ما هو بنك مكثف؟ تصحيح عامل الطاقة لنظامك الكهربائي

1. التعريف: حل الطاقة التفاعلية

يعد بنك المكثف (الذي يطلق عليه غالبًا ما يطلق عليه SVG Active Static Var Generator ) جهازًا مهمًا لتحسين إمدادات الطاقة وكفاءة النظام الكهربائي الكلي. تم تصنيعه إلى المعيار الصادر عن المفوضية الكهربية الدولية IEC 62271 ، ويتألف من مفاعلات , وحدات مكثف متعددة وأجهزة التحكم والأجهزة الواقية (الصمامات ، قواطع الدوائر).

وظيفتها الأساسية؟ تعويض الطاقة التفاعلية. تقوم بنوك المكثفات بتخزين الطاقة الكهربائية في حقل إلكتروستاتيكي وإطلاقها مرة أخرى في النظام الكهربائي حسب الحاجة. من خلال توصيل هذه الوحدات بالتوازي مع الإمداد الكهربائي ، يقوم البنك بحقن القوة التفاعلية (KVAR). هذا يتصدى مباشرة إلى القوة التفاعلية 'المتأخرة ' التي يتم رسمها بطبيعتها بواسطة الأحمال الاستقرائية (مثل المحركات والمحولات ) ، وبالتالي:

الثاني. لماذا تستخدم بنوك المكثف؟ الفوائد الرئيسية لتوريد ونظامك

عامل الطاقة المنخفض له آثار ضارة كبيرة. من المهم فهم الفرق بين القوة الحقيقية (P) والقوة التفاعلية (Q).

القوة الحقيقية هي الطاقة المفيدة التي تستخدمها المعدات. القوة التفاعلية هي الطاقة اللازمة لإنشاء حقول مغناطيسية. ومع ذلك ، لا يتم استخدام الطاقة التفاعلية مباشرة للعمل. تصحيح بنوك المكثفات هذا الاختلال ، مما يوفر مزايا كبيرة:

1. يقلل من قدرة التزويد الكهربائية المطلوبة والتكلفة:

   من خلال تحسين COS φ من (مثل) 0.8 إلى 0.95 ، يتم تقليل الحاجة إلى توليد باهظ الثمن وخطوط النقل وقدرة معدات المحطات الفرعية. تثبيت المكثفات يحرر القدرة الحالية.

   
   

2. يخفض فواتير الكهرباء وفقدان الطاقة:

   يترجم عامل الطاقة الأعلى مباشرة إلى انخفاض الطاقة الكهربائية الضائعة وتكاليف المنفعة المنخفضة. يتم فقد طاقة أقل كحرارة عبر النظام الكهربائي.

   
   

3. يزيد قدرة إمدادات الطاقة الحالية:

   يتيح عامل تصحيح الطاقة البنية التحتية الحالية للإمداد الكهربائي تقديم طاقة حقيقية أكثر قابلية للاستخدام (KW) دون الحاجة إلى ترقيات فورية لخطوط النقل أو المحولات.

   
   

4. يحسن استقرار الجهد ويمتد حياة المعدات:

   إن تثبيت مستويات الجهد يقلل من الإجهاد على المعدات الحساسة المتصلة بإمدادات الطاقة الخاصة بك.

   
   

5. يتجنب عقوبات المنفعة:

   تتقاضى العديد من المرافق رسومًا للمرافق التي تعمل بعامل قوة منخفضة بشكل مزمن. البنوك المكثفة تمنع هذه العقوبات المكلفة.

   
   

6. يخفف من التوافقيات:

   عند دمجها مع المفاعلات المتفجرة ، تعد بنوك المكثفات حماية أساسية ضد التشويه التوافقي الضار ، وخاصة الحاسمة في الأنظمة الكهربائية ذات الأحمال غير الخطية مثل:

• VFDs ، المضخات ، المحركات الكبيرة

• الآلات الصناعية (اللحام ، المطاحن المتداول)

• أنظمة HVAC

• مراكز البيانات (UPS ، SMPs)

• مائلات الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية الكهروضوئية ، الرياح)

• محطات شحن EV

• وغيرها.

بنك مكثف في الداخل

مكونات بنك مكثف

بنك مكثف

ثالثا. مكان تثبيت بنوك المكثف في النظام الكهربائي؟

يعتمد الموضع الأمثل على احتياجات النظام:

1. التعويض المركزي:

البنوك المثبتة في المحطات الفرعية الرئيسية (مستوى HV/LV) تخدم أقسامًا كبيرة من النظام الكهربائي.

2. تعويض مجموعة:

البنوك الموضوعة في محولات التوزيع أو لوحات توزيع المصنع الرئيسية.

3. التعويضات المحلية:

المكثفات المتصلة مباشرة في المحركات الكبيرة الفردية أو الأحمال الاستقرائية ، مما يوفر التصحيح الأكثر استهدافًا.

رابعا. إخفاقات شائعة: حماية استثمارك

تعمل بنوك المكثفات في البيئات الصعبة. فهم نقاط الفشل المشتركة المساعدات في الوقاية:

1. فشل وحدة المكثفات:

• الحالات المنتفخة/الضرر: بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو التآكلات التي تؤثر على المكونات التي تخزن الطاقة المخزنة.

• التمزق/الانفجار: الجهد الزائد الشديد (على سبيل المثال ، الطورات المتبعة) أو الأعطال العازلة الداخلية التي تطلق الطاقة المخزنة بشكل كارثي

2. فشل العامل (يستخدم لتبديل البنوك):

• اللحام بالاتصال: غالبًا ما يكون بسبب التيارات المفرطة التي تسببها: التبديل بسرعة كبيرة (<وقت تصريف 30 ثانية) - مما يؤدي إلى طفرات الجهد على الطاقة المخزنة المتبقية - أو تشويه توافقي عالي.

• التآكل الميكانيكي: تؤدي عمليات التبديل المتكررة إلى التدهور المادي.

خامسا العملية الآمنة

المعالجة الصحيحة يضمن طول العمر والسلامة:

1. تسلسل التسلسل أمر بالغ الأهمية:

الإغلاق: افصل البنوك المكثفة قبل الأحمال/الكسور الأخرى.

بدء التشغيل: تنشيط البنوك المكثف فقط بعد أن تكون الإمداد الكهربائي الرئيسي مستقرًا ويتم تشغيل الأحمال الأخرى. لا تغلق القاطعات على البنوك فورًا بعد تعتيم الشبكة.

2. الفواصل الزمنية:

تحكم وحدات التحكم التلقائية معالجة التبديل ، ولكن ضمان الحد الأدنى لمدة 30 ثانية (من الناحية المثالية 60+ ثانية) بين العمليات للسماح بالتصريف الداخلي للطاقة المخزنة. بالتأكيد لا تقترب أبدًا من بنك مكثف معروف بأنه يحمل رسومًا متبقية.

3. الرحلات إلى رحلات جهاز الحماية:

• الحظر الصارم: يتم حظر تمامًا إعادة صياغة قاطع مكثف أو موصل بعد رحلة تلقائية (قفل).

• التحقيق الإلزامي: يجب التحقيق في سبب الرحلة بشكل دقيق وتحديده قبل أي محاولة لإعادة التعويض.

• إجراء التحليل: فحص سجلات أحداث وحدة التحكم ، وعلامات التتابع الواقية/أهداف ومعدات المراقبة ذات الصلة.

• التفتيش البدني: تفقد وحدات المكثفات بصريًا ، وتبديل المقاولين ، والصمامات ، والكابلات المرتبطة ، والاتصالات ، ودوائر التحكم في أي علامات على الضرر ، أو ارتفاع درجة الحرارة ، أو عطل.

• بروتوكول إعادة التحسين: لا يجوز إعادة تنشيط بنك المكثف إلا بعد تحديد السبب الجذري للرحلة بشكل قاطع وتم تصحيح حالة الخطأ.

4. تفريغ السلامة (قبل أي عمل):

مقاومات التفريغ الداخلية ليست كافية للسلامة. قم دائمًا بإجراء إفرازات مرئية مرئية: استخدم عصا التفريغ المعزولة والمصنفة إلى محطات مكثف قصيرة إلى الأرض وبعضها البعض عدة مرات. تحقق من عدم وجود الجهد باستخدام مقياس الفولتميتر ذو التصنيف المكثف.

السادس. جدول الصيانة الروتينية:

1. التحكم في درجة الحرارة:

   الحفاظ على درجات الحرارة المحيطة أقل من 40 درجة مئوية أينما توجد البنوك.

   
   

2. التنظيف المنتظم:

   إزالة الغبار والملوثات من البطانات والعوازل والأغلفة والمفاعلات. يمكن أن يسبب التراكم التتبع أو ارتفاع درجة الحرارة.

   
   

3. عمليات التفتيش الفصلية (خلال الانقطاعات):

   تحقق من مقاومات التفريغ/VTS ​​، والسلامة الطرفية ، والتأريض ، والحالة العامة. أداء مقاومة العزل (IR) و TAN Δ اختبارات إن أمكن.

   
   

4. الوثائق:

   الحفاظ على سجلات مفصلة لجميع عمليات التفتيش والاختبارات وإجراءات الصيانة.

   
   

السابع. الخلاصة: ضرورية لأنظمة الطاقة الحديثة

لا غنى عن البنوك المكثفة للتشغيل الفعال والمستقر والفعال من حيث التكلفة للأنظمة الكهربائية الحديثة. من خلال توفير الطاقة التفاعلية ديناميكيًا ، فإنها تصحح مشكلات عامل الطاقة المنخفضة في المصدر. هذا يوفر فوائد كبيرة:

1. انخفاض خسائر الطاقة الكهربائية على خطوط النقل وطوال شبكة التوزيع (خسائر I⊃2;R أقل).

2. تقليل قطرات الجهد والاستقرار المحسّن لإمدادات طاقة أفضل جودة.

3. تجنب عقوبات فائدة مكلفة.

4. الاستخدام المعقد لقدرة الإمداد الكهربائي الحالي (التوليد ، خطوط النقل ، المحولات) ، مما قد يؤخر ترقيات باهظة الثمن.

5. عمر ممتد للمعدات الحساسة.

   
   

لضمان الأداء الأمثل والسلامة ، تتطلب بنوك المكثفات الاختيار الصحيح بناءً على احتياجات النظام (وخاصة المستويات التوافقية) ، والتوافق مع معايير مثل IEC 62271 ، والالتزام الصارم ببروتوكولات التبديل ، وإجراءات التفريغ الصارمة عند التعامل مع الطاقة المخزنة ، ونظام الصيانة الوقائية المنضبطة. تم تنفيذها بشكل صحيح ، تعد بنوك المكثفات استثمارًا حيويًا في تحسين البنية التحتية للطاقة.