كيفية تحديد حجم مولد القدرة غير الخطية (SVG) لمحطة مكثفات حالية

كيفية تحديد حجم مولد قدرة غير فعالة ثابت (SVG) لمجموعة مكثفات حالية: دليل عملي لنظام تصحيح معامل القدرة الهجين (PFC)

توفّر مجموعة المكثفات الحالية قدرة غير فعالة إجمالية اقتصادية ولكنها قد تواجه صعوبة مع الأحمال المتغيرة بسرعة، أو الأطوار غير المتساوية، أو الخطوات الكبيرة. إضافة مولد قدرة غير فعالة ثابت (SVG) يمكن أن يسد هذه الفجوة دون الحاجة إلى استبدال المعدات المفيدة.

يجب ألا يتطابق مولد القدرة غير الفعالة الثابت (SVG) تلقائياً مع إجمالي الطلب التفاعلي للمنشأة. ففي النظام الهجين، توفر مجموعة المكثفات متطلبات الأساس الثابتة بينما يتعامل الـ SVG مع الطلب المتبقي، أو سريع التغير، أو المتسابق، أو الخاص بأطوار معينة. ولذلك، يعتمد تحديد الحجم على بالكيلوفولت أمبير التفاعلي (kVAr) المتبقي المقاس - وليس على حجم المحول أو تصنيف لوحة اسم مجموعة المكثفات.

كيف يعمل نظام مجموعة المكثفات الهجينة ومولد القدرة غير الفعالة الثابت (SVG)؟

تزود مجموعة المكثفات القدرة غير الفعالة في خطوات ثابتة. على سبيل المثال، قد تقوم لوحة تصحيح معامل القدرة الأوتوماتيكي (APFC) بقوة 200 كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr) بتبديل تركيبات لمراحل بقوة 25 أو 50 كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr). يعمل هذا بشكل جيد مع الطلب الثابت.

لا يمكن لمجموعة المكثفات توفير قيم بين تركيبات خطواتها. كما تحد تأخيرات التبديل والتفريغ من استجابتها. قد تتسبب عملية متغيرة في ترك معامل القدرة أقل من المستهدف، أو دفعه ليكون متسابقاً، أو التسبب في عمليات تبديل متكررة.

يقوم مولد القدرة غير الفعالة الثابت (SVG) بحقن أو امتصاص التيار التفاعلي بشكل مستمر. تغطي مجموعة المكثفات الحمل الأساسي بينما يقوم الـ SVG بتقليم الخطأ المتبقي، مما يقلل من السعة النشطة المطلوبة مع الاحتفاظ بميزة التكلفة للمكثفات.

الخطوة 1: تحديد هدف تصحيح معامل القدرة

ابدأ بالهدف: تجنب رسوم الطاقة التفاعلية، أو إطلاق سعة المحول، أو تقليل تيار الم تغذي، أو تثبيت معامل القدرة أثناء الإنتاج.

لا تفترض أن القيمة 1.00 صحيحة دائماً. حدد هدفاً يلبي متطلبات التعريفة الجمركية والمعدات دون التسبب في معامل قدرة متسابق غير مرغوب فيه.

بالنسبة لنقطة تشغيل مستقرة، يمكن تقدير متطلبات التعويض النظرية باستخدام الصيغة التالية:

Qc = P × [tan(cos⁻¹ PF1) − tan(cos⁻¹ PF2)]

حيث:

• Qc هي التعويض المطلوب بالكيلوفولت أمبير التفاعلي (kVAr)

• P هي القدرة النشطة بالكيلوواط (kW)

• PF1 هو معامل القدرة المقاس قبل التصحيح

• PF2 هو معامل القدرة المطلوب

تُعد هذه الصيغة نقطة بداية؛ إذ لا يمكن لنقطة تشغيل واحدة تحديد حجم نظام ديناميكي.

الخطوة 2: قياس دورة الحمل الكاملة

قم بتسجيل القدرة بالكيلوواط (kW) ثلاثية الأطوار، والكيلوفولت أمبير التفاعلي (kVAr)، ومعامل القدرة، والجهد، التيار، وحالة خطوات المكثفات خلال دورة تمثيلية، بما في ذلك الذروات، والحمل الخفيف، وبدء تشغيل المحركات، والمعدات ذات الدورات السريعة.

قم بالتسجيل بسرعة كافية لالتقاط التغييرات التي تفوت وحدة تحكم الـ APFC. نادراً ما تكشف الفواتير أو قراءة يدوية واحدة عن ذروة الكيلوفولت أمبير التفاعلي (kVAr) المتبقي.

سجل ما إذا كان الكيلوفولت أمبير التفاعلي (kVAr) المتبقي متأخراً أم متسابقاً نظراً لاحتمالية حاجة الـ SVG لتوليد وامتصاص القدرة غير الفعالة.

الخطوة 3: التحقق من الإنتاج الحقيقي لمجموعة المكثفات الحالية

لا تطرح تصنيف لوحة اسم مجموعة المكثفات دون اختبارها. تأكد من سلامة الخطوات، والتركيبات المختارة، وحالة الملامسات (Contactors)، والفيوزات، والمكثفات، والمفاعلات.

يتغير إخراج المكثف مع الجهد والتردد. الوحدة المصنفة فوق جهد الناقل الفعلي تقدم كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr) أقل من لوحة اسمها. استخدم تيار المجموعة المقاس وبيانات التشغيل حيثما أمكن.

قرر ما إذا كنت ستصلح الخطوات غير المتاحة قبل تحديد الحجم. إن استخدام SVG بحجم أكبر من اللازم لإخفاء عيوب المجموعة يضيف تكلفة دون حلها.

الخطوة 4: حساب الكيلوفولت أمبير التفاعلي (kVAr) الديناميكي المتبقي

قيمة تحديد الحجم الأكثر فائدة هي القدرة غير الفعالة المتبقية عند نقطة الاقتران المشترك بعد تشغيل مجموعة المكثفات.

الكيلوفولت أمبير التفاعلي المتبقي (Residual kVAr) = الطلب التفاعلي للحمل − إخراج مجموعة المكثفات الفعلي

ارسم هذه القيمة بمرور الوقت. حدد أعلى قيمة متبقية متأخرة، وأكبر انحراف متسابق، والمدة، ومعدل التغير. يجب أن يغطي الـ SVG هذا النطاق ثنائي الاتجاه عند جهد التشغيل.

إذا كان الطلب المتبقي يتراوح من +80 كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr) متأخر إلى −25 كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr) متسابق، يجب أن يغطي الاختيار 80 كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr) من التصحيح السعوي وأن يمتص 25 كيلوفولت أمبير تفاعلي (kVAr). ضع في اعتبارك أيضاً عدم اليقين في القياس، والنمو المخطط له، والظروف المحيطة، وتخفيض التصنيف من قبل الشركة المصنعة.

هذا أكثر موثوقية من مطابقة تصنيف الـ SVG مع مجموعة المكثفات.

بيانات تحديد حجم الـ SVG وتأثيرها على الاختيار

الخطوة 5: اختر التعويض ثلاثي الأسلاك أو رباعي الأسلاك

يناسب جهاز SVG ثلاثي الأسلاك التصحيح المتوازن للأوجه الثلاثة. قد تتطلب الأحمال أحادية الوجه الكبيرة والتيارات غير المتساوية جهاز SVG رباعي الأسلاك مع تعويض مستقل للأوجه.

بالنسبة للاختيار رباعي الأسلاك، راجع الطلب المتبقي حدود المعدات لكل وجه، وليس فقط إجمالي الكيلو فولت أمبير المتفاعل. لا يعد جهاز SVG مرشحًا توافقيًا محايدًا بشكل تلقائي.

الخطوة 6: تحقق من التوافقيات قبل الاحتفاظ بالمجموعة

تتفاعل مجموعات المكثفات مع حث النظام وقد تزيد من خطر الرنين. راجع توافقيات الجهد التيار، وضبط المفاعلة، والأحمال غير الخطية قبل الاحتفاظ بالمجموعة.

يقوم جهاز SVG بتصحيح القدرة غير الفعالة بشكل أساسي. لا تعامله كفلتر هارمونيك نشط ما لم يكن مصنفًا لكلا الوظيفين. قد تتطلب مشاكل التوافقيات مرشحًا هارمونيكًا نشطًا (AHF)، أو مجموعة مفلترة، أو حلًا منسقًا.

الخطوة 7: تنسيق وضع محول التيار (CT) وإعدادات التحكم

يجب أن يقيس جهاز SVG الباقي الناتج عن الحمل والمجموعة، لذا فإن موقع محول التيار (CT)، والقطبية، وتتابع الأوجه، حدود وحدة التحكم أمور مهمة.

يجب أن تتعامل المجموعة مع التعويض الإجمالي الأبطأ بينما يصحح جهاز SVG الخطأ المتبقي. يمكن أن تتسبب نقاط ضبط المتعارضة في ملاحقة الخطوات، أو معامل قدرة رائد، أو تشغيل متعارض.

قم بإجراء التشغيل التجريبي تحت الحمل الثقيل، والحمل الخفيف، وأحداث التبديل. تحقق من معامل القدرة، والكيلو فولت أمبير المتفاعل المتبقي، وخطوات المجموعة، وتحميل جهاز SVG، تيار الأوجه.

الأسئلة الشائعة

هل يجب أن تساوي سعة جهاز SVG سعة مجموعة المكثفات؟

لا. قم بتحديد سعتها بناءً على الحد الأقصى المتبقي بعد تشغيل المجموعة السليمة. قد تكون سعتها أصغر بكثير من سعة المجموعة.

هل يمكن لجهاز SVG تصحيح التعويض الزائد من مجموعة المكثفات؟

نعم، ضمن سعتها ثنائية الاتجاه. لا يزال التعويض الزائد المستمر يتطلب مراجعة خطوات المكثفات، وإعدادات وحدة التحكم، وموضع محول التيار (CT)، وتشغيل الحمل الخفيف.

هل يمكن لمجموعة المكثفات الحالية أن تظل في الخدمة مع تشويه توافقي كلي (THDi) مرتفع؟

ليس بدون تقييم. تحقق من تيار التوافقيات، والرنين، وضبط المفاعلة، والجهد، والتحميل الحراري. لا يجعل جهاز SVG مجموعة غير مناسبة آمنة.

ما هي سعة جهاز SVG الاحتياطية التي يجب إضافتها؟

لا توجد نسبة مئوية عالمية. ضع في اعتبارك عدم يقين القياس، والأحمال المخططة، دورة التشغيل، ودرجة الحرارة، والجهد، وخفض تصنيف الشركة المصنعة. زيادة الحجم لا تحل مشاكل التنسيق.

الخاتمة

تحديد حجم جهاز SVG بجانب مجموعة موجودة هو عملية حساب الطلب المتبقي. قم بقياس دورة الحمل، وتأكيد خروج المجموعة الفعلية، وتحديد الكيلو فولت أمبير المتفاعل المتبقي المتأخر والرائد، والتحقق من عدم الاتزان، والجهد، ودرجة الحرارة، والتوافقيات.

يمكن للبنك توفير تعويض أساسي اقتصادي بينما يوفر SVG تصحيحاً سريعاً ومستمراً. يُعد وضع محولات التيار (CT) والضوابط المنسقة في غاية الأهمية مثل تصنيف كيلو فولت أمبير التفاعلي (kVAr).

YT Electricيمكنه مراجعة سجلات جودة الطاقة لديك، وتكوين بنك المكثفات، وملف كيلو فولت أمبير غير الفعال المتبقي (kVAr)، وطيف التوافقيات، خطط الأحمال المستقبلية للمساعدة في تحديد حجم وتكوين جهاز مولد الvars الثابت (SVG) لنظام موثوق لتصحيح معامل القدرة الهجين.