Kako se razlikujejo šuntovni reaktor in šuntovni kondenzator?

V električnem energijskem sistemu se uporabljajo različni napravi za izboljšanje faktorja moči in operativne učinkovitosti. Shunt kapacitorji in shunt reaktorji predstavljata dve različni komponenti, zasnovani za optimizacijo delovanja električnih omrežij. Ta članek raziskuje njune ključne razlike, začenši s pregledom njunih osnovnih načel.

Shunt kapacitorji

Shunt kapacitor se nanaša na en sam kapacitor ali skupino kapacitorjev (imenovano banka kapacitorjev), povezanih vzporedno z energijskim sistemom. S tem se izboljša faktor moči in operativna učinkovitost sistema, tako da se odškoduje induktivne obremenitve, kar vodi k izboljšanju faktorja moči sistema.

Večina obremenitev v električnem energijskem sistemu, kot so električne strojne naprave, transformatorji in releji, prikazujejo induktivne lastnosti, ki prispevajo induktivni reaktivni upor skupaj z induktivnostjo prenosnih linij. Induktivnost povzroča, da tok zapade za napetostjo, kar povečuje zapadajoč kot in zmanjšuje faktor moči sistema. To zapadajoči faktor moči vodi do tega, da obremenitev potrebuje več toka iz vira za isto močno oceno, kar povzroča dodatne izgube v prenosnih linijah kot toplota.

Kapacitivnost kapacitorja povzroča, da tok vodi napetost, kar mu omogoča, da zniža induktivni reaktivni upor v energijskem sistemu. Več kapacitorskih enot (banka kapacitorjev), povezanih vzporedno za izboljšanje faktorja moči, se imenujejo shunt kapacitorji.

Shunt reaktorji

Shunt reaktor je naprava, uporabljena v energijskih sistemih za stabilizacijo napetosti med spremembami obremenitve, s tem pa izboljša učinkovitost. Odškoduje kapacitivni reaktivni tok v prenosnih linijah, običajno se uporablja v prenosnih linijah z napetostjo 400 kV ali višjo.

Sestavljen je z enim navojem, ki je bodisi neposredno povezan z energijsko linijo ali s tretjim navojem trofaznega transformatorja, in absorpira reaktivni tok iz linij za izboljšanje učinkovitosti sistema.

Razlike med shunt kapacitorji in shunt reaktorji

Naslednja tabela podaja ključne primerjave med shunt reaktorji in shunt kapacitorji:

Primerjava med shunt kapacitorji in shunt reaktorji
Funkcija

• Shunt kapacitor: Osnovna funkcija je zagotavljanje reaktivnega toka električnemu sistemu, ki ga absorpirajo induktivne obremenitve (npr. motorji, transformatorji) za izboljšanje faktorja moči in učinkovitosti sistema.

• Shunt reaktor: Absorbira in nadzira pretok reaktivnega toka za izboljšanje učinkovitosti, stabilizacijo ravni napetosti in zmanjševanje premikov napetosti/transientov v omrežju.

Popravilo faktorja moči

• Shunt kapacitor: Direktno izboljša faktor moči s ponudbo kompenzacije reaktivnega toka.

• Shunt reaktor: Nedirektno izboljša faktor moči s stabilizacijo napetosti v prenosnih linijah.

Povezava

• Shunt kapacitor: Povezan direktno vzporedno z energijsko linijo.

• Shunt reaktor: Povezan bodisi direktno z energijsko linijo ali preko tretjega navoja trofaznega transformatorja.

Vpliv na napetost

• Shunt kapacitor: Lahko povzroči dvig napetosti med lahkimi obremenitvami zaradi vnosa reaktivnega toka.

• Shunt reaktor: Ustvarja malenkosten padec napetosti zaradi induktivnega reaktivnega upora, ki uravnava prekomeren reaktivni tok.

Vpliv harmonik

• Shunt kapacitor: Podvržen ustvarjanju resonantnih pogojev, ki amplificirajo harmonike napetosti.

• Shunt reaktor: Zmanjša in utiša harmonike, s tem izboljša kakovost energije.

Uporabe

• Shunt kapacitor: Široko uporabljen v industrijskih in trgovskih energijskih sistemih za popravilo faktorja moči v distribucijskih omrežjih.

• Shunt reaktor: Glavno uporabljen v visokonapetostnih (400 kV+) prenosnih linijah za stabilizacijo napetosti in utiševanje transienetov.

Zaključek

Oba, shunt kapacitorji in shunt reaktorji, optimizirata učinkovitost električnega energijskega sistema, vendar preko različnih mehanizmov: kapacitorji izboljšajo faktor moči s kompenzacijo induktivnih obremenitev, medtem ko reaktorji stabilizirajo napetost in utišujejo harmonike v prenosnih omrežjih. Njuna komplementarna vloga zagotavlja zanesljivo dostavo energije v različnih operativnih scenarijih.