Tính Toán Bộ Nhiệt Độ Điều Chỉnh Cho Các Ngân Hàng Tụ Điện

Một phép tính bộ nhiệt độ điều chỉnh bắt đầu với công suất kvar tần số cơ bản yêu cầu, điện áp hệ thống và tần số, kết nối tụ, hệ số điều chỉnh đã chọn, và môi trường hài hòa đo được. Hệ số điều chỉnh là tỷ lệ của phản ứng cảm của bộ nhiệt độ so với phản ứng cảm của tụ tại tần số cơ bản. Từ đó, tần số cộng hưởng nối tiếp lý tưởng xấp xỉ tần số hệ thống chia cho căn bậc hai của tỷ lệ đó. Phép tính này chỉ là bước thiết kế ban đầu. Điện áp tụ tăng lên khi thêm bộ nhiệt độ, dung sai các thành phần làm dịch chuyển điểm điều chỉnh thực tế, và mạng có thể chứa các cộng hưởng song song. Xác nhận kết quả bằng dữ liệu của nhà sản xuất, nghiên cứu hài hòa, kiểm tra nhiệt và tải lỗi, cùng các tiêu chuẩn dự án áp dụng trước khi đặt hàng thiết bị.

Mục đích của việc điều chỉnh là gì

Một bộ nhiệt series thay đổi trở kháng của nhánh tụ để tần số cộng hưởng nối tiếp nằm dưới một bậc hài hòa gây rối. Trên tần số đó, nhánh hoạt động cảm hơn là một đường dẫn trở thấp hấp dẫn cho dòng hài cao hơn. Điều chỉnh là chiến lược chủ yếu để bảo vệ và kiểm soát cộng hưởng cho các ngân hàng chỉnh lưu công suất; nó không tự động là bộ lọc hài hòa đã được điều chỉnh với mục tiêu hấp thụ dòng điện đảm bảo. Mục tiêu thiết kế, phổ hài, trở kháng bus, và tiêu chí chấp nhận phải được xác định trước khi chọn tỷ lệ phần trăm.

Định nghĩa hệ số điều chỉnh

Giả sử p bằng XL chia cho XC tại tần số cơ bản, được biểu diễn dưới dạng thập phân. XL là phản ứng cảm của bộ nhiệt, còn XC là độ lớn phản ứng cảm của tụ trong nhánh series. Tần số cộng hưởng lý tưởng là fr = f1 / sqrt(p), trong đó f1 là tần số hệ thống. Ví dụ, p = 0.07 trên hệ thống 50 Hz cho ra giá trị lý tưởng gần 189 Hz. Phép tính này không cho phép sử dụng bộ nhiệt 7 phần trăm cho mọi nhà máy. Nó chỉ thể hiện mối quan hệ danh nghĩa. Các bộ nhiệt và tụ thực tế có dung sai, phụ thuộc nhiệt độ, và giới hạn sản xuất, trong khi mạng có trở kháng phụ thuộc tần số riêng của nó.

Tính dòng nhánh và phản ứng cảm của bộ nhiệt độ

Đối với nhánh ba pha cân bằng, bắt đầu từ công suất kvar yêu cầu của ngân hàng tụ tại bus và xác định xem đánh giá trích dẫn đề cập đến riêng tụ hay toàn bộ bộ nhiệt tụ. Trở kháng nhánh cơ bản là phản ứng cảm tụ ròng sau khi trừ phản ứng cảm của bộ nhiệt. Nếu công suất kvar của bộ tụ và điện áp dòng biết, tính dòng dòng bằng công thức I = Q / (sqrt(3) × VLL) cho tải ba pha cân bằng. Phân tích trở kháng trên mỗi pha bằng cách sử dụng kết nối delta hoặc wye thực tế, sau đó tách XL và XC dựa trên p đã chọn. Vì quy ước đánh giá khác nhau, hãy đối chiếu phép tính tay với bảng lắp ráp đầy đủ của nhà cung cấp.

Tính đến sự tăng điện áp của tụ

Bộ nhiệt gây ra điện áp đầu cuối của tụ vượt quá đóng góp của bus trong hoạt động tần số cơ bản. Một mối quan hệ lý tưởng đơn giản cho thấy điện áp tụ tăng khi hệ số điều chỉnh tăng. Do đó, tụ phải được chọn phù hợp với điện áp liên tục thực tế và áp lực dòng điện, bao gồm dung sai điện áp hệ thống, dòng hài hòa, nhiệt độ, và dung sai sản xuất. Không nên ghép bộ nhiệt với tụ chỉ dựa trên điện áp bus danh nghĩa và kvar. Yêu cầu bộ nhiệt tụ đã được phê duyệt và công suất lắp ráp đã công bố.

Bảng quyết định

Sử dụng hài hòa đo được và trở kháng mạng

Một tỷ lệ phần trăm được chọn theo thói quen có thể đẩy cộng hưởng vào vùng không thuận lợi. Thu thập phổ hài hòa dòng điện và điện áp dưới các trạng thái vận hành tiêu biểu, trở kháng của biến áp và máy phát, dữ liệu cáp nơi vật liệu, chi tiết ngân hàng hiện có, thông tin về bộ truyền động và bộ biến đổi, và nhiễu nền của hệ thống. Mô hình hóa cả nhánh nối tiếp và khả năng cộng hưởng song song với mạng lưới. IEEE 519 định nghĩa đánh giá hài hòa tại điểm kết nối chung, nhưng thiết kế thiết bị cũng cần dòng điện và điện áp của nhánh cục bộ. Giới hạn tuân thủ tại điểm kết nối không phải là quy tắc kích cỡ thành phần.

Kiểm tra dung sai và tuổi thọ

Dung dịch có thể thay đổi theo dung sai, nhiệt độ, tuổi thọ dịch vụ và các thành phần nội bộ hỏng. Độ cảm của cuộn phản ứng cũng có dung sai và có thể thay đổi theo dòng điện nếu thiết kế từ trường của nó gần đạt tới mức bão hòa. Những thay đổi này làm thay đổi tần số cộng hưởng và phân bố dòng điện. Đánh giá tổ hợp tồi nhất có thể xảy ra, không chỉ giá trị danh nghĩa. Thử nghiệm chấp nhận có thể bao gồm đo độ cảm, dung dịch, điện trở, cách điện, cân bằng pha và dòng điện phù hợp với thiết bị và quy trình. Duy trì các giá trị cơ sở để sau này kiểm tra có thể xác định sự lệch hướng.

Phối hợp chuyển đổi và bảo vệ

Một nhánh bị lệch tần số có các transients chuyển mạch, yêu cầu phóng điện, hành vi dòng khởi động và năng lượng lỗi ảnh hưởng đến bộ tiếp điểm hoặc công tắc, cầu chì, aptomat, dây dẫn và thời gian điều khiển. Xác nhận chuyển mạch nhiệm vụ tụ điện, bảo vệ nhiệt của bộ phản ứng nếu có, phối hợp quá dòng, thông gió hộp, và xả an toàn trước khi kết nối lại. Bộ phản ứng không thay thế bảo vệ chống ngắn mạch hoặc xem xét nhiệm vụ của thiết bị chuyển mạch. Nếu các giai đoạn có công suất không đều, ghi lại từng cặp phản ứng-tụ điện và tránh thay thế trong thực tế bằng thành phần không phù hợp.

Quy trình tính toán và sản phẩm bàn giao

Tập tin thiết kế nên ghi rõ điện áp hệ thống và tần số, công suất kvar lắp ráp yêu cầu, kết nối, lý do chọn p, đánh giá, công suất của tụ điện và phản ứng, dòng điện cơ bản tính toán, cơ sở tăng điện áp, các trường hợp nghiên cứu hài hòa, dung sai thành phần, giới hạn nhiệt, bảo vệ, nhiệm vụ chuyển mạch và các phép đo chấp nhận. Thêm dữ liệu tổ hợp được phê duyệt của nhà cung cấp và tham chiếu bản vẽ. Tính lại sau khi thay đổi kích thước biến áp, hoạt động của máy phát, tải phi tuyến lớn, tụ điện hiện có hoặc công suất giai đoạn. Sản phẩm bàn giao là thiết kế nhánh đã được xác minh, không chỉ là một tỷ lệ phần trăm và tần số.

Ví dụ kiểm tra đã thực hiện và giới hạn

Đối với hệ thống 50 Hz với p = 0.07, phép tính sàng lọc lý tưởng cho ra fr = 50 / √0.07, hoặc khoảng 189 Hz. Đối với bộ lắp ráp 100 kvar cân bằng tại 400 V, màn hình dòng điện dây dẫn lý tưởng là 100.000 / (√3 × 400), hoặc khoảng 144 A. Hai giá trị này không phải là đặc điểm kỹ thuật mua hàng. Công suất kvar của bộ lắp ráp đã khai báo có thể khác với công suất ghi trên nhãn của tụ điện, điện áp của tụ điện tăng qua tổ hợp nối tiếp, dòng hài tăng gây căng thẳng RMS, và dung sai làm thay đổi cộng hưởng. Chỉ sử dụng ví dụ này để kiểm tra đơn vị và quy mô, sau đó thay thế bằng nghiên cứu dự án và tổ hợp nhà sản xuất đã được phê duyệt.

Xác nhận nhánh đã lắp đặt sau khi cấp điện

Đo điện áp dây, dòng pha, cân bằng dòng điện, công suất hoạt động và phản ứng, điện áp đầu cuối của tụ điện khi quy trình phê duyệt cho phép. So sánh sự thay đổi công suất phản ứng đo được với công suất lắp ráp đã khai báo tại điện áp thực tế. Xem xét dòng hài trong nhánh phản ứng-tụ điện và biến dạng điện áp bus trong các trạng thái tải tiêu biểu, không chỉ ngay sau khi cấp nguồn. Sử dụng hình ảnh nhiệt hoặc cảm biến nhiệt sau thời gian tải đủ và so sánh các pha. Nghe tiếng ồn bất thường của phản ứng trong khi nhận biết rằng âm thanh đơn thuần không phải là phép đo chẩn đoán. Xác nhận thời gian tắt tối thiểu của bộ điều khiển và trình tự giai đoạn, sau đó lưu trữ các ghi nhận ban đầu về dung dịch, độ cảm, điện trở, dòng điện, nhiệt độ và hài hòa. Sự tăng dòng điện hoặc nhiệt độ sau này có thể được đánh giá dựa trên cơ sở dữ liệu đã ghi chép thay vì điều kiện bình thường giả định.

Vấn đề này có liên quan như thế nào đến thiết bị CNBYG?

Hướng dẫn này hỗ trợ các cuộc thảo luận về quy cách kỹ thuật và vận hành thử cho Bộ phản ứng nối tiếp Dòng sản phẩm. Dữ liệu sản phẩm phải được kiểm tra đối chiếu với điện áp hệ thống thực tế, cấu hình tải, phép đo hài hòa, thiết kế bảo vệ, điều kiện môi trường và các yêu cầu dự án áp dụng. Hãy chia sẻ sơ đồ một dòng và các phép đo đại diện trước khi yêu cầu đề xuất mô hình.

Hướng dẫn kỹ thuật của CNBYG liên quan

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

Nguồn thông tin và học tập thêm

The Hướng dẫn về các hệ thống động cơ của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ Giải thích nơi mà việc điều chỉnh hệ số công suất cố định và tự động có thể phù hợp với các mô hình tải công nghiệp. Bộ luật OSHA 1910.333 Cung cấp tiêu chuẩn cơ bản của Hoa Kỳ về các quy trình thực hành trong công việc khử điện và điện. IEEE 519 Đây là tiêu chuẩn tham chiếu của cơ quan quản lý về điều khiển hài hòa tại điểm kết nối chung. Áp dụng các phiên bản hiện hành và các yêu cầu địa phương cho dự án.

Học tập thêm: Giáo trình MIT OpenCourseWare, Bài giảng 4: Công suất. Bài giảng của MIT giải thích về hệ số công suất và sự biến dạng; nó không thay thế hướng dẫn sử dụng thiết bị riêng cho từng dự án.

Các câu hỏi thường gặp

Một bộ phản ứng tách rời 7 phần trăm có nghĩa là gì?

Nominally, reactor reactance is 7 percent of capacitor reactance at the fundamental frequency. It does not by itself define a safe application.

Làm thế nào để tính toán tần số cộng hưởng bị lệch?

Đối với nhánh nối tiếp lý tưởng, sử dụng fr = f1 chia cho căn bậc hai của p, với p nhập dưới dạng thập phân.

Does a detuned reactor remove all harmonics?

Không. Nó thay đổi trở kháng nhánh và giúp tránh cộng hưởng. Hiệu suất lọc hài yêu cầu một nghiên cứu và mục tiêu thiết kế rõ ràng.

Why must capacitor voltage rating be reviewed?

Bộ phản ứng nối tiếp làm tăng điện áp đầu cuối của tụ điện và dòng harmonic có thể gây thêm áp lực, vì vậy điện áp bus chỉ là không đủ.

Lưu ý kỹ thuật cuối cùng: Hãy coi các công thức và danh sách kiểm tra là các công cụ sàng lọc. Việc lắp đặt, bảo vệ, vận hành và thử nghiệm điện phải được thực hiện bởi nhân viên có trình độ chuyên môn, sử dụng các bản vẽ được phê duyệt, hướng dẫn sử dụng sản phẩm, các nghiên cứu và quy trình an toàn tại công trường.

For incoming measurements, review detuned-reactor inductance tolerance and test comparability.