Wat is het doel van een conservator in een elektrische transformatie?

De rol van condensatoren in stroomtransformators

In stroomtransformators spelen condensatoren (ook bekend als cos φ-correctiecondensatoren of reactieve vermogenscompensatoren) een cruciale rol bij het verbeteren van het systeemcosinus phi, het verbeteren van de spanningkwaliteit en het stabiliseren van het systeem. Hieronder staan de specifieke functies en werkprincipes van condensatoren in stroomtransformator systemen:

1. Verbetering van het cosinus phi

• Wat is cosinus phi? Cosinus phi is het verhoudingsgetal tussen het daadwerkelijk verbruikte actieve vermogen (kW) en het schijnvermogen (kVA). Voor inductieve belastingen (zoals motoren en transformators) is het cosinus phi meestal laag, omdat deze apparaten reactief vermogen (kVAR) genereren, wat het schijnvermogen vergroot zonder evenredig het actieve vermogen te verhogen.

• Rol van condensatoren: Condensatoren leveren reactief vermogen om het door inductieve belastingen gegenereerde reactieve vermogen te compenseren, waardoor het hoeveelheid reactief vermogen dat uit het net wordt getrokken wordt verminderd. Dit helpt het systeemcosinus phi te verbeteren, zodat meer vermogen voor werkelijk werk kan worden gebruikt, energieverlies wordt verminderd en transmissieverliezen worden geminimaliseerd.

• Voordelen: Het verbeteren van het cosinus phi kan de belastingsstroom op de transformator verminderen, de levensduur van apparatuur verlengen, elektriciteitsrekeningen verlagen (vele energieleveranciers berekenen extra kosten voor lage cosinus phi), en de algehele efficiëntie van het systeem verhogen.

2. Verbetering van de spanningkwaliteit

• Problemen met spanningdaling: Bij langeafstandsenergieoverdracht of onder zware belasting omstandigheden treedt spanningdaling op door lijnimpedantie, wat leidt tot lagere spanningen op de locatie van de eindgebruiker, wat de juiste werking van apparatuur kan beïnvloeden.

• Rol van condensatoren: Condensatoren kunnen lokaal reactief vermogen leveren, waardoor de stroom van reactief vermogen door de lijnen wordt verminderd, waardoor spanningdaling wordt geminimaliseerd. Dit is essentieel voor het handhaven van stabiele spanningniveaus, vooral in gebieden die ver van de energiebron liggen.

• Voordelen: Door de spanningkwaliteit te verbeteren, zorgen condensatoren ervoor dat elektrische apparatuur binnen zijn geclassificeerde spanningbereik werkt, wat schade of prestatievermindering veroorzaakt door lage of hoge spanningen voorkomt.

3. Stabilisatie van systeemoperatie

• Fluctuaties in reactief vermogen: In sommige industriële toepassingen kan de vraag naar reactief vermogen over tijd fluctueren, vooral tijdens het opstarten van grote motoren, wanneer de instantane vraag naar reactief vermogen plotseling stijgt, wat potentiële spanningfluctuaties en systeeminstabiliteit kan veroorzaken.

• Rol van condensatoren: Condensatoren kunnen snel reageren op veranderingen in de vraag naar reactief vermogen, door reactief vermogen te leveren of op te nemen om de spanningniveaus van het systeem te stabiliseren. Dit is cruciaal voor het handhaven van de stabiliteit van het energiesysteem, vooral in distributienetwerken.

• Voordelen: De snelle responscapaciteit van condensatoren helpt spanningfluctuaties te verminderen, de betrouwbaarheid van het systeem te verbeteren en het risico op storingen en apparatuurfouten te minimaliseren.

4. Verminderen van harmonische invloed

• Harmonische problemen: Niet-lineaire belastingen (zoals frequentieregelaars en rectifiers) genereren harmonische stromen, die zich door het netwerk verspreiden, wat spanningvervorming, overheating van apparatuur en andere problemen veroorzaakt.

• Rol van condensatoren: Bepaalde soorten condensatoren (zoals filtercondensatoren) kunnen worden gecombineerd met inductieve elementen om harmonische filters te vormen, die effectief specifieke frequentieharmonischen onderdrukken en hun negatieve effecten op het systeem verminderen.

• Voordelen: Door harmonische stromen te verminderen, helpen condensatoren andere elektrische apparatuur te beschermen tegen harmonische interferentie, de levensduur van apparatuur te verlengen en de algehele systeemprestaties te verbeteren.

5. Ondersteuning van reactief vermogenreserves

• Systeemvraag naar reactief vermogen: In energie systemen is de vraag naar reactief vermogen dynamisch, vooral tijdens piekbelastingperioden wanneer het systeem mogelijk extra reactief vermogen nodig heeft om spanningniveaus te handhaven.

• Rol van condensatoren: Condensatoren kunnen wanneer nodig extra reactieve vermogensreserves leveren, waardoor kortstondige pieken in de vraag naar reactief vermogen worden gedekt en een stabiele systeemoperatie wordt gewaarborgd.

• Voordelen: Door reactieve vermogensreserves te leveren, versterken condensatoren de flexibiliteit en responsiviteit van het systeem, waardoor stabiele spanningen en frequentieniveaus worden gegarandeerd, zelfs tijdens hoge belastingen of plotselinge gebeurtenissen.

6. Verminderen van de capaciteitseisen voor transformators

• Risico op overbelasting van transformators: Als het cosinus phi van het systeem laag is, moet de transformator meer schijnvermogen overbrengen om aan de belastingsvraag te voldoen, wat kan leiden tot overbelasting van de transformator en verkorting van diens levensduur.

• Rol van condensatoren: Door het cosinus phi te verbeteren, kunnen condensatoren de vraag naar schijnvermogen op de transformator verminderen, waardoor deze grotere actieve vermogenslasten kan afhandelen bij dezelfde capaciteit of kleiner transformators kan selecteren in nieuwe projecten.

• Voordelen: Het verminderen van de capaciteitseisen voor transformators kan de initiële investeringskosten verlagen en de levensduur van bestaande apparatuur verlengen.

Samenvatting

• Condensatoren spelen een cruciale rol in stroomtransformator systemen, voornamelijk in de volgende gebieden:

• Verbetering van het cosinus phi, vermindering van de overdracht van reactief vermogen en minimalisering van transmissieverliezen;

• Verbetering van de spanningkwaliteit, vermindering van spanningdalingen en waarborging van stabiele eindgebruikerspanningen;

• Stabilisatie van systeemoperatie, snelle respons op veranderingen in reactief vermogen en voorkomen van spanningfluctuaties;

• Verminderen van harmonische invloed, onderdrukking van harmonische stromen en bescherming van andere elektrische apparatuur;

• Ondersteuning van reactief vermogenreserves, levering van extra reactief vermogen en afhandeling van pieklasten;

• Verminderen van de capaciteitseisen voor transformators, optimalisatie van apparatuurselectie en verlaging van investeringskosten.

Door condensatoren correct te configureren en te gebruiken, kan de efficiëntie, stabiliteit en betrouwbaarheid van energie systemen aanzienlijk worden verbeterd.