Кондензаторска банка: дефиниција, употреба и предности
Кондензаторска банка е група од неколку кондензатори со иста вредност кои се поврзуваат во серија или паралелно за чување на електрична енергија во електрични систем за енергија. Кондензаторите се уреди кои можат да чуваат електрична количина креирајќи ја електрично поле помеѓу две метални плати раздвоени со изолаторски материјал. Кондензаторските банки се користат за различни цели, како поправка на фактор на моќта, регулација на напонот, филтрирање на хармонии и подавање на преминати процеси.
Што е фактор на моќта?
Факторот на моќта е мера за тоа колку ефикасно AC (алтернативна струја) систем за енергија користи доставената моќ. Дефиниран е како однос на реална моќ (P) до видлива моќ (S), каде што реалната моќ е моќта која врши корисен работа во оптоварувањето, а видливата моќ е производ од напон (V) и струја (I) во колата. Факторот на моќта исто така може да се изрази како косинус на аголот (θ) помеѓу напонот и струјата.
Фактор на моќта = P/S = VI cos θ
Идеалниот фактор на моќта е 1, што значи дека сеа доставена моќ се претвора во корисен работа, и нема реактивна моќ (Q) во колата. Реактивната моќ е моќта која тековно се движи надвор и назад меѓу изворот и оптоварувањето поради присуство на индуктивни или капацитивни елементи, како мотори, трансформатори, кондензатори, итн. Реактивната моќ не врши никаква работа, но причинува дополнителни губитоци и намалува ефикасноста на системот.
Реактивна моќ = Q = VI sin θ
Факторот на моќта на системот може да варира од 0 до 1, во зависност од типот и количеството оптоварување поврзано со него. Низок фактор на моќта покажува висока потреба за реактивна моќ и лоша употреба на доставената моќ. Висок фактор на моќта покажува ниска потреба за реактивна моќ и подобра употреба на доставената моќ.
Зошто е важна поправката на факторот на моќта?
Поправката на факторот на моќта е процесот на подобрување на факторот на моќта на системот со додавање или отстранување на извори на реактивна моќ, како кондензаторски банки или синхронни кондензатори. Поправката на факторот на моќта има неколку предности за утилитете и потрошувачите, како:
Намалување на губитоци во линиите и подобрување на ефикасноста на системот: Низок фактор на моќта значи висок проток на струја во системот, што го зголемува резистивните губитоци (I2R) и го намалува напонот на крајот на оптоварувањето. Со зголемување на факторот на моќта, протокот на струја се намалува, а губитоците се минимизираат, што резултира со повисок напон и подобра перформанса на системот.
Зголемување на капацитетот и надежноста на системот: Низок фактор на моќта значи висока потреба за видлива моќ од изворот, што ограничува количеството на реална моќ што може да се достави до оптоварувањето. Со зголемување на факторот на моќта, потребата за видлива моќ се намалува, а повеќе реална моќ може да се достави до оптоварувањето, што резултира со повисок капацитет и надежност на системот.
Намалување на тарифите и пени на утилитетите: Многу утилитети натпреваруваат дополнителни такси или налагани пени за потрошувачите со низок фактор на моќта, бидејќи тие го зголемуваат бремето на трансмисионите и дистрибутивните мрежи и го зголемуваат оперативните трошоци. Со зголемување на факторот на моќта, овие такси или пени можат да се избегнат или намалат, што резултира со пониски електрични фактури за потрошувачите.
Како функционира кондензаторската банка?
Кондензаторската банка функционира со доставување или апсорбирање на реактивна моќ до или од системот, во зависност од начинот на поврзување и локацијата. Постојат два главни типа кондензаторски банки: шунт кондензаторски банки и серијски кондензаторски банки.
Шунт кондензаторски банки
Шунт кондензаторските банки се поврзуваат паралелно со оптоварувањето или на специфични точки во системот, како подстанции или распределители. Тие доставуваат водечка реактивна моќ (позитивна Q) за да се аннулира или намали заблазданата реактивна моќ (негативна Q) причинета од индуктивни оптоварувања, како мотори, трансформатори, итн. Ова подобрува факторот на моќта на системот и намалува губитоците во линиите.
Шунт кондензаторските банки имаат неколку предности над други типови на уреди за компенсација на реактивна моќ, како:
Тие се относително едноставни, евтини и лесни за инсталација и одржување.
Тие можат да се вклучат или исклучат според варијацијата на оптоварувањето или барањето на системот.
Тие можат да се поделат на помали единици или стапки за да се обезбеди повеќе флексибилност и точност во контролата на реактивната моќ.
Тие можат да подобрат стабилноста и качеството на напонот на крајот на оптоварувањето со доставување на локална реактивна поддршка.
Сепак, шунт кондензаторските банки исто така имаат некои недостатоци или ограничувања, како:
Тие можат да причинат прекомерен напон или проблеми со резонанса ако не се правилно дизајнирани или координирани со други уреди во системот.
Тие можат да внесат хармонии или искривувања во системот ако не се правилно филтрирани или заштитени.
Тие можеби да не се ефективни за долги трансмисиони линии или распределени оптоварувања.
Серијски кондензаторски банки
Серијските кондензаторски банки се поврзуваат во серија со оптоварувањето или трансмисионата линија, намалувајќи ефективната импеданса на колата. Тие доставуваат заблаздана реактивна моќ (негативна Q) за да се аннулира или намали водечката реактивна моќ (позитивна Q) причинета од капацитивни оптоварувања, како долгите кабели, трансмисиони линии, итн. Ова подобрува регулацијата и стабилноста на напонот во системот.
Серијските кондензаторски банки имаат неколку предности над шунт кондензаторските банки, како:
Тие можат да зголемат капацитетот и ефикасноста на долгите трансмисиони линии со намалување на губитоците во линиите и падот на напонот.
Тие можат да намалат краткосрочниот проток на струја и ниво на дефект во системот со зголемување на импедансата на патот на дефектот.
Тие можат да подобрат транзиентниот одговор и демпинг на системот со намалување на природната фреквенција и осцилации.
Сепак, серијските кондензаторски банки исто така имаат некои недостатоци или ограничувања, како:
