Comment les réacteurs résolvent-ils le problème de l'explosion des condensateurs?

En tant que dispositif clé dans le système de compensation de puissance réactive, leréacteur en sérierepose sur les caractéristiques d'induction électromagnétique de la bobine d'inductance pour atteindre la gestion globale du réseau d'alimentation. Son système de valeurs fondamentaux est construit sur quatre dimensions techniques: supprimer les sources de pollution harmonique à haute fréquence par des barrières inductives; Construire une chaîne de compensation réactive dynamique pour stabiliser les fluctuations de tension; corriger avec précision les écarts du facteur de puissance; et établir un mécanisme de protection au niveau de l'équipement pour réduire les pertes. La synergie de ces fonctions optimise fondamentalement la qualité de l'énergie tout en réduisant les coûts de maintenance des équipements et les déchets d'énergie. Cet article analysera le chemin de mise en œuvre fonctionnelle du réacteur du point de vue des principes électromagnétiques et du contrôle du système.

Mécanisme de suppression harmonique

Les charges non linéaires telles que les onduleurs et les redresseurs dans le réseau électrique génèrent un riche spectre d'harmoniques d'ordre élevé, avec des caractéristiques typiques des courants de fréquence multiples entiers tels que les 5e (250Hz) et le 7e (350 Hz). La fonction essentielle du réacteur de la série est de construire un dispositif d'impédance sélectif en fréquence. Sa formule de réactance inductive xl = 2πfl montre que lorsque la valeur d'inductance l est constante, la réactance inductive augmente linéairement avec la fréquence f. Lorsque le taux de réactance est conçu pour être de 7%, l'impédance de la 5e harmonique est augmentée à 35 fois celle de la vague fondamentale, formant un fort canal d'atténuation pour un courant à haute fréquence. Le point de contrôle des clés est le réglage de la fréquence de résonance: la formule de calcul d'ingénierie F0 = 1 / (2π√lc) doit être ajustée en dessous de l'harmonique caractéristique la plus basse pour garantir que les caractéristiques d'impédance capacitive sont présentées dans la bande de fréquence harmonique. Dans le même temps, des feuilles en acier en silicium magnétique à densité à forte saturation sont utilisées pour maintenir la courbe d'aimantation dans la région linéaire dans des conditions de surcharge de 120%, et la fluctuation d'inductance est inférieure à ± 3%. Cette solution complète réduit le taux de distorsion harmonique totale du système de 35% à inférieur à 5%, et le taux d'élimination du risque de surtension résonnant dépasse 99,9%.

Mécanisme de stabilisation de tension

Lorsque la pénurie de puissance réactive du système provoque une chute de tension, la traditionnelleContacteur ACLe condensateur de puissance de commutation a un délai de réponse de 80-200 ms. Le système de compensation dynamique basé sur le réacteur repose sur trois innovations: l'utilisation du groupe de vannes de thyristor pour atteindre la vitesse de commutation du demi-cycle (10 ms); Configuration du circuit de détection différentielle DU / DT pour capturer 0,5% de changement de tension légère; et calculer la capacité de compensation en temps réel via la formule Δq = u²ωc. Lorsqu'une baisse de tension de 3% est détectée, le système de contrôle complète le traitement du signal, la génération de stratégie et la sortie d'impulsion de déclenchement dans les 15 ms, ce qui entraîne l'unité réactive-compacteur pour produire une puissance réactive précise. Ce processus donne un jeu complet aux caractéristiques de suppression du courant de l'Errush du réacteur, limitant le condensateur fermant le courant d'appel à 20 fois le courant nominal (les solutions conventionnelles atteignent 200 fois), tout en supprimant le taux de réactivation de l'arc de commutateur de 78%, contrôlant la déviation de tension dans la plage cible de ± 1%, et garantissant le fonctionnement continu des charges sensibles.

Path d'amélioration du facteur de puissance

Le composant de courant en retard causé par la charge inductive réduit le facteur de puissance à moins de 0,7. Le service d'alimentation électrique met en œuvre les récompenses et les pénalités conformément à la "méthode des frais d'électricité d'ajustement du facteur de puissance". Le mécanisme de correction du réacteur de la série est divisé en trois étapes: avant lecondensateur de puissanceest mis en usage, ses caractéristiques de réactance inductive limitent le pic de courant d'appel à un seuil sûr; Pendant le fonctionnement, un canal de filtre LC est formé pour comprimer le taux de distorsion de tension harmonique de fond de 15% à 3%; Le module de réglage automatique est configuré pour suivre en continu les modifications de charge et ajuster dynamiquement la configuration de commutation du condensateur via l'algorithme PID. Les données de fonctionnement réelles montrent que le système augmente le facteur de puissance de 0,8 à 0,99 en 200 ms et que la fluctuation à l'état d'équilibre est inférieure à 0,01. Les frais d'électricité mensuels moyens de puissance sont passés d'une amende de 20 000 dollars américains à une récompense de 10 000 à 20 000 dollars américains.

Réalisation de la fonction de protection de l'équipement

La perte d'équipement dans l'environnement harmonique provient de trois effets physiques: l'effet cutané fait une augmentation de la résistance au conducteur avec la racine carrée de la fréquence; La perte de courant de Foucault est proportionnelle au carré de fréquence; La perte d'hystérésis est proportionnelle à une amplitude de densité de flux magnétique et magnétique. Le réacteur agit comme un filtre harmonique, en atténuant la composante de 250 Hz de plus de 20 dB, réduisant la perte de charge de 1600kva transformateur de 12,7 kW. L'économie d'électricité annuelle équivalente est de 110 000 degrés, la hausse de la température de la tache chaude de l'enroulement est réduite de 23K, le taux de vieillissement de l'isolation est réduit à 1 / 3,7, la durée de vie de l'équipement est prolongée de 15 ans à 25 ans et la fréquence de maintenance des défauts est réduite de 68%.

Génération de valeur économique

Le modèle de prestations économiques du réacteur de la série comprend des avantages directs et indirects: dans un système de distribution de 1000 kVA, le contrôle harmonique réduit les pertes de transformateur et de ligne de 9,8 kW, ce qui permet d'économiser 86 000 kWh d'électricité par an; Le taux d'accident d'explosion du condensateur est nul, ce qui permet d'économiser en moyenne 10 000 $ en frais de pièces de rechange par an; L'élimination des pertes de temps d'arrêt équivaut à 40 000 $; Et le bonus du facteur de puissance a un revenu annuel de 5 000 $. La période de récupération d'investissement statique est de 2,3 ans, et le revenu total dans le cycle de vie de dix ans est de 7,1 fois le coût d'achat de l'équipement, un taux de rendement interne (IRR) dépassant 36%.

Conclusion

Leréacteur en sérieConstruit un système de gestion à quatre dimensions grâce au principe de l'induction électromagnétique: inductance variant en fréquence pour supprimer les harmoniques, une réponse rapide pour stabiliser la tension, un réglage dynamique pour corriger la puissance et la suppression des pertes pour prolonger la durée de vie de l'équipement. Sa mise en œuvre technique ne s'appuie pas sur des systèmes de contrôle complexes, mais sur la conception précise des paramètres d'inductance (optimisation des propriétés matérielles et le point de résonance du système pré-contrôle. Dans le processus de réduction des réseaux d'énergie industrielle vers l'ère de l'efficacité élevée de l'énergie, les réacteurs continuent de fournir des garanties de base et de reconstruire l'équation de l'équilibre entre la qualité de l'énergie et les avantages économiques.