Cos'è una banca dei condensatori? Correzione del fattore di potenza per il sistema elettrico

I. Definizione: la soluzione di potenza reattiva

Una banca dei condensatori (spesso chiamata generatore VAR statico SVG attivo ) è un dispositivo cruciale per ottimizzare gli alimentatori e l'efficienza complessiva del sistema elettrico. Prodotto per la rigorosa Commissione elettrotecnica internazionale standard IEC 62271 , è costituito da reattori , controller e dispositivi di protezione , delle unità di condensatori multiple (fusibili, interruttori).

La sua funzione primaria? Compensazione del potere reattivo. Le banche dei condensatori immagazzinano energia elettrica in un campo elettrostatico e rilascialo nel sistema elettrico secondo necessità. Collegando queste unità in parallelo con l'alimentazione elettrica, la banca inietta 'principale' potenza reattiva (KVAR). Ciò contrasta direttamente il potere reattivo 'in ritardo' disegnato intrinsecamente da carichi induttivi (come motori e trasformatori ), quindi:

Ii. Perché usare le banche dei condensatori? Vantaggi chiave per la tua fornitura e sistema

Il basso fattore di potenza ha effetti dannosi significativi. Comprendere la differenza tra potere reale (P) e potenza reattiva (Q) è importante.

La vera potenza è l'energia utile utilizzata dall'attrezzatura. L'energia reattiva è l'energia necessaria per creare campi magnetici. Tuttavia, il potere reattivo non viene utilizzato direttamente per il lavoro. Le banche dei condensatori correggono questo squilibrio, offrendo sostanziali vantaggi:

1. Riduce la capacità e i costi di alimentazione elettrica richiesta:

   Migliorando cos φ da (ad esempio) da 0,8 a 0,95, è ridotta la necessità di una generazione costosa, linee di trasmissione e capacità di apparecchiatura di sottostazione. L'installazione di condensatori libera la capacità esistente.

   
   

2. Abbassa le bollette elettriche e le perdite di energia:

   Il fattore di potenza più elevato si traduce direttamente in energia elettrica sprecata ridotta e costi di utilità inferiori. Meno energia viene persa come calore attraverso il sistema elettrico.

   
   

3. Massimizza la capacità di alimentazione esistente:

   La correzione del fattore di potenza consente alla tua attuale infrastruttura di alimentazione elettrica di fornire una potenza reale più utilizzabile (KW) senza bisogno di aggiornamenti immediati alle linee di trasmissione o ai trasformatori.

   
   

4. Migliora la stabilità della tensione e estende la vita delle attrezzature:

   La stabilizzazione dei livelli di tensione riduce lo stress sulle apparecchiature sensibili collegate agli alimentatori.

   
   

5. Evita le penalità di utilità:

   Molte utility addebitano commissioni per le strutture che operano con un fattore di potenza cronicamente basso. Le banche dei condensatori impediscono queste costose sanzioni.

   
   

6. Mitiga le armoniche:

   Se combinati con reattori detuning, le banche dei condensatori sono una protezione essenziale contro la dannosa distorsione armonica, particolarmente cruciale nei sistemi elettrici con carichi non lineari come:

• VFD, pompe, grandi motori

• Macchinari industriali (saldatura, laminatoio)

• Sistemi HVAC

• Data center (UPS, SMPS)

• Inverter di energia rinnovabile (solare fotovoltaico, vento)

• Stazioni di ricarica EV

• E ecc.

Iii. Dove installare le banche dei condensatori nel sistema elettrico?

Il posizionamento ottimale dipende dalle esigenze del sistema:

1. Compensazione centralizzata:

Banche installate nelle principali sottostazioni (livello HV/LV) che servono grandi sezioni del sistema elettrico.

2. Compensazione del gruppo:

Banche collocate a trasformatori di distribuzione o principali pannelli di distribuzione delle piante.

3. Compensazione locale:

Condensatori collegati direttamente a singoli motori di grandi dimensioni o carichi induttivi, fornendo la correzione più mirata.

IV. Failuti comuni: proteggere il tuo investimento

Le banche dei condensatori operano in ambienti esigenti. Comprensione dei punti di fallimento comuni Aiuti nella prevenzione:

1. Caragamenti dell'unità del PAPITORE:

• Caso sporgente/danno: causato da ambienti di surriscaldamento o corrosivi che incidono sui componenti che conservano energia immagazzinata.

• Rottura/esplosione: sovratensione grave (ad es. Spegnere) o guasti dielettrici interni che rilasciano l'energia immagazzinata catastroficamente

2. I guasti al contatore (utilizzati per la commutazione delle banche):

• Saldatura a contatto: spesso a causa di eccessive correnti di invoscio causate da: commutazione troppo rapidamente (tempo di scarica <30S) - portando a picchi di tensione su energia residua immagazzinata - o alta distorsione armonica.

• Usura meccanica: le frequenti operazioni di commutazione portano al degrado fisico.

V. Funzionamento sicuro

La corretta gestione garantisce la longevità e la sicurezza:

1. La sequenza di interruzione è fondamentale:

Spegnimento: scollegare le banche dei condensatori prima di altri carichi/interruttori.

Avvio: E energize Banks di condensatori solo dopo che l'alimentazione elettrica principale è stabile e altri carichi sono in esecuzione. Non avvicinare mai gli interruttori sulle banche immediatamente dopo un blackout della griglia.

2. Intervalli di commutazione:

I controller automatici gestiscono la commutazione, ma garantiscono almeno 30 secondi (idealmente 60+ secondi) tra le operazioni per consentire lo scarico interno dell'energia immagazzinata. Assolutamente mai chiuso su una banca dei condensatori noto per avere un costo residuo.

3. Respondi ai viaggi del dispositivo di protezione:

• Divieto rigoroso: è severamente vietato la riclicazione immediata di un interruttore o contattore del condensatore dopo un viaggio automatico (blocco).

• Indagine obbligatoria: la causa del viaggio deve essere accuratamente studiata e identificata prima di qualsiasi tentativo di reclusione.

• Procedura di analisi: esaminare i registri degli eventi del controller, le flag/obiettivi di relè protettivi e le apparecchiature di monitoraggio pertinenti.

• Ispezione fisica: ispezionare visivamente unità di condensatore, contatto di commutazione, fusibili, cablaggio associato, connessioni e circuiti di controllo per eventuali segni di danno, surriscaldamento o malfunzionamento.

• Protocollo di ri-energizzazione: la banca dei condensatori può essere rienergizzata solo dopo che la causa principale del viaggio è stata determinata in modo conclusivo e la condizione di guasto è stata rettificata.

4. Scarico di sicurezza mandatori (prima di qualsiasi lavoro):

I resistori di scarico interno non sono sufficienti per la sicurezza. Esegui sempre una scarica di terra visibile: utilizzare un bastone da scarico isolato e classificato a terminali di condensatori corti a terra e tra loro più volte. Verificare l'assenza di tensione usando un voltmetro valutato dal condensatore.

Vi. Programma di manutenzione di routine:

1. Controllo della temperatura:

   Mantenere temperature ambiente inferiori a 40 ° C ovunque si trovino le banche.

   
   

2. Pulizia regolare:

   Rimuovere la polvere e i contaminanti da boccole, isolanti, involucri e reattori. L'accumulo può causare tracciamento o surriscaldamento.

   
   

3. Ispezioni trimestrali (durante le interruzioni):

   Controllare i resistori/VT di scarico, l'integrità del terminale, la messa a terra e le condizioni generali. Eseguire i test di resistenza all'isolamento (IR) e Tan Δ, se possibile.

   
   

4. Documentazione:

   Conservare registri dettagliati di tutte le ispezioni, test e azioni di manutenzione.

   
   

Vii. Conclusione: essenziale per i moderni sistemi di alimentazione

Le banche dei condensatori sono indispensabili per il funzionamento efficiente, stabile ed economico dei moderni sistemi elettrici. Fornendo dinamicamente la potenza reattiva, correggono i problemi di bassa potenza alla fonte. Questo offre benefici significativi:

1. Ridotte perdite di energia elettrica sulle linee di trasmissione e in tutta la rete di distribuzione (perdite I⊃2;R più basse).

2. Calcoi di tensione ridotti e una stabilità migliorata per alimentatori di migliore qualità.

3. Evitamento di costose penalità di utilità.

4. Utilizzo massimizzato della capacità di alimentazione elettrica esistente (generazione, linee di trasmissione, trasformatori), ritardando potenzialmente costosi aggiornamenti.

5. Durata estesa per apparecchiature sensibili.

   
   

Per garantire prestazioni e sicurezza ottimali, le banche dei condensatori richiedono una selezione corretta in base alle esigenze del sistema (in particolare livelli armonici), installazione conforme a standard come IEC 62271, aderenza rigorosa ai protocolli di commutazione, rigorose procedure di scarica durante la gestione dell'energia immagazzinata e un regime di mantenimento preventivo disciplinato. Implementate correttamente, le banche dei condensatori sono un investimento vitale nell'ottimizzare la tua infrastruttura di potere.