Perhitungan Reaktor Detuned untuk Bank Kapasitor

Perhitungan reaktor detuned dimulai dengan kvar frekuensi dasar yang diperlukan, tegangan dan frekuensi sistem, sambungan kapasitor, faktor detuning yang dipilih, dan lingkungan harmonik yang diukur. Faktor detuning adalah rasio reaktansi reaktor terhadap reaktansi kapasitor pada frekuensi dasar. Darinya, frekuensi resonansi seri yang ideal adalah sekitar frekuensi sistem dibagi dengan akar kuadrat dari rasio tersebut. Perhitungan ini hanyalah tahap desain awal. Tegangan kapasitor meningkat ketika reaktor ditambahkan, toleransi komponen menggeser titik penyetelan aktual, dan jaringan dapat berisi resonansi paralel. Verifikasi hasilnya dengan data pabrikan, studi harmonik, pemeriksaan beban termal dan gangguan, serta standar proyek yang berlaku sebelum memesan peralatan.

Apa tujuan dari penalaan ulang

Reaktor seri mengubah impedansi dari cabang kapasitor sehingga frekuensi resonansi serinya berada di bawah tingkat harmonik yang mengganggu. Di atas frekuensi tersebut, cabang berperilaku secara induktif daripada sebagai jalur impedansi rendah yang menarik untuk arus harmonik orde tinggi. Detuning terutama merupakan strategi perlindungan dan kontrol resonansi untuk bank koreksi faktor daya; detuning bukanlah filter harmonik yang disetel secara otomatis dengan target penyerapan arus yang dijamin. Tujuan desain, spektrum harmonik, impedansi bus, dan kriteria penerimaan harus dinyatakan sebelum memilih persentase.

Definisi faktor detuning adalah perbandingan atau ukuran seberapa jauh frekuensi eksitasi menyimpang dari frekuensi resonansi suatu sistem.

Biarkan p sama dengan XL dibagi XC pada frekuensi fundamental, dinyatakan sebagai desimal. XL adalah reaktansi reaktor dan XC adalah besar reaktansi kapasitor pada cabang seri. Frekuensi resonansi ideal adalah fr = f1 / akar(p), di mana f1 adalah frekuensi sistem. Sebagai contoh, p = 0,07 pada sistem 50 Hz memberikan nilai ideal mendekati 189 Hz. Aritmatika tersebut tidak membenarkan penggunaan reaktor 7 persen untuk setiap instalasi. Itu hanya menunjukkan hubungan nominal. Reaktor dan kapasitor aktual memiliki toleransi, ketergantungan suhu, dan batas manufaktur, sementara jaringan memiliki impedansi yang bergantung pada frekuensinya sendiri.

Hitung arus cabang dan reaktansi reaktor

Untuk cabang tiga fasa yang seimbang, mulailah dari kvar bank kapasitor yang diperlukan pada bus dan identifikasikan apakah peringkat yang dikutip mengacu pada kapasitor saja atau rakitan reaktor-kapasitor yang lengkap. Impedansi cabang fundamental adalah reaktansi kapasitif neto setelah dikurangi reaktansi reaktor. Jika kvar rakitan dan tegangan saluran diketahui, hitung arus saluran menggunakan I = Q / (akar kuadrat(3) × VLL) untuk beban tiga fasa yang seimbang. Turunkan impedansi per fasa neto menggunakan sambungan delta atau wye aktual, lalu pisahkan XL dan XC menggunakan p yang dipilih. Karena konvensi peringkat berbeda, selaraskan perhitungan manual dengan tabel rakitan lengkap dari pemasok.

Perhitungkan kenaikan tegangan kapasitor

Reaktor menyebabkan tegangan terminal kapasitor melebihi kontribusi bus di bawah operasi frekuensi fundamental. Hubungan ideal yang disederhanakan menunjukkan bahwa tegangan kapasitor meningkat seiring bertambahnya faktor detuning. Oleh karena itu, kapasitor harus dipilih berdasarkan tegangan kontinu aktual dan tekanan arus, termasuk toleransi tegangan sistem, arus harmonik, suhu, dan toleransi manufaktur. Jangan pasangkan reaktor dengan kapasitor hanya berdasarkan tegangan bus nominal dan kvar. Minta kombinasi reaktor-kapasitor yang disetujui dan keluaran perakitannya yang dinyatakan.

Tabel keputusan

Gunakan harmonisa terukur dan impedansi jaringan

Persentase yang dipilih karena kebiasaan dapat memindahkan resonansi ke wilayah yang tidak menguntungkan. Kumpulkan spektrum harmonik tegangan dan arus di bawah status pengoperasian yang representatif, impedansi transformator dan generator, data kabel jika signifikan, detail bank kapasitor yang ada, informasi penggerak dan konverter, serta distorsi latar belakang utilitas. Modelkan cabang seri dan kemungkinan resonansi paralel dengan jaringan. IEEE 519 mendefinisikan evaluasi harmonik pada titik kopling bersama, tetapi desain peralatan juga memerlukan arus dan tegangan cabang lokal. Batas kepatuhan pada PCC bukanlah aturan penentuan ukuran komponen.

Periksa toleransi dan penuaan

Kapasitansi dapat berubah seiring dengan toleransi, suhu, penuaan masa pakai, dan elemen internal yang rusak. Induktansi reaktor juga memiliki toleransi dan dapat berubah seiring arus jika desain magnetiknya mendekati kejenuhan. Pergeseran ini mengubah frekuensi resonansi dan distribusi arus. Evaluasi kombinasi terburuk yang masih mungkin terjadi, bukan hanya nilai nominalnya. Pengujian penerimaan dapat mencakup pengukuran induktansi, kapasitansi, resistansi, insulasi, keseimbangan fasa, dan arus yang sesuai dengan peralatan dan prosedur. Pertahankan nilai dasar (baseline) agar pemeriksaan selanjutnya dapat mengidentifikasi pergeseran (drift).

Pergantian koordinat dan perlindungan

Cabang yang tidak disetel memiliki transien switching, persyaratan pengeluaran, perilaku inrush, dan energi gangguan yang memengaruhi kontaktor atau sakelar, sekring, pemutus arus, konduktor, dan waktu pengontrol. Konfirmasikan switching tugas kapasitor, perlindungan termal reaktor jika ada, koordinasi arus lebih, ventilasi enklosur, dan pengosongan yang aman sebelum penyambungan kembali. Reaktor tidak menggantikan perlindungan hubung singkat atau peninjauan tugas perangkat switching. Jika tahap memiliki peringkat yang tidak sama, dokumentasikan setiap pasang reaktor-kapasitor dan cegah substitusi di lapangan dengan komponen yang tidak cocok.

Alur kerja perhitungan dan hasil kerja

Berkas desain harus menyatakan tegangan dan frekuensi sistem, kvar rakitan yang diperlukan, sambungan, p dan rasional yang dipilih, fr ideal, rating kapasitor dan reaktor, arus fundamental yang dihitung, dasar kenaikan tegangan, kasus studi harmonisa, toleransi komponen, batas termal, proteksi, tugas switching, dan pengukuran penerimaan. Tambahkan data kombinasi yang disetujui pemasok dan referensi gambar. Hitung ulang setelah perubahan ukuran trafo, pengoperasian generator, beban nonlinier besar, kapasitor yang ada, atau rating tahap. Hasil yang harus diserahkan adalah desain cabang yang telah diverifikasi, bukan sekadar persentase dan frekuensi.

Contoh skrining dan batasan yang telah dikerjakan

Untuk sistem 50 Hz dengan p = 0,07, perhitungan penyaringan ideal menghasilkan fr = 50 / √0,07, atau sekitar 189 Hz. Untuk rakitan 100 kvar seimbang pada 400 V, saringan arus-saluran ideal adalah 100.000 / (√3 × 400), atau sekitar 144 A. Kedua nilai ini bukanlah spesifikasi pembelian. Kvar rakitan yang dinyatakan mungkin berbeda dari peringkat pelat nama kapasitor, kenaikan tegangan kapasitor pada kombinasi seri, arus harmonik meningkatkan tegangan RMS, dan toleransi menggeser resonansi. Gunakan contoh tersebut hanya untuk memeriksa satuan dan orde besaran, lalu gantilah dengan studi proyek dan kombinasi pabrikan yang disetujui.

Verifikasi cabang yang terpasang setelah energisasi

Ukur tegangan lini, arus fasa, keseimbangan arus, daya aktif dan reaktif, serta tegangan terminal kapasitor jika prosedur yang disetujui mengizinkan. Bandingkan perubahan daya reaktif terukur dengan output perakitan yang dinyatakan pada tegangan aktual. Tinjau arus harmonik pada cabang reaktor-kapasitor dan distorsi tegangan bus selama status beban representatif, tidak hanya segera setelah pemberian energi. Gunakan pencitraan termal atau sensor suhu setelah waktu pembebanan yang cukup dan bandingkan fasa-fasa tersebut. Dengarkan kebisingan reaktor yang tidak normal sembari menyadari bahwa suara saja bukanlah pengukuran diagnostik. Konfirmasikan waktu mati minimum dan urutan tahap pengontrol, lalu simpan catatan awal kapasitansi, induktansi, resistansi, arus, suhu, dan harmonik. Peningkatan arus atau suhu di kemudian hari kemudian dapat dievaluasi terhadap garis dasar yang didokumentasikan alih-alih kondisi normal yang diasumsikan.

Bagaimana topik ini terhubung dengan peralatan CNBYG

Panduan ini mendukung diskusi spesifikasi dan pengujian untuk Series reactor jalur produk. Data produk harus diperiksa terhadap tegangan sistem aktual, profil beban, pengukuran harmonik, desain proteksi, kondisi lingkungan, dan persyaratan proyek yang berlaku. Bagikan diagram garis tunggal dan pengukuran yang representatif sebelum meminta rekomendasi model.

Panduan teknik CNBYG terkait

• why series reactors are used in capacitor banks
• select detuning reactors from harmonic network evidence
• troubleshoot harmonic resonance after switching

Sumber dan pembelajaran lebih lanjut

Itu Panduan sistem yang digerakkan oleh motor Departemen Energi AS menjelaskan di mana koreksi faktor daya tetap (fixed) dan yang otomatis beralih (automatically switched) dapat disesuaikan dengan pola beban industri. OSHA 1910.333 menyediakan standar acuan AS untuk praktik pemutusan aliran listrik dan pekerjaan kelistrikan. IEEE 519 merupakan referensi badan standar untuk pengendalian harmonisa pada titik kopling bersama. Terapkan edisi terbaru dan persyaratan lokal untuk proyek tersebut.

Pembelajaran lanjutan: Kuliah MIT OpenCourseWare 4: Faktor Daya. Kuliah MIT menjelaskan tentang faktor daya dan distorsi; kuliah tersebut tidak menggantikan instruksi peralatan khusus proyek.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa yang dimaksud dengan reaktor *detuned* 7 persen?

Secara nominal, reaktansi reaktor adalah 7 persen dari reaktansi kapasitor pada frekuensi fundamental. Hal tersebut dengan sendirinya tidak menentukan aplikasi yang aman.

Bagaimana frekuensi resonansi terdetuning dihitung?

Untuk cabang seri ideal, gunakan fr = f1 dibagi dengan akar kuadrat dari p, dengan p dimasukkan sebagai desimal.

Apakah reaktor detuned menghilangkan semua harmonisa?

Tidak. Ini mengubah impedansi cabang dan membantu menghindari resonansi. Performa penyaringan harmonisa membutuhkan studi dan tujuan desain yang jelas.

Mengapa peringkat tegangan kapasitor harus ditinjau ulang?

Reaktor seri meningkatkan tegangan terminal kapasitor dan arus harmonik dapat menambah tekanan, sehingga tegangan bus saja tidak mencukupi.

Catatan teknik akhir: Perlakukan rumus dan daftar periksa sebagai alat penyaringan. Pemasangan, perlindungan, pengujian komisioning, dan pengujian dalam keadaan bertegangan harus dilakukan oleh personel berkualifikasi menggunakan gambar, manual produk, studi, dan prosedur keselamatan situs yang disetujui.