ما هي المكثفات والمفاعلات؟

مقدمة إلى المكثفات والمفاعلات

تشمل المفاعلة المفاعلة الحثية والمفاعلة السعوية، ويتضمن المفاعل المفاعلة الحثية (المحث) والمفاعلة السعوية (المكثف). المحاثة لها وظيفة حجب التيار المتردد وحجب التيار المستمر، أي أنه في دائرة التيار المتردد، يتم استخدام خصائص المفاعلة الحثية لتمرير التيار المستمر منخفض التردد وحظر التيار المتردد عالي التردد. يحتوي المكثف على وظيفة توصيل التيار المتردد وعزل التيار المستمر، أي أنه في دائرة التيار المتردد، يتم استخدام خاصية التردد للمفاعلة السعوية "لتوصيل التيار المتردد عالي التردد وحظر التيار المستمر منخفض التردد.

المكثفات هي أحمال سعوية، تستخدم بشكل رئيسي لتعويض  الطاقة التفاعلية  وتخزين الطاقة.

 

وظيفة السعة

المكثف هو الجهاز الأكثر شيوعًا في تصميم الدوائر وهو أحد المكونات السلبية. باختصار، المكون النشط هو المكون الذي يحتاج إلى مصدر طاقة (كهرباء)، والمكون الذي لا يحتاج إلى مصدر طاقة (كهرباء) هو المكون السلبي. تلعب المكثفات أيضًا دورًا مهمًا في الدوائر عالية السرعة. هناك أنواع عديدة من الوظائف والاستخدامات للمكثفات. مثل: دور الالتفافية والفصل والتصفية وتخزين الطاقة؛ في اكتمال التذبذب والتزامن وثبات الوقت.

 

 

وبشكل عام، يشير المكثف الذي نشير إليه غالبًا إلى المكثف الموازي المستخدم لتعويض القدرة التفاعلية. بشكل عام، نحتاج فقط إلى الانتباه إلى ثلاثة معلمات لمكثف الطاقة: الجهد المقنن، والسعة المقدرة، ونوع تعويض المكثف.

 

الفولطية

بشكل عام، يتم حساب الجهد المقنن لمكثف التعويض الجزئي وفقًا لجهد التصوير الفوتوغرافي، ويتم حساب الجهد المقنن لمكثف التعويض المشترك وفقًا لجهد الخط. بشكل عام، يجب أن تكون المكثفات قادرة على تحمل ما لا يقل عن 1.1 مرة من جهد التشغيل. خذ 400 فولت كمثال، 400vx1.1 = 440V. ولذلك، فإن الجهد المقنن لمكثفات التعويض المشتركة المشتركة هو 440 فولت أو 450 فولت، والجهد المقنن لمكثفات التعويض الجزئي هو 250 فولت.

 

وظيفة المفاعل

وتسمى المفاعلات أيضا المحاثات. عندما يتم تنشيط موصل، فإنه سيولد مجالا مغناطيسيا في مساحة معينة يشغلها. ولذلك، فإن جميع الموصلات الكهربائية التي يمكنها حمل التيار لديها إحساس عام بالتحريض. ومع ذلك، فإن محاثة الموصل المستقيم المكهرب الطويل صغيرة، والمجال المغناطيسي المتولد ليس قويًا.

ولذلك، فإن المفاعل الفعلي عبارة عن سلك ملفوف في ملف لولبي، وهو ما يسمى مفاعل قلب الهواء؛ في بعض الأحيان، من أجل جعل هذا الملف اللولبي يتمتع بمحاثة أكبر، يتم إدخال قلب الحديد في الملف اللولبي، وهو ما يسمى مفاعل القلب الحديدي.

المفاعلات الشائعة المستخدمة في نظام الطاقة هي المفاعلات المتسلسلة والمفاعلات المتوازية. يستخدم المفاعل المتسلسل بشكل أساسي للحد من تيار الدائرة القصيرة، ويستخدم أيضًا على التوالي أو بالتوازي مع المكثف الموجود في المرشح للحد من التوافقيات الأعلى في شبكة الطاقة.

تُستخدم المفاعلات في شبكات الطاقة 220 كيلو فولت، و110 كيلو فولت، و35 كيلو فولت، و10 كيلو فولت لامتصاص الطاقة التفاعلية السعوية لخطوط الكابلات. يمكن تعديل جهد التشغيل عن طريق ضبط عدد مفاعلات التحويل. يحتوي مفاعل التحويل EHV على وظائف مختلفة لتحسين التشغيل المتعلق بالطاقة التفاعلية لنظام الطاقة.

 

عندما يتم استخدام المفاعل المتسلسل لتعويض الطاقة التفاعلية، فإنه يستخدم بشكل أساسي على التوالي مع المكثف. وتتمثل وظيفتها الرئيسية في قمع التوافقيات ومنع التضخيم التوافقي أو الرنين الناجم عن المكثف المتصل بالدائرة.

بالنسبة للمفاعلات المتسلسلة، نحتاج بشكل عام إلى الاهتمام بأربعة معلمات، وهي الجهد المقنن للمكثف المطابق، وسعة المفاعل، ومعدل المفاعلة، ونوع المفاعلة.

 

 

الجهد المقدر للمكثف الداعم

عند توصيل المفاعل على التوالي مع الطرف الأمامي للمكثف، سيزداد جهد تشغيل المكثف، وعامل الزيادة = 1 / (1-معدل المفاعلة).  بأخذ معدل مفاعلة 7% كمثال، تحت نظام 400 فولت، الجهد المقنن للمكثف = 400 فولت × 1.1 / (1-7%) ≈ 473 فولت، وبالتالي فإن الجهد المقنن للمكثف العام هو 480 فولت.

 

سعة المفاعل

سعة المفاعل = مطابقة سعة المكثف × معدل التفاعل. على سبيل المثال، إذا تم توصيل مكثف 50 كيلو فولت على التوالي مع مفاعل 7%، فإن سعة المفاعل = 50 كيلو فولت × 7% = 3.5 كيلو فولت.

 

معدل التفاعل

تشير نسبة المفاعلة إلى نسبة قيمة مفاعلة المفاعل المتسلسل إلى قيمة مفاعلة السعة لبنك المكثف. يؤثر معدل التفاعل بشكل رئيسي على تردد ضبط النظام. تردد الضبط = 50 هرتز * sqrt (1 / معدل التفاعل). تردد ضبط المفاعلة 7% يبلغ حوالي 189 هرتز، وتردد ضبط المفاعلة 14% يبلغ حوالي 134 هرتز. عندما يكون تردد الضبط أقل من التردد التوافقي، يمكن قمع التوافقي. لذلك، يمكن لمفاعلة 7% أن تمنع 5 توافقيات أو أكثر؛ يمكن لمفاعلة 14% أن تمنع التوافقيات الثالثة وما فوقها.

 

 

 

 

وظيفة خزانة تعويض السعة

وظيفة ومبدأ عمل خزانة تعويض المكثف وظيفة خزانة التعويض هي: التيار يسبق الجهد بمقدار 90 درجة، ويتم استخدام التوصيل الموازي للمكثفات لزيادة جهد الخط وتقليل فقدان  الطاقة التفاعلية  .

 

1. في نظام الطاقة الفعلي، معظم الأحمال عبارة عن محركات غير متزامنة. يمكن اعتبار دائرتها المكافئة بمثابة دائرة متوالية من المقاومة والمحاثة. فرق الطور بين الجهد والتيار كبير ومعامل القدرة منخفض. بعد توصيل المكثف بالتوازي، فإن تيار المكثف سوف يعوض جزءًا من تيار الحث، بحيث ينخفض ​​تيار الحث، وينخفض ​​إجمالي التيار، وينخفض ​​فرق الطور بين الجهد والتيار، ويزداد عامل الطاقة.

 

2. بشكل عام، تتكون خزانة تعويض السعة ذات الجهد المنخفض من غلاف الخزانة، وقضيب التوصيل، وقاطع الدائرة، ومفتاح العزل، والمرحل الحراري، والموصل، ومانع الصواعق، والمكثف، والمفاعل، والموصلات الأولية والثانوية، والشريط الطرفي، والتعويض التلقائي لعامل الطاقة. جهاز التحكم، أداة اللوحة، الخ.

 

3. بالإضافة إلى الأحمال المقاومة، تنتمي معظم المعدات الكهربائية إلى الأحمال الحثية (مثل مصابيح الفلورسنت والمحولات والمحركات وغيرها من المعدات الكهربائية). تغير هذه الأحمال الحثية مرحلة الجهد لمصدر الطاقة (أي أن التيار يتخلف عن الجهد)، لذلك يتقلب الجهد بشكل كبير، وتزداد الطاقة التفاعلية، ويتم إهدار كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية.

 

4. عندما يكون عامل الطاقة منخفضًا جدًا، يكون تيار الإخراج لمصدر الطاقة كبيرًا جدًا ويحدث الحمل الزائد. يمكن لنظام التحكم في السعة بالكمبيوتر الموجود في خزانة تعويض السعة أن يحل العيوب المذكورة أعلاه. يمكنه ضبط إدخال عدد مجموعات المكثفات تلقائيًا وفقًا لتغير حمل الطاقة لتعويض التيار، وذلك لتقليل كمية كبيرة من التيار التفاعلي، وتقليل فقدان الطاقة للخط، وتوفير جودة عالية مصدر الطاقة.

 

 

YT لحلول جودة الطاقة

 

 

في YT Electric، نحن متخصصون في صياغة حلول مخصصة تناسب تمامًا المتطلبات الفريدة لعملائنا. من أهم ما نقدمه هو منتجنا المتطور لتعويض الطاقة التفاعلية: أحدث جيل من SVG (Static Var Generator) .

 

تقديم تقنية YTPQC-SVG

 

إن منتجنا YTPQC-SVG ، المبني على أساس تقنية عاكس مصدر الجهد، يستخدم ترانزستورات البوابة المعزولة ثنائية القطب المتقدمة (IGBTs). تقوم IGBTs هذه بتعديل سعة ومرحلة خرج جهد التيار المتردد للعاكس بدقة، مما يتيح تعويضًا استثنائيًا للطاقة التفاعلية ويضمن حملًا متوازنًا ثلاثي الطور. مع ترددات تحويل IGBT التي تصل إلى 25.6 كيلو هرتز، يتفاعل SVG بسرعة مع الأحمال التفاعلية المتغيرة، مما يوفر تعويضًا عالي الدقة. وهذا يجعله الحل الأول لأولئك الذين يسعون إلى التحكم المطلق في إدارة الطاقة التفاعلية. 

 

بديل فعال من حيث التكلفة: تعويض الطاقة التفاعلية الهجينة (HPFC)

 

إدراكًا للحاجة إلى خيارات صديقة للميزانية وموثوقة، فإننا نقدم نظام تعويض الطاقة التفاعلية الهجين، أو HPFC. يلبي هذا النظام المبتكر الطلب على تعويض الطاقة التفاعلية المستمر ومنخفض التكلفة والموثوقية العالية والقدرة العالية. فهو يجمع ببراعة بين TSC (مكثف الثايرستور المتوازي) مع تقنية SVG، مما يشكل نظامًا هجينًا يعمل على تحسين الأداء.

 

كيف يعمل HPFC？

 

يقوم نظام HPFC بدمج وحدات TSC المنفصلة ببراعة مع نظام فرعي SVG مستمر. من خلال تنفيذ استراتيجيات التحكم الهجينة المزدوجة المدفوعة بخوارزميات صنع القرار المتخصصة، فإنه ينسق بشكل متناغم نشاط تبديل المكثف في TSC مع التعويض المستجيب لـ SVG. يعمل هذا التآزر على زيادة فوائد كلتا التقنيتين إلى الحد الأقصى، مما يضمن التعويض الأمثل مع الحفاظ على الكفاءة.

 

تعزيز الكفاءة من خلال التعلم الآلي

 

 

من أجل احتضان المستقبل، فإننا نطبق منهجيات التعلم الآلي على نظام HPFC الخاص بنا. يقلل هذا الأسلوب من التبديل غير الضروري للمكثف، وبالتالي إطالة عمر المعدات وتحسين قوة النظام بشكل عام. في YT Electric، نسعى جاهدين لتقديم كل من الابتكار والقيمة، مما يضمن أن كل حل نقدمه مناسب تمامًا لاحتياجاتك التشغيلية والاعتبارات المالية.