Κατανεμητικό Φυλακίων: Ορισμός, Χρήσεις και Πλεονεκτήματα

Ένα σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων είναι ένα σύνολο πολλών καπακιτόρων του ίδιου ρυθμιστικού βαθμού που συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα για να αποθηκεύσουν ηλεκτρική ενέργεια σε ένα ηλεκτρικό σύστημα ενέργειας. Οι καπακίτοροι είναι συσκευές που μπορούν να αποθηκεύσουν ηλεκτρικό φορτίο δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ δύο μεταλλικών πινάκων που είναι διαχωρισμένοι από ένα απομαγνητιζόμενο υλικό. Τα συστήματα καταθέσεων καπακιτόρων χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς, όπως σωστοποίηση του συντελεστή ενέργειας, ρύθμιση της τάσης, φιλτράρισμα αρμονικών και καταστολή παρεμβολών.

Τι είναι ο συντελεστής ενέργειας;

Ο συντελεστής ενέργειας είναι μια μέτρηση του πόσο αποτελεσματικά χρησιμοποιείται η παρεχόμενη ενέργεια σε ένα σύστημα CA (εναλλασσόμενης ροής). Ορίζεται ως το λόγος της πραγματικής ενέργειας (P) προς την εμφανή ενέργεια (S), όπου η πραγματική ενέργεια είναι η ενέργεια που εκτελεί χρήσιμη εργασία στο φορτίο, ενώ η εμφανής ενέργεια είναι το γινόμενο της τάσης (V) και ροής (I) στο περίπου. Ο συντελεστής ενέργειας μπορεί επίσης να εκφραστεί ως ο συνημίτονος της γωνίας (θ) μεταξύ τάσης και ροής.

Συντελεστής ενέργειας = P/S = VI cos θ

Ο ιδανικός συντελεστής ενέργειας είναι 1, το οποίο σημαίνει ότι όλη η παρεχόμενη ενέργεια μετατρέπεται σε χρήσιμη εργασία και δεν υπάρχει ενεργή ενέργεια (Q) στο περίπου. Η ενεργή ενέργεια είναι η ενέργεια που κυκλοφορεί μεταξύ της πηγής και του φορτίου λόγω της παρουσίας ενδεκτικών ή καπακιτικών στοιχείων, όπως μοτέρες, μετατροπείς, καπακίτοροι κλπ. Η ενεργή ενέργεια δεν εκτελεί καμία εργασία, αλλά προκαλεί επιπλέον απώλειες και μειώνει την αποτελεσματικότητα του συστήματος.

Ενεργή ενέργεια = Q = VI sin θ

Ο συντελεστής ενέργειας ενός συστήματος μπορεί να είναι από 0 έως 1, ανάλογα με τον τύπο και το ποσό φορτίου που είναι συνδεδεμένο με αυτό. Ένας χαμηλός συντελεστής ενέργειας δείχνει υψηλή ζήτηση ενεργής ενέργειας και κακή χρήση της παρεχόμενης ενέργειας. Ένας υψηλός συντελεστής ενέργειας δείχνει χαμηλή ζήτηση ενεργής ενέργειας και καλύτερη χρήση της παρεχόμενης ενέργειας.

Γιατί είναι σημαντική η σωστοποίηση του συντελεστή ενέργειας;

Η σωστοποίηση του συντελεστή ενέργειας είναι ο προσανατολισμός που βελτιώνει τον συντελεστή ενέργειας ενός συστήματος με την προσθήκη ή αφαίρεση πηγών ενεργής ενέργειας, όπως συστήματα καταθέσεων καπακιτόρων ή συγχρονοί καπακίτοροι. Η σωστοποίηση του συντελεστή ενέργειας έχει πολλά οφέλη για την εταιρεία ενέργειας και τον καταναλωτή, όπως:

• Μείωση των απωλειών στις γραμμές και βελτίωση της αποτελεσματικότητας του συστήματος: Ένας χαμηλός συντελεστής ενέργειας σημαίνει υψηλή ροή στο σύστημα, η οποία αυξάνει τις απώλειες αντιστάσεως (I2R) και μειώνει το επίπεδο τάσης στο τέλος του φορτίου. Με την αύξηση του συντελεστή ενέργειας, η ροή μειώνεται και οι απώλειες ελαχιστοποιούνται, αποτελείται σε υψηλότερο επίπεδο τάσης και καλύτερη απόδοση του συστήματος.

• Αύξηση της δυνατότητας και αξιοπιστίας του συστήματος: Ένας χαμηλός συντελεστής ενέργειας σημαίνει υψηλή ζήτηση εμφανούς ενέργειας από την πηγή, η οποία περιορίζει το ποσό πραγματικής ενέργειας που μπορεί να παραδοθεί στο φορτίο. Με την αύξηση του συντελεστή ενέργειας, η ζήτηση εμφανούς ενέργειας μειώνεται και περισσότερη πραγματική ενέργεια μπορεί να παραδοθεί στο φορτίο, αποτελείται σε υψηλότερη δυνατότητα και αξιοπιστία του συστήματος.

• Μείωση των τελών και ποινών της εταιρείας ενέργειας: Πολλές εταιρείες επιβάλλουν επιπλέον τέλη ή ποινές σε καταναλωτές που έχουν χαμηλό συντελεστή ενέργειας, καθώς προκαλούν μεγαλύτερη βάρος στο δίκτυο μεταφοράς και κατανομής και αυξάνουν τους λειτουργικούς κόστη. Με την αύξηση του συντελεστή ενέργειας, αυτά τα τέλη ή ποινές μπορούν να αποφευχθούν ή να μειωθούν, αποτελείται σε χαμηλότερα λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας για τους καταναλωτές.

Πώς λειτουργεί ένα σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων;

Ένα σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων λειτουργεί παρέχοντας ή απορροφώντας ενεργή ενέργεια από το σύστημα, ανάλογα με τον τρόπο σύνδεσής του και τη θέση του. Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι συστημάτων καταθέσεων καπακιτόρων: σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων παράλληλα και σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων σε σειρά.

Σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων παράλληλα

Τα σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων παράλληλα συνδέονται παράλληλα με το φορτίο ή σε συγκεκριμένα σημεία του συστήματος, όπως υποσταθμείς ή γραμμές. Παρέχουν ενεργή ενέργεια (θετική Q) για να ακυρώσουν ή να μειώσουν την ενεργή ενέργεια (αρνητική Q) που προκαλείται από ενδεκτικά φορτία, όπως μοτέρες, μετατροπείς κλπ. Αυτό βελτιώνει τον συντελεστή ενέργειας του συστήματος και μειώνει τις απώλειες στις γραμμές.

Τα σύστημα καταθέσεων καπακιτόρων παράλληλα έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με άλλα είδη συστημάτων αντιστάσεως ενεργής ενέργειας, όπως:

• Είναι σχετικά απλά, φθηνά και εύκολα στην εγκατάσταση και την συντήρηση.

• Μπορούν να ενεργοποιηθούν ή να απενεργοποιηθούν ανάλογα με την μεταβολή του φορτίου ή της απαίτησης του συστήματος.

• Μπορούν να χωριστούν σε μικρότερες μονάδες ή βήματα για να παρέχουν περισσότερη ευελιξία και ακρίβεια στον έλεγχο της ενεργής ενέργειας.

• Μπορούν να βελτιώσουν τη σταθερότητα και ποιό