הבנה של Power Factor ב- Depth

גורם כוח (PF) הוא היחס של כוח אמיתי (מחוש בקילווואט, קילוואט) לכוח גלוי (מחוש ב-Klovolt-amperes, kVA) גורם כוח של 1.0 (או 100%) מעיד כי כל הכוח המסופק משמש לעבודה מועילה.In בפועל, עומסים אינדוקטיביים כגון מנועים, מסובכים, ומאיר כדורים יוצרים כוח מתפתל, כלומר, גורם נוכחי, מאחורי השינויים המתפתלים.

גורם כוח נמוך יש השלכות פיננסיות ותפעוליות ישירות.השימושים מטילים לעתים קרובות עונשים על לקוחות מסחריים ותעשייתיים כאשר ה-PF נופל מתחת לסף מסוים (בדרך כלל 0.85 או 0.90), גם ללא עונשים מפורשים, מערכת PF נמוכה יותר מאלצת את מערכת החשמל להתמודד עם זרמים גבוהים יותר עבור אותה כמות של עבודה אמיתית, מה שמוביל להגדלת ההשקעה:0I2RLT, הפסדים מבחינה כלכלית (1:1-1), ולכן הוא פחות מקצבים) של ציוד לתקן, ולכן הוא פחות גבוה יותר.

למה דווקא בנק Capacitor Bank Placement Matters

הוספת capacitors למערכת חשמל מספקת כוח תגובתי מקומי, צמצום הזרם הפעיל זורם דרך מזין והופכים.היתרונות של תיקון גורם כוח (PFC) כוללים חשבונות שירות נמוך יותר, אובדן קו מופחת, תקנה מתח משופר, וקיבולת מערכת חינם. עם זאת, היתרונות האלה תלויים מאוד על FLT:0 שבו FLT:1 LT:1 ה capaciators הם להציב.

מיקום יעיל נועד למזער את המרחק בין מקור הכוח תגובתי (בנק הקפיטור) לבין העומסים המעמיקים שצורכים כוח תגובתי.זה מפחית את המרכיב הנוכחי השביר בכבלים וברובות בין המקור לבין העומס, ובכך מורידים את ההפסדים והירידה במתח.

סוגים של קפלר בנקס ואסטרטגיות המיקום שלהם

בנק Capacitor

בנקים קבועים של capacitor מחוברים לצמיתות למערכת.הם מתאימים לעומסים קבועים יחסית בביקוש כוח תגובתי שלהם, כגון מנועים גדולים אינדוקציה לרוץ ברציפות או תעשייתי עם פרופילים תפעוליים יציבים. בנקים קבועים מותקנים בדרך כלל במסופים המנועים (תגמולים חד-משמעיים) או באוטובוס משותף שמשרת קבוצה של עומסים דומים.

בנקי קפטור (Switched) Capacitor

בנקים אוטומטיים של capacitor משתמשים במגישים או אנשי קשר הנשלטים על ידי בקר גורם כוח (PFC) כדי להחליף את השלבים האישיים של capacitor פנימה ויציאה על בסיס גורם הכוח המדוייק.אלה הם הבחירה המועדפת עבור מערכות עם עומסים משתנים, כגון מבנים מסחריים, פארקי משרדים, וצמחים תעשייתיים רבים.בקר PFC עוקב בקביעות אחר המערכת ומתאים את הכוח השביר כדי לשמור על סט (לעתים קרובות) כאשר הוא חייב לשנות את כל המדדים העיקריים של ה-זמנית (הבקר ה-זמנית) של ה-זמנית (CT) הוא פועלו כמשמעו, כולל ה-זמנית, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, מעבדים קריטי, מעבדים של הבקר הבקר הבקר הבקר הבקר ה-PTF.

Detuned (Harmonic-Firmed) Capacitor בנקס

בסביבה עם עיוות הרמוני משמעותי - המופקד במתקנים עם כוננים בתדר משתנה, מאמתים, או arc פרווה - בנקים סטנדרטיים capacitor יכול ליצור התחדשות מקבילה עם מערכת אינדוקציה, להגביר זרמים הרמוניים ולגרום למתחים הרסניים. Detuned capacitorsHz מצויד עם סדרה שהוצמדה לתדירות מתחת למערכת הנמוכה ביותר (בדרך כלל 189 עבור ניתוח הרמוני של תאים אלה הם זקוקים ל- 50 אזורים סטנדרטיים).

אסטרטגיות של מערכת Configuration

מערכות הפצה רדינל

במערכת רדיואלית (התצורה הנפוצה ביותר בצמחים תעשייתיים), זרימת החשמל מן המצע למטה באמצעות ניזונים לעומסים בודדים.האסטרטגיה האופטימלית היא להתקין קפקאטורים ליד סוף המזינים ארוכים או ישירות בעומסים מצטברים גדולים.זה מקטין את זרם ה-Reactive באורכו של הזין כולו, למקסם את הפחתת ההפחתה של אובדן.

Loop ו- Network Systems

מערכות לולאה (המוגדרות בהגדרות מסחריות ותעשייתיות) מאפשרות חשמל לזרום בכיוון סביב לולאה סגורה. Capacitor מיקום בלולאה יש לנתח עם מחקרי צנרת עומס כדי להבטיח שפרופילי מתח נשארים בתוך גבולות וכי הפצת זרמים תגובתיים אינם מתרחשים.במקרים רבים, בנקים אוטומטיים עם בקרת עומס מתח משמשים כדי להתאים את תנאי העומס.

מתקנים תעשייתיים עם מרכזי בקרת מוטורס

מרכזי בקרה מוטוריים (MCC) הם מקום נפוץ עבור בנקים קיבולטור.למקצץ בנק באוטובוס MCC מספק פיצוי על כל המנועים מוגשים על ידי MCC. עם זאת, פיצוי מנוע יחיד הוא לעתים מעדיף עבור מנועים גדולים מאוד או כאשר MCC משרת תערובת heterogeneous של עומסים.ההחלטה תלויה במחזור של כל מנוע: קיבול קבוע על מנוע כי הוא יכול להיות בטוח יותר מעבורת תשלום עצמי או כי הוא מוגבל.

שיקולים קריטיים ל- Capacitor Bank Placement

המונחים: loadings and Line Loss Reduction

המטרה העיקרית של PFC היא להפחית את אובדן הקו.הפסד שנשמר הוא פרופורציה לכיכר הזרם הפעיל המסולק.לכן, החיסכון הגדול ביותר מתרחש כאשר capacitors ממוקמים קרוב ביותר לעומסים הדורשים כוח תגובתי. בנק שרכוב על מתווך מנוע יבטל את הזרם הפעיל בתוך המעגל כולו מהפאנל ההפצה למנוע.

וולטאז עולה והגנה על יתר

הוספת קיבולת מעלה את המתח בשלב ההתקנה.במערכות עם מתח גבוה כבר, זה יכול לגרום נזק בציוד.עלייה המתח הוא בערך: FLT:0V (%) ⁇ (kVAR ×% ×% של המירנר) / (transer kVA) FLT:1 אם המתח מחושב עולה על 5% של nominal, capacitor ×% של מזון יתר יכול להיות מועבר יותר ממתח קצר יותר, או יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יותר, 000 יותר, 000, 000, 000, 000 יכול להיות מופעל על ידי פיזור יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000, 000, 000 לחץ בנק גדול יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 000 000, 000, 000, 000 000 000, 000 יותר, 000 יותר, 000 יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 יכול להיות מופעל על ידי פיזור חזק יותר, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

דרישות התחדשות הרמונית ותיקון

Capacitors and system inductance טופס סדרה או מקבילה מחזור.אם תדירות resonant עולה בקנה אחד עם הרמוני בולט (למשל, 5 או 7 במערכת 50 הרץ), amplification הרמונית חמורה יכול להתרחש.כדי למנוע זאת, תמיד לבצע ניתוח הרמוני לפני שתחליט על מיקום.

מיקום בקרה אוטומטי ו Sensing

עבור בנקים אוטומטיים של capacitor, CT של בקר חייב להיות מותקן על המזין הראשי הנכנס של כל העומסים ואת הבנקים capacitor.זה מאפשר לבקר לראות את המערכת הכוללת PF ולהתאים את השלבים capacitor בהתאם.הבקר עצמו הוא בדרך כלל רכוב באותו המתחם כמו capacitor החלפת מכשירים.המרחק הפיזי בין בקר ו- CT צריך להיות מצמצם כדי למנוע אותות מצורפים.

שלב-בי-Step Method for Determining Optimal Placement

  1. (FLT:0) ,Conduct a power system או ביקורת FLT:1 - מתח מדידה, נוכחי, כוח, כוח אמיתי וכוח תגובתי בכניסה השירות הראשי ומרכזי עומס מרכזיים על מחזור הפעלה מלא (למשל, שבוע אחד).
  2. (FLT:0)Perform a עומס מחקר על זרימת חומרים 1 (FLT:1) - השתמש בתוכנה כגון ETAP, SKM, או EasyPower כדי מודל מערכת ההפצה.lude כל המשתנים, הכבלים, המנועים, ו- capacitors קיימים.סיים מיקום של בנקי capacitor מועמדים בצומת דרכים שונות כדי לצפות בפרופילים, הפסדים ושיפור PF.
  3. (FLT:0) השפעה הרמונית מזיקה (FLT:1) - ביצוע ניתוח הרמוני, במיוחד אם כוננים או ממריצים נמצאים.קבע את המערכת כתפקוד של תדירות.זהה כל נקודות התחדשות פוטנציאלי ולבחור כורים מכוונים אם יש צורך.
  4. (FLT:0) ,Calculated kVAR אופטימלית sizingFLT:1 ; kVAR הנדרש הוא ההבדל בין הביקוש הנוכחי של כוח תגובתי לבין המטרה מחדש כוח ב PF הרצוי. Distribute זה כולל בין בנקים קטנים יותר כדי לאפשר כוונון עדין ולהימנע מתנדנדנדנדות גדולות.
  5. (FLT:0) לקבוע מיקומים מיקום: 1FLT) - עדיפות מיקומים עם צריכת הכוח הפעילה הגבוהה ביותר ואורך המזינים הארוך ביותר.
  6. (FLT:0)הפעלת בשלבים של ההרחבה 1:1 - התקנת בנק ה- capacitor הראשון ותגובה למערכת מעקב למשך מחזור עומס מלא אחד לפחות.בדוק עלייה במתח, PF ו- THD. התאמת הגדרות בקר או להוסיף בנקים נוספים לפי הצורך.

ניתוח כלכלי של Capacitor Placement

ההצדקה הכספית למקם בנק Capacitor כרוכה השוואת העלות של ההתקנה ותחזוקה נגד חיסכון של עלויות של עלויות מופחתות של הטבות והפסדי אנרגיה נמוכים יותר.עונשי שימוש עבור PF נמוך יכול להיות משמעותי - לעתים קרובות תשלום של 1% עד 3% מסך האנרגיה עבור כל 0.01 מתחת לסף. ירידה של אובדן אנרגיה, בדרך כלל 2% עד 6% של צריכת אנרגיה כוללת, מוסיף חיסכון נוסף.

מקום קרוב יותר לטעון ממקסמים את ההפחתה של אובדן.לדוגמה, הצבת 100 kVAR במנוע 200 רגל מהפאנל יכול לחסוך בערך פי שניים מההפסדים של הצבת אותו 100 kVAR בפאנל.החיסכון המדויק תלוי בגודל כבל וטעינה. תקופת תשלום פשוטה של 1 עד 3 שנים היא נפוצה עבור פרויקטים מתוכננים היטב של PFC. השתמש ערך נוכחי (V) פנימי של חזרה תרחישים שונים (RRI) כדי להשוות תרחישים שונים.

טעויות נפוצות ב- Capacitor Bank Placement

  • (FLT:0) גדול בנק יחיד בפאנל הראשי של LT:1 - זה מקטין עונשי תועלת אבל לא להפחית את אובדן הקו הפנימי יכול לגרום לעלייה בלחץ האור.
  • (FLT:0) ⁇ ⁇ בצד העומס של מובילים ארוכים לאופנועים אשר לעתים קרובות עוצרים את ההרחבה 1 - ציטוט עצמי יכול להתרחש כאשר המנוע מנותק, גורם overvoltage ונזק אפשרי.
  • (FLT:0) אבחון הרמוניות (FLT:1), ציפוי סטנדרטי יכולים להפוך לשקע עבור זרמים הרמוניים, המוביל למזג אוויר או כשלון קטסטרופלי.
  • (FLT:0) מיקום CT לא נכון עבור בקרים אוטומטיים של קונסולת 1 (אם CT ממוקם במורד הזרם של בנק Capacitor, הבקר יראה רק את העומס PF ללא ההשפעה של capacitors משלו, גרימת רכיבה על אופניים או ציד.
  • (FLT:0) ,הפחתת הטמפרטורה והאוורור (FLT:1) - בנקים Capacitor מייצרים חום.החל אותם בחללים סגורים, מעוותים בצורה גרועה מפחית את תוחלת החיים שלהם ויכולים להוביל לבריחה תרמית.

מקרה מחקר: אופטימיזציה של מקום במפעל של האסיפה הרכב

צמח גדול של הרכב היה גורם כוח של 0.78 מ"ג, תוך התחשבות בתשלום חודשי של $ 12,000. יועץ ביצע ביקורת כוח שנמשך שבוע.העומסים העיקריים היו מכונות שליטה מספרי מחשב (CNC), מעבירים, ונוולדרים רובוטיים - כל אלה אינדוקטיביים מאוד.החלוקה של הצמח מורכבת מ 13.8 kV שימושי, 2.5 מ"ו, וממיר שמונה מ"מ.

התוכנית הראשונית הייתה להתקין בנק אוטומטי יחיד של 600 kVAR במגרש הראשי, אולם מחקר על זרימת העומס הראה כי זה יעלה את המתח ב MCC הרחוק ביותר על ידי רק 1.5% (מקובל) אבל יפחית הפסדים רק 4%. גישה מבוזרת A הוערך אז: 4 150 בנקים אוטומטיים של KVAR, אחד מכל ארבעה MCC הגדולים ביותר.

זה ממחיש כי בנקים רבים, באופן אופטימלי להציב לעתים קרובות בנק גדול אחד, גם כאשר דירוג KVAR הכולל זהה.

תחזוקה ופיקוח על הבנקים Placed Capacitor

ברגע שבנקי capacitor מותקנים והוזמנו, תוכנית תחזוקה מבטיחה ביצועים לטווח ארוך.

  • בדיקה חזותית חודשית עבור bulging, דליפות, או פחיות מפוסלות (סימן של כשל פנימי).
  • מדידה של יחידת קיבולטור יחיד; שינוי גדול מ 5% מ שםplate מצביע על התדרדרות.
  • סריקה תרמוגרפית שנתית של קשרים ואוטובוסים כדי לזהות כתמים חמים.
  • אימות של נקודות בקרה ומיקום היסטורי של גורם כוח, מתח, ונוכח.
  • אנליזה מחדש של רמות הרמוניות כל שנתיים, כמו עומסים משתנים לאורך זמן ויכולה לגרום לתנאי התחדשות חדשים.

בנקים מודרניים של capacitor מגיעים לעתים קרובות עם מודולים תקשורת בנוי.אלה מאפשרים ניטור מרחוק באמצעות SCADA או פלטפורמות ענן, המאפשר תחזוקה חיזוי אופטימיזציה בזמן אמת של החלפת בנק.

מסקנה

אופטימיזציה של מיקום בנק capacitor היא משימה הנדסית רב-פנים כי מעבר רק הוספת כוח תגובתי למערכת.מיקום של כל בנק משפיע ישירות על גודל הפחתת אובדן, רגולציה מתח, יציבות הרמונית, ואמינות המערכת הכוללת. על ידי הבנת המאפיינים העומס, ביצוע מחקרים מערכתיים מפורטים, וליישם אסטרטגיה מבוזרת מיקום שבו מתאים, מהנדסים יכולים להשיג גורם כוח הממקסים את היתרונות הכלכליים והמבצעיים.

סלקטים מרכזיים: להציב קפקאים קרוב ככל האפשר לעומסים אינדוקטיביים, להשתמש בקרים אוטומטיים עבור עומסים משתנים, תמיד לנתח הרמוניים לפני ביצוע עיצוב, ולהפיץ את KVAR הכולל על פני מספר נקודות במקום אחד.עם תכנון קפדני ו ניטור מתמשך, תיקון כוח באמצעות אופטימיזציה של מיקום בנק capacitor נשאר אחד אמצעי שימור אנרגיה יעיל ביותר זמין.

לקריאה נוספת, מומלץ להתייעץ עם תקן ה-FLT:0IEEE 18-2012 עבור שוסט כוח CapacitorsscioFLT 1 ו-FLT:2Eaton's Power Factor Correction Application GuideFLT 3: A מקיפה משאבים שדה הוא סעיף 4EC & M על הגנת בנק CAacitor ו- Placementmentmentmentmentment:5:55