Wat is het verschil tussen een shunt-reactor en een shunt-condensator?

In een elektrisch energie-systeem worden verschillende apparaten gebruikt om de cosinus phi en de operationele efficiëntie te verbeteren. Shunt condensatoren en shunt reactors zijn twee afzonderlijke componenten ontworpen om de prestaties van elektriciteitsnetwerken te optimaliseren. Dit artikel onderzoekt hun belangrijkste verschillen, beginnend met een overzicht van hun fundamentele principes.

Shunt Condensatoren

Een shunt condensaator verwijst naar één condensaator of een groep condensatoren (een condensatorbank genoemd) die parallel aan het energie-systeem is aangesloten. Het dient om de cosinus phi en de operationele efficiëntie van het systeem te verbeteren door inductieve belastingen te compenseren, waardoor de cosinus phi van het systeem wordt verhoogd.

De meeste belastingen in een elektrisch energie-systeem, zoals elektrische machines, transformatoren en relais, vertonen inductieve kenmerken, wat bijdraagt aan inductieve reactantie naast de inductiviteit van de krachtlijnen. Inductiviteit zorgt ervoor dat de stroom achter de spanning ligt, waardoor de hoek van de vertraging toeneemt en de cosinus phi van het systeem afneemt. Deze lagere cosinus phi leidt ertoe dat de belasting meer stroom uit de bron trekt voor dezelfde vermogenswaarde, wat resulteert in extra lijnverliezen als warmte.

De capaciteit van een condensaator zorgt ervoor dat de stroom voor de spanning loopt, waardoor hij de inductieve reactantie in het energie-systeem kan annuleren. Meerdere condensaator-eenheden (een condensatorbank) die parallel zijn aangesloten om de cosinus phi te verbeteren, worden shunt condensatoren genoemd.

Shunt Reactors

Een shunt reactor is een apparaat dat in energie-systeem wordt gebruikt om de spanning tijdens variaties in de belasting te stabiliseren, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd. Het compenseert capacitieve reactiviteit in krachttransmissielijnen, meestal toegepast in 400kV of hogere spanningstransmissielijnen.

Gemaakt met een enkele winding - rechtstreeks verbonden met de krachtlijn of de tertiaire winding van een driefase-transformatoren - absorbeert het reactiviteit van de lijnen om de systeemefficiëntie te verbeteren.

Verschillen tussen Shunt Condensatoren en Shunt Reactors

De volgende tabel geeft de belangrijkste vergelijkingen tussen shunt reactors en shunt condensatoren weer:

Vergelijking tussen Shunt Condensatoren en Shunt Reactors
Functie

• Shunt Condensaator: Levert reactiviteit aan het elektrische systeem, geabsorbeerd door inductieve belastingen (bijvoorbeeld motoren, transformatoren) om de cosinus phi en de systeemefficiëntie te verbeteren.

• Shunt Reactor: Absorbeert en regelt de stroom van reactiviteit om de efficiëntie te verhogen, spanningniveaus te stabiliseren en spanningssprongen/transiënten in het netwerk te beperken.

Correctie van de Cosinus Phi

• Shunt Condensaator: Verbetert direct de cosinus phi door compensatie van reactiviteit te bieden.

• Shunt Reactor: Verbetert indirect de cosinus phi door de spanning in transmissielijnen te stabiliseren.

Aansluiting

• Shunt Condensaator: Rechtstreeks parallel aan de krachtlijn aangesloten.

• Shunt Reactor: Aangesloten op de krachtlijn of via de tertiaire winding van een driefase-transformatoren.

Spanningseffect

• Shunt Condensaator: Kan een spanningsstijging veroorzaken bij lichte belastingen door injectie van reactiviteit.

• Shunt Reactor: Veroorzaakt een lichte spanningdaling door inductieve reactantie, waarmee overtollige reactiviteit wordt gecompenseerd.

Harmonische Effecten

• Shunt Condensaator: Kan resonante omstandigheden creëren die spanningsharmonieën versterken.

• Shunt Reactor: Dempt en onderdrukt harmonieën, waardoor de kwaliteit van de energie wordt verbeterd.

Toepassingen

• Shunt Condensaator: Wijdverspreid gebruikt in industriële en commerciële energie-systeem om de cosinus phi in distributienetwerken te corrigeren.

• Shunt Reactor: Voornamelijk toegepast in hoogspannings-(400kV+) transmissielijnen voor spanning-stabilisatie en demping van transiënten.

Conclusie

Zowel shunt condensatoren als shunt reactors optimaliseren de efficiëntie van elektrische energie-systeem, zij het via verschillende mechanismen: condensatoren verbeteren de cosinus phi door inductieve belastingen te compenseren, terwijl reactors de spanning stabiliseren en harmonieën in transmissienetwerken dempen. Hun complementaire rollen zorgen voor betrouwbare energielevering in diverse operationele scenario's.