень маленькие шаги увеличивают количество операций переключения и могут добавить ненужную сложность.
Рассмотрим иллюстративный банк 300 квар. компоновка 6 × 50 квар и компоновка 25 + 25 + 50 + 50 + 50 + 100 квар имеют одинаковое общее квар, но различное разрешение и последовательность операций. ни один из них не является универсальным. правильная структура зависит от измеренного профиля нагрузки, алгоритма контроллера и пределов коммутационной нагрузки.
Попросите поставщика показать предлагаемую последовательность каскадов и полученные доступные комбинации квар. также определите, как контроллер позволяет избежать быстрого повторного подключения после отключения каскада, поскольку конденсаторы требуют заданных условий разряда перед повторным включением.
Избегайте опережающего коэффициента мощности и сверхкоррекции световой нагрузки
Панель конденсаторной батареи, которая поставляет более емкостной квар, чем нужно системе, может привести в движение ведущий коэффициент мощности. этот риск особенно актуален в ночное время, во время работы в выходные дни или когда только несколько производственных линий остаются под напряжением.
Не пересматривайте только пиковую нагрузку установки. включите ее минимальное надежное рабочее состояние. если фиксированный банк остается подключенным в течение этого минимума, рассчитайте результирующий реактивный баланс. для схемы APFC подтвердите, что наименьший подключенный шаг может быть удален и что контроллер имеет соответствующий ответ на ведущие условия.
Реактивная потребность трансформатора, намагничивающая трансформатор, и другие фоновые нагрузки могут оставаться, когда производственное оборудование выключено, но их следует измерять или рассчитывать, а не предполагать, что они оправдывают постоянно подключенный банк.
Гармоника может изменить правильную конструкцию компенсации
Стандартная панель конденсаторной батареи обеспечивает реактивную компенсацию; она не корректирует автоматически искажения формы сигнала, создаваемые нелинейными нагрузками. приводы, выпрямители и другое силовое электронное оборудование могут подавать гармонические токи, требующие отдельной оценки качества мощности.
Опубликовано Исследования IEEE в области конденсаторных приложений описывает, как конденсаторы коэффициента мощности могут взаимодействовать с индуктивностью системы и создавать резонанс вблизи частот гармоник. Это взаимодействие может усиливать гармонический ток или напряжение и способствовать перегреву, неудобству работы или напряжению конденсатора, когда система не оценивается должным образом.
Поэтому обеспечьте гармонические спектры или репрезентативные измерения THD там, где нелинейные нагрузки значительны. спросите инженера, подходит ли обычный блок, требуются ли реакторы для расстройки или необходимо другое решение для смягчения гармоник.
Не путайте реактивную компенсацию с гармонической фильтрацией
Отстроенная или настроенная компоновка добавляет характеристики реактора, которые изменяют электрическое поведение панели конденсаторной батареи, Она должна быть указана из гармонического исследования, не добавлена, потому что слово ‘привод’ появляется в графике нагрузки, Точно так же автоматический контроллер APFC не делает обычную батарею конденсаторов активным гармоническим фильтром.
Коммутационные устройства должны соответствовать нагрузке конденсатора
Переключение конденсаторов отличается от переключения резистивной нагрузки. включение может включать в себя высокий переходный ток, а повторные операции налагают нагрузку на контакторы или другие переключающие устройства. выбранные компоненты должны подходить для каскадов конденсаторов и их предполагаемой рабочей частоты.
Для панели конденсаторной батареи запросите тип переключающего устройства, номинальные характеристики, ожидаемую последовательность работы и любое необходимое устройство ограничения броска. Поставщик также должен определить защиту для каждой ступени и характеристики короткого замыкания всей сборки.
МЭК 61921:2017 в частности, рассматриваются низковольтные банки коррекции коэффициента мощности и приведены в соответствие применимые требования к сборке с IEC 61439-1 и IEC 61439-2. Отдельные характеристики конденсатора по-прежнему соответствуют применимым стандартам конденсаторов.
Тепловое проектирование и вентиляция по-прежнему имеют значение
Панель конденсаторной батареи содержит компоненты, рассеивающие тепло: потери конденсатора, потери переключающего устройства, мощность контроллера и любые реакторы, включенные в конструкцию. Поэтому корпус необходимо оценивать как полноценную тепловую систему в предлагаемых условиях окружающей среды.
Укажите температуру, высоту, ограничения вентиляции и любые близлежащие источники тепла. Там, где используются реакторы, их вклад в температуру корпуса может быть значительным и должен быть включен в обзор проекта.
Не предполагайте, что открытие дополнительных вентиляционных щелей является приемлемым решением. Изменения корпуса могут повлиять на защиту от входа, проверку повышения температуры и расположение, предусмотренное доказательствами поставщика.
Измерьте сигнал трансформатора правильного тока
Автоматическая панель конденсаторной батареи зависит от правильного восприятия. если трансформатор тока установлен в неправильной точке, имеет неправильную полярность или не представляет предполагаемую шину, контроллер может принимать неправильные решения о переключении, даже если сами каскады конденсатора исправны.
Определите местоположение КТ на однострочной диаграмме и определите, какие нагрузки и токи конденсатора включены в измерение. Подтвердите соотношение, полярность, вторичную номинальную мощность и подключение к контроллеру.
Для системы с несколькими входами или соединителем шины объясните каждый разрешенный режим работы. Устройство измерения, которое работает с одним входом, может неправильно представлять поток мощности после изменения конфигурации шины.
Пример: почему одной фабрике нужна автоматическая постановка
Рассмотрим гипотетическую фабрику с тремя производственными линиями В течение утра работают все три линии и расчетная компенсационная потребность составляет около 360 квар. в обед одна линия останавливается и требование падает примерно до 240 квар. во время вечерней смены уборки остаются только коммунальные нагрузки и требование падает ниже 100 квар.
Панель фиксированной конденсаторной батареи емкостью 350 квар может быть близка к дневной потребности, но чрезмерна в вечерних условиях. автоматическая батарея с соответствующим образом выбранной структурой ступени может уменьшить подключенный квар по мере падения индуктивной потребности.
Этот пример не устанавливает универсального графика этапа. он показывает, почему покупатель должен предоставить временной профиль нагрузки, а не только максимальное значение кВт. В окончательном проекте также должны учитываться гармоники, целевой коэффициент мощности, коммутационная пошлина и требования к полезности.
Что покупатели должны поставить в RFQ
| Ввод RFQ | Почему это важно | Ответ поставщика на запрос |
|---|---|---|
| Напряжение и частота системы | Определяет конденсатор и коммутационную нагрузку | Номинальное напряжение, частота и применимый допуск |
| Профиль нагрузки по периоду работы | Показывает, как меняется реактивный спрос | Рекомендуемая стратегия фиксированной или поэтапной компенсации |
| Существующий и целевой коэффициент мощности | Определяет цель коррекции | Рассчитанная база квар и контрольная цель |
| Гармонические измерения или типы нагрузки | Выявляет проблемы резонанса и искажений | Необходимость реактора или дополнительного исследования качества электроэнергии |
| Уровень неисправности и защита выше по течению | Влияет на защиту сборки и выдерживает | Схема защиты и характеристики короткого замыкания |
| Условия окружающей среды и монтажа | Влияет на температуру и конструкцию корпуса | Требования к охлаждению, понижению качества и ограждению |
| Мониторинг и связь | Определяет область интеграции | Измерение, сигнализация, сигналы контроллера и интерфейс |
Для запроса панели батареи конденсаторов на основе GGJ отправьте однострочную диаграмму, номинальную мощность трансформатора, данные об измеренной нагрузке и основные нелинейные нагрузки вместе. Это дает Ланьшаню техническую основу для предложения общего квара, размеров ступеней и функций управления.
Если в проекте есть и основное распределительное оборудование, согласуйте панель конденсаторной батареи с панелью Ланьшаня диапазон низковольтных распределительных устройств. Компенсационный шкаф и главный распределительный щит должны использовать последовательные допущения об уровне неисправности, кабеле и режиме работы.
Как сравнить фиксированные и автоматические предложения
Сравните каждое предложение панели батареи конденсаторов на одних и тех же рабочих случаях. не выбирайте автоматическую панель только потому, что она имеет больше компонентов, и не выбирайте фиксированную батарею только потому, что она кажется проще. правильное решение панели батареи конденсаторов - это тот, поведение управления которого соответствует нагрузке.
Для каждого предложения панели батареи конденсаторов, обзор всего kvar, наименьший шаг, последовательность ступеней, цель контроллера, тип переключающего устройства, номинальное напряжение конденсатора, устройство разряда, защита и тепловое проектирование.где предлагаются реакторы, запишите их назначение и основу конструкции.
Затем спросите, что происходит при минимальной нагрузке, потере сигнала CT, потере мощности контроллера и неудачном этапе. Эти рабочие вопросы выявляют важные различия, которые не будет учитываться при сравнении пропускной способности в одну строку.
Заключение
Выбор между фиксированной компенсацией и автоматической панелью конденсаторной батареи зависит от того, как реактивная мощность изменяется с течением времени Стабильные нагрузки могут поддерживать простой фиксированный подход; переменные шины обычно нуждаются в поэтапном управлении, которое может удалить kvar, а также добавить его.
Перед заказом проверьте профиль нагрузки, целевой коэффициент мощности, гармоническую среду, ступенчатую структуру и устройство измерения. Свяжитесь с Lanshan Electric с помощью вашей однострочной диаграммы, данных трансформатора и информации об измеренной нагрузке для обсуждения конфигурации компенсации реактивной мощности GGJ для вашего проекта.
ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ
В чем основное отличие фиксированной конденсаторной батареи от панели APFC?
Фиксированная батарея подает определенный квар всякий раз, когда она подключена. панель APFC переключает каскады конденсаторов в соответствии с измеренными условиями реактивной мощности или коэффициента мощности, что делает ее более подходящей для шин с изменяющимися нагрузками.
Может ли панель конденсаторной батареи корректировать гармоники?
Обычная панель конденсаторной батареи корректирует реактивную мощность, но не является автоматически гармоническим фильтром. в системах со значительными нелинейными нагрузками выполните гармоническую и резонансную оценку, прежде чем решать, требуются ли реакторы или другой метод смягчения.
Как рассчитать необходимый конденсатор квар?
Распространенная формула планирования - Qc = P × (tanφ1 - tanφ2), с использованием реальной мощности и начального и целевого углов коэффициента мощности. конечный размер банка и ступени следует проверять на соответствие нескольким условиям эксплуатации, а не одному значению пиковой нагрузки.
Может ли негабаритная батарея конденсаторов вызвать проблемы?
Да. Избыток емкостного квара может привести к опережающему коэффициенту мощности, изменениям напряжения и ненужным нагрузкам конденсатора. Пересмотрите условия минимальной нагрузки и убедитесь, что автоматическая панель может отключить достаточное количество ступеней при падении реактивной потребности.
Какую информацию мне следует отправить для запроса компенсационного кабинета GGJ?
Обеспечьте напряжение системы, размер трансформатора, однострочную диаграмму, профиль нагрузки, существующий и целевой коэффициент мощности, гармоническую информацию, данные о неисправностях и условия установки. Включите любые требования к мониторингу или связи, чтобы предлагаемую конфигурацию можно было рассмотреть как полноценную систему.
