วิธีการสลับสำหรับการชดเชยพลังงานรีแอกทีฟของตัวเก็บประจุ

วิธีการสลับสำหรับการชดเชยกำลังรีแอกทีฟของตัวเก็บประจุเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพการชดเชย อายุการใช้งานของอุปกรณ์ และคุณภาพกำลังไฟฟ้าของโครงข่าย วัตถุประสงค์หลักคือการเปิดหรือปิดธนาคารตัวเก็บประจุอย่างรวดเร็ว แม่นยำ และราบรื่นตามการเปลี่ยนแปลงความต้องการพลังงานไฟฟ้ารีแอกทีฟของโหลด โดยหลีกเลี่ยง "การชดเชยที่เกิน-" หรือ "ต่ำกว่า-การชดเชย"

 

ต่อไปนี้เป็นวิธีการเปลี่ยนกระแสหลักและการเปรียบเทียบโดยละเอียด:

1. การจำแนกประเภทตามหลักการควบคุม

(1) แรงดันไฟฟ้า-การสลับตาม

● หลักการ: ตรวจสอบแรงดันบัสบาร์ ตัวเก็บประจุจะถูกเปิดทีละขั้น-ทีละ-เมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าขีดจำกัดล่างที่ตั้งไว้ และปิดทีละ-ทีละ-เมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินขีดจำกัดบนที่ตั้งไว้

● ข้อดี: ควบคุมง่าย ต้นทุนต่ำ

● ข้อเสีย: การควบคุมพลังงานปฏิกิริยาทางอ้อม อาจทำให้เกิดการทำงานผิดพลาด-เช่น การเปิดตัวเก็บประจุเมื่อโหลดเบาและความต้องการรีแอกทีฟต่ำแต่แรงดันไฟฟ้าต่ำ (ที่ปลายสายยาว) นำไปสู่การ-ชดเชยมากเกินไปและแรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น และในทางกลับกัน เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นปัญหาหลัก

● การใช้งาน: อุปกรณ์ธรรมดาในยุคแรกๆ หรือสถานีย่อยของผู้ใช้เฉพาะที่มีข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าที่เข้มงวด

(2) ตัวประกอบกำลัง-การสลับตาม

● หลักการ: ตรวจสอบค่าตัวประกอบกำลังของระบบ (PF) ตัวเก็บประจุจะเปิดเมื่อ PF ต่ำกว่าขีดจำกัดล่างที่ตั้งไว้ (เช่น 0.92 ล้าหลัง) และปิดเมื่อเกินขีดจำกัดบนที่ตั้งไว้ (0.98 ล้าหลัง)

● ข้อดี: ควบคุมพารามิเตอร์เป้าหมาย (PF) ได้โดยตรง เป็นวิธีการควบคุมที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งรับประกันผลการชดเชยและตรงตามข้อกำหนดด้านสาธารณูปโภคได้อย่างมีประสิทธิภาพ

● ข้อเสีย: อาจทำให้เกิดการสลับการสั่น ตัวอย่างเช่น ภายใต้โหลดที่เบา การเปิดแม้แต่แผงเก็บประจุที่เล็กที่สุดก็อาจเปลี่ยน PF จาก "ล้าหลัง" เป็น "นำ" ได้ทันที ทำให้ตัวควบคุมปิดสวิตช์ทันที ซึ่งนำไปสู่การวนซ้ำหลายครั้ง

● การใช้งาน: ตู้ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟสำหรับผู้ใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่

(3) กำลังรีแอกทีฟ-การสลับตาม

● หลักการ: ตรวจสอบกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ (Q) ของระบบแบบเรียลไทม์- แบตเตอรีตัวเก็บประจุจะเปิดขึ้นเมื่อกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่ต้องการเกินความจุของแบตเตอรีหนึ่ง และปิดสวิตช์เป็นอย่างอื่น

● ข้อดี: การควบคุมที่แม่นยำที่สุด การตอบสนองแบบไดนามิกที่ดี หลีกเลี่ยงการสลับการแกว่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถ "ชดเชยเฉพาะสิ่งที่จำเป็นเท่านั้น"

● ข้อเสีย: อัลกอริธึมของตัวควบคุมค่อนข้างซับซ้อน และค่าใช้จ่ายสูงกว่าเล็กน้อย

● การใช้งาน: สถานการณ์ที่ต้องการความแม่นยำในการชดเชยสูงและการเปลี่ยนแปลงโหลดบ่อยครั้ง มักใช้ร่วมกับ "ตัวประกอบกำลัง-การสลับตาม" (สามารถกำหนดลำดับความสำคัญได้)

(4) การสลับแบบผสม/แบบรวม

● หลักการ: รวมกลยุทธ์การควบคุมข้างต้นตั้งแต่สองวิธีขึ้นไปเข้ากับข้อจำกัดอื่นๆ (ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้า ขีดจำกัดกระแส ขีดจำกัดฮาร์มอนิก) ตัวอย่างเช่น การใช้กำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟเป็นเกณฑ์หลักในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบตัวประกอบกำลังและแรงดันไฟฟ้าด้วย โดยสั่งงานสวิตช์เมื่อตรงตามเงื่อนไขทั้งหมดเท่านั้น

● ข้อดี: มีสติปัญญาสูง ความสามารถในการปรับตัวสูง การดำเนินงานมีความเสถียรและเชื่อถือได้มากที่สุด

● ข้อเสีย: ตัวควบคุมที่ซับซ้อน ต้องมีการตั้งค่าพารามิเตอร์อย่างระมัดระวัง

● การใช้งาน: อุปกรณ์ชดเชยอัจฉริยะสมัยใหม่ การควบคุมที่ประสานงานกับ Active Power Filters (APF) / Static Var Generators (SVG)

 

2. การจำแนกประเภทตามอุปกรณ์สวิตช์ (กำหนดความเร็วและอายุการใช้งาน)

(1) คอนแทคสวิตช์(สวิตช์เครื่องกล) การสลับ

● วิธีการ: ใช้คอนแทคเตอร์ AC เป็นอุปกรณ์สวิตชิ่ง

● ข้อดี: ต้นทุนต่ำสุด เทคโนโลยีที่สมบูรณ์ บำรุงรักษาง่าย

● ข้อเสีย:

การตอบสนองช้า (หลายร้อยมิลลิวินาทีถึงวินาที) ไม่สามารถติดตามโหลดที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้

กระแสพุ่งสูง: สามารถสร้างกระแสไหลเข้าได้หลายสิบเท่าของกระแสไฟฟ้าที่กำหนดในระหว่างการปิด ซึ่งส่งผลกระทบต่อตัวเก็บประจุและกริด

อายุการใช้งานที่จำกัด: หน้าสัมผัสทางกลสึกหรอและไหม้ได้ง่ายเมื่อมีการเปลี่ยนสวิตช์บ่อยๆ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกิน

ไม่เหมาะกับการใช้งานบ่อยๆ

● การใช้งาน: สถานการณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงโหลดช้า (การเปลี่ยนแปลงรายวัน) และไม่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแบบไดนามิก (การใช้งานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมทั่วไปส่วนใหญ่)

คอนแทคเตอร์ AC ของเรามีดังต่อไปนี้:

หมายเลขรุ่น	พิกัดแรงดันไฟฟ้าฉนวน (V)	แรงดันไฟฟ้า(V)	จัดอันดับปัจจุบัน (A)	ภายใต้กระแสไฟ AC-6b (A)	ระยะยาว- จัดอันดับปัจจุบัน(A)	พิกัดการควบคุมความจุ (kvar)
ซีเจ19-25	690	230/400	25	17	25	12
ซีเจ19-32			32	23	32	16
ซีเจ19-43			46	29	43	20
ซีเจ19-63			63	46	63	30
ซีเจ19-95			95	63	95	44
ซีเจ19-115			115	95	115	60
ซีเจ19-150			150	115	150	80

 

(2) สวิตช์ไทริสเตอร์(โซลิด-สเตตรีเลย์) การสลับ

● วิธีการ: ใช้ไทริสเตอร์ป้องกัน-ขนาน (SCR) เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์แบบไม่สัมผัส-

● ข้อดี:

การสลับข้าม-เป็นศูนย์: เปิดที่แรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์-การสลับและปิดที่การสลับกระแสเป็นศูนย์- ส่งผลให้กระแสไฟเข้าน้อยที่สุดและไม่มีสวิตช์แรงดันไฟฟ้าเกิน

การตอบสนองที่รวดเร็วมาก (ระดับมิลลิวินาที<20ms), enabling dynamic compensation.

อายุการใช้งานยาวนาน ช่วยให้สามารถทำงานด้วยความถี่สูง-

● ข้อเสีย:

ค่าใช้จ่ายสูง

การสูญเสียโดยธรรมชาติ (ประมาณ. 1W/A) ต้องใช้ตัวระบายความร้อนและพัดลมระบายความร้อน

มีความไวต่อแรงดันและกระแสไฟกระชาก

● การใช้งาน: อุปกรณ์ชดเชยแบบไดนามิกสำหรับโหลดที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (เครื่องเชื่อม เครน โรงรีด)

(3) สวิตช์คอมโพสิต

● วิธีการ: ใช้ไทริสเตอร์และคอนแทคเตอร์แบบขนาน ไทริสเตอร์ทำการสวิตชิ่งข้าม-เป็นศูนย์ในขณะที่ทำงาน และหลังจากการนำที่เสถียร คอนแทคเตอร์จะปิดเพื่อส่งกระแสไฟในสถานะคงตัว- และไทริสเตอร์จะปิด

● ข้อดี: รวมข้อดีของทั้งสอง-ไม่มีกระแสไหลเข้า, การสูญเสียต่ำ (แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมคอนแทคเตอร์ในสถานะคงที่ต่ำมาก), ต้นทุนระหว่างทั้งสอง

● ข้อเสีย: โครงสร้างที่ซับซ้อน ความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับการประสานงานระหว่างองค์ประกอบทั้งสอง

● การใช้งาน: สถานการณ์ระหว่างการชดเชยแบบคงที่และแบบไดนามิก ซึ่งในปัจจุบันเป็นโซลูชันที่คุ้มค่าและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย-

 

3. จำแนกตามความเร็วการตอบสนองการชดเชย

● การชดเชยแบบคงที่: ใช้การสลับคอนแทคเตอร์ การตอบสนองช้า (วินาทีหรือมากกว่า) ใช้สำหรับชดเชยโหลดรีแอกทีฟพื้นฐานที่แปรผันอย่างช้าๆ

● การชดเชยแบบไดนามิก: ใช้ไทริสเตอร์หรือการสลับสวิตช์แบบไฮบริด การตอบสนองที่รวดเร็ว (มิลลิวินาทีถึงหลายร้อยมิลลิวินาที) ใช้สำหรับการชดเชยโหลดปฏิกิริยาประเภท-ที่ผันผวนอย่างรวดเร็ว

 

คำแนะนำโดยสรุปและการคัดเลือก

คุณสมบัติ	การสลับคอนแทคเตอร์	การสลับไทริสเตอร์	การสลับสวิตช์คอมโพสิต
ความเร็วในการสลับ	ช้า (วินาที)	เร็วมาก (มิลลิวินาที)	เร็ว (สิบมิลลิวินาที)
การไหลเข้า/แรงดันไฟฟ้าเกิน	สูง	น้อยที่สุด	น้อยที่สุด
การสูญเสีย	ต่ำ	ค่อนข้างสูง	ต่ำ
ค่าใช้จ่าย	ต่ำ	สูง	ปานกลาง
อายุการใช้งาน	สั้นกว่า (เครื่องกล)	ยาว	ค่อนข้างยาว
สถานการณ์การใช้งาน	การชดเชยแบบคงที่ โหลดที่มั่นคง	การชดเชยแบบไดนามิก โหลดที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว	ทางเลือก-การชดเชยแบบไดนามิก ต้นทุน-ที่คุ้มค่า

 

4. คู่มือการเลือก:

● กำหนดคุณลักษณะโหลด: วิเคราะห์ว่ารูปแบบการเปลี่ยนแปลงพลังงานรีแอกทีฟของโหลดช้า เป็นขั้น-เหมือน หรือผันผวนสูง

● กำหนดเป้าหมายการชดเชย: เป้าหมายหลักคือเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของตัวประกอบกำลัง ปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ หรือกรองฮาร์โมนิกส์

● ประเมินงบประมาณ: สร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและต้นทุน

● ตัวเลือกทั่วไป: สำหรับผู้ใช้ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ให้ใช้โซลูชัน jinneng "JKWF-32 ตัวควบคุมการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาบนตัวประกอบกำลัง/กำลังรีแอกทีฟ +สวิตช์คอมโพสิตวิธีการสลับ" เป็นทางเลือกหลักในการรักษาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ความเร็ว และราคา สำหรับสภาวะที่รุนแรง เช่น การรีดเหล็กหรือการเชื่อม ไทริสเตอร์บริสุทธิ์-สลับอุปกรณ์ชดเชยไดนามิกหรือขั้นสูงกว่าSVGจำเป็นต้องมีระบบ