Principio del gabinete de compensación de capacitores de bajo voltaje
1 La necesidad de compensación automática de fase dividida
Según su naturaleza, la compensación automática de potencia reactiva se divide en compensación automática de capacitor trifásico y compensación automática de capacitor de fase dividida.
La compensación automática de capacitancia trifásica es adecuada para sistemas de suministro y distribución de energía con equilibrio de carga trifásico. Debido a que el circuito trifásico está equilibrado y la corriente reactiva en el circuito es la misma, la señal para ajustar los parámetros reactivos durante la compensación se toma de cualquiera de las tres fases. Según los resultados de la prueba, cambiar tres fases al mismo tiempo puede garantizar la calidad del voltaje trifásico. La compensación automática de condensadores trifásicos es adecuada para fábricas y minas con muchos equipos eléctricos trifásicos.
Las cargas monofásicas son muy utilizadas en la edificación civil. Debido a la aleatoriedad de los cambios de carga, la iluminación y el aire acondicionado pueden fácilmente provocar graves desequilibrios en las cargas trifásicas, especialmente en edificios residenciales. Debido a que la señal de muestreo utilizada para regular y compensar la potencia reactiva se toma de cualquiera de las tres fases, las dos fases no detectadas están sobrecompensadas o subcompensadas. Si hay sobrecompensación, el voltaje de la fase de sobrecompensación aumentará, provocando que los equipos eléctricos, como los componentes de control y protección, se dañen debido a la sobretensión; si no hay compensación suficiente, la corriente del bucle de la fase de compensación aumentará y equipos como; Las líneas y los disyuntores aumentarán debido al aumento de corriente. Es grande y se quema debido al calor. En este caso, el método tradicional de compensación de potencia reactiva trifásica no solo no ahorra energía, sino que también desperdicia recursos y es difícil compensar eficazmente la potencia reactiva del sistema.
La compensación, la sobrecompensación y la subcompensación en el proceso de compensación han perjudicado gravemente el funcionamiento normal de toda la red eléctrica.
Según información relevante, un edificio complejo en un lugar determinado es un edificio de gran altura que integra centros comerciales, bancos, oficinas, garajes y hoteles, con una superficie total de construcción de 32.000 m2. El equipo eléctrico principal incluye unidades de aire acondicionado, bombas de agua, ventiladores y accesorios de iluminación. Los accesorios de iluminación son cargas monofásicas con factores de potencia entre 0,45 y 0,75. La carga activa calculada de bajo voltaje es de 2815 kW, de los cuales la carga activa de iluminación es de 1086,5 kW. Otras cargas son básicamente cargas trifásicas, como aires acondicionados, ventiladores, bombas de agua y ascensores. La potencia reactiva antes de la compensación es de 3182kvar. Si el factor de potencia general se compensa a 0,92, es necesario compensar 1982 kvar y la potencia reactiva compensada es 1200 kvar. El diseño original utiliza compensación automática centralizada trifásica de bancos de condensadores paralelos en salas de distribución de energía de bajo voltaje. Una vez finalizado y puesto en uso el proyecto, los equipos eléctricos, como instrumentos y lámparas, a menudo se queman o no se pueden utilizar normalmente, lo que afecta el funcionamiento y el trabajo normales. Después de las pruebas in situ, se descubrió que la carga trifásica del circuito alimentador de bajo voltaje estaba desequilibrada, con grandes espacios y grandes diferencias de corriente. La diferencia máxima de corriente de fase fue de 900 A. Se detectó el voltaje del bus y los tres. El voltaje del bus trifásico era tan alto como 260 V y tan bajo como 190 V V. A través del análisis, fue el resultado de la compensación automática de la capacitancia trifásica.
Para sistemas de distribución de energía monofásicos desequilibrados trifásicos, el uso de compensación automática de condensadores de fase dividida es una mejor manera de resolver los problemas anteriores. El principio es que la señal para ajustar los parámetros de potencia reactiva se toma de cada una de las tres fases y se compensa en consecuencia según el tamaño de la carga inductiva y el factor de potencia de cada fase. No se afectan entre sí, por lo que no se afectan entre sí. no habrá compensación excesiva ni insuficiente.
El módulo de control y el módulo de adquisición de datos del dispositivo utilizan nuevos microcontroladores y circuitos integrados a gran escala, y el módulo de interruptor utiliza tiristores de alta potencia para lograr una entrada de voltaje cero y una eliminación de corriente cero del condensador. banco, sin impacto de sobretensión de conmutación, chispas e interferencias armónicas.
Las características del producto son las siguientes:
(1) El módulo de control está digitalizado e inteligente, y la unidad de ejecución del interruptor no tiene contactos, lo que garantiza la precisión del control y la confiabilidad operativa;
(2 ) Separación de fases completamente automática y compensación de clasificación bajo demanda;
(3) La sobretensión, la subtensión, el retardo de baja corriente y otros parámetros se pueden configurar de manera flexible, y la sobretensión, la subtensión, la fase faltante, el cero faltante y el armónico. wave tiene funciones completas de alarma de exceso de límite y apagado de protección de límite para garantizar un funcionamiento seguro del sistema;
(4) medición digital en tiempo Real y visualización de los principales parámetros de la red eléctrica: factor de potencia, tensión, corriente, tensión y corriente armónica, potencia activa y potencia, potencia reactiva y potencia, etc.
(5) A través del análisis armónico, mida la distorsión armónica total (THD) y 1 ~ 31 voltaje y corriente armónicos para proporcionar una base digital precisa para el control armónico.
(6) Uso propio; -condensadores de curación, tiene una larga vida útil, gran confiabilidad, pequeño aumento de temperatura y no requiere dispositivos especiales de disipación de calor (7) Tiene función de adquisición de datos e interfaz de comunicación estándar (RS232), que puede realizar monitoreo remoto en tiempo real; y gestión de redes informáticas;
(8) Adopta un diseño de estructura modular, fácil de mantener y actualizar.
Como se puede ver en las funciones de los productos anteriores, la compensación automática de potencia reactiva trifásica inteligente puede detectar automáticamente el factor de potencia de cada carga de fase y, al mismo tiempo, ingresar automáticamente la compensación de capacitancia requerida para cada fase en etapas, de modo que cada fase no tenga compensación de potencia alcanza el mejor estado. Para áreas residenciales, hoteles, restaurantes, grandes centros comerciales, etc. que utilizan una gran cantidad de cargas de energía monofásicas y son propensas a sistemas de distribución de energía de edificios civiles desequilibrados trifásicos, el factor de potencia se puede mejorar, la eficiencia de la red se puede mejorar. Se puede mejorar la calidad del voltaje, se puede ahorrar energía eléctrica y se puede aumentar el número de transformadores de capacidad activa. 2 Aplicación de compensación automática de condensadores de grupo En las redes eléctricas de bajo voltaje, una gran cantidad de equipos eléctricos son perceptivos, especialmente en la vida diaria y en espacios de oficinas como centros comerciales y edificios de oficinas con grandes áreas y grandes bahías. Las ciudades metropolitanas utilizan lámparas fluorescentes. Con buenos efectos luminosos para iluminación artificial. Las lámparas fluorescentes tienen las características de buena eficiencia lumínica, larga vida útil y ausencia de contaminación, y son fuentes de luz verde. En la actualidad, las lámparas fluorescentes de balastro inductivo se utilizan ampliamente en proyectos de construcción civil. Tienen las ventajas de bajo costo, larga vida útil, menos trabajo de mantenimiento y menos inversión. Sin embargo, tienen un tiempo de arranque prolongado y un factor de potencia de aproximadamente 0,5 ~. 0,6, y grandes pérdidas, aumentando la pérdida de la red del sistema de suministro y distribución de energía, provocando un desperdicio de energía.
La compensación de condensadores es un método común para resolver el problema del bajo factor de potencia de cargas inductivas en grandes centros comerciales y edificios de oficinas.
Por lo general, hacemos dos cosas en el diseño: instalar gabinetes de compensación centralizados de alto o bajo voltaje en la subestación para compensar el extremo frontal del sistema, que puede cumplir con los requisitos del departamento de suministro de energía. para el factor de potencia conectado a la red, pero no se aplica a las siguientes subestaciones: El bucle está compensado, por lo que la corriente reactiva en la línea de distribución de bajo voltaje es relativamente grande, lo que resulta en que la sección transversal de la línea y la capacidad del interruptor de distribución no puedan puede reducirse y no se puede garantizar la calidad del suministro de energía de todo el sistema de baja tensión; otro método es instalar un circuito en cada equipo eléctrico o en cada lámpara de iluminación se proporcionan condensadores para una compensación independiente; Este método tiene buenos resultados y es adecuado para equipos eléctricos individuales de gran capacidad utilizados en fábricas y minas. Para edificios civiles como grandes centros comerciales, el costo de inversión de compensación es demasiado alto, el rendimiento de costos es bajo y la instalación está dispersa, lo que resulta en un mantenimiento pesado, mantenimiento difícil, baja utilización de capacitores y aplicaciones prácticas insatisfactorias, por lo que son raramente usado.
Bajo la premisa de que la tecnología, la calidad de fabricación y los dispositivos de conmutación automática de los condensadores de compensación de bajo voltaje se han mejorado enormemente, el autor cree que en el sistema de distribución de energía de este tipo de edificio civil, es más Es apropiado utilizar la configuración grupal de capacitores de compensación, es decir, de acuerdo con la zonificación funcional del edificio, es más apropiado instalar un dispositivo de compensación de capacitancia en una caja de distribución con consumo de energía concentrado y bajo factor de potencia de los equipos eléctricos.
La compensación grupal puede mejorar la utilización del equipo y reducir la capacidad del sistema de distribución.
Según su potencia S=, se puede observar que mientras la potencia activa se mantiene sin cambios, mejorar el factor de potencia puede reducir la potencia reactiva y reducir la capacidad del sistema de distribución.
Cuando el factor de potencia aumenta de 0,65 a 0,92, la tasa de utilización del equipo es:
η=×100% =×100% = 29,35%, es decir, la tasa de utilización del equipo aumenta después de la compensación 29,35%.
Elija cables del mismo modelo y sección para reducir las pérdidas de línea.
Según la fórmula: i = pérdida de línea suma p = i2r, entonces:
δp = 2r-2rη=×100% =×100% = 50.08%, es decir, la pérdida de línea después de la compensación Reducida en un 50,08%.
2 La viabilidad de la compensación grupal
A continuación se utilizan aplicaciones de ingeniería como ejemplo para ilustrar la viabilidad de la compensación grupal.
El edificio de la Librería Xinhua en un lugar determinado consta de un centro comercial, una sala de negocios de librería, un restaurante, un hotel, un garaje subterráneo, oficinas, etc. Es un edificio de gran altura con funciones complejas. Los pisos 1º a 6º son el salón comercial de la librería, con una superficie única de unos 2800m2 (piso estándar, igual para cada piso), y su iluminación utiliza lámparas fluorescentes de inducción de bajo factor de potencia. En el diseño del esquema, solo se instala un gabinete de compensación centralizado en la subestación.
Las cajas de iluminación de distribución del primer al sexto piso se alimentan del circuito primario utilizado en la subestación. El interruptor es de 1250 A, el conducto bus aislado de aire tiene una sección de 1250 A y el interruptor de entrada de la caja de iluminación de distribución está encendido. cada piso es de 250 A; cada uno La capacidad total del capacitor de compensación del capacitor del grupo de capas es aproximadamente un 20% mayor que la del gabinete de compensación centralizada de distribución. Sin embargo, se reduce la inversión en interruptores y líneas de alimentación, que es muy superior a la inversión en condensadores. Configurar la compensación de capacitancia en la caja de iluminación de distribución en cada piso no aumenta la cantidad de cajas de distribución. Solo es necesario aumentar el tamaño de la caja de iluminación de distribución e instalar capacitores dentro de la caja. Esto también ahorra el uso de gabinetes de compensación de capacitancia. la sala de distribución de baja tensión del espacio del piso. Además, debido a que el capacitor de compensación está equipado con un controlador inteligente, el producto es modular, tiene una función de adquisición de datos y una interfaz de comunicación estándar (RS232), que puede realizar monitoreo remoto en tiempo real y administración de redes informáticas, lo que facilita detectar, mantener y actualizar.
Como se puede ver en el ejemplo anterior, el método de instalar compensación de capacitores en grupos de acuerdo con la configuración de las cajas de iluminación de distribución de energía en cada piso puede resolver efectivamente el aumento en la corriente reactiva de línea causado por centralizado y La compensación individual aumenta la sección transversal de la línea de distribución y la capacidad de conmutación correspondientes, los costos de inversión de compensación son altos, la instalación está dispersa, el mantenimiento posterior es grande y el mantenimiento es difícil. Para grandes centros comerciales, edificios de oficinas y otros edificios civiles que utilizan una gran cantidad de equipos de bajo factor de potencia, es más razonable establecer la compensación de capacitancia en grupos de acuerdo con condiciones específicas.