Was sind Kondensatoren und Reaktoren?

Einführung in Kondensatoren und Reaktoren

Reaktanz umfasst induktive Reaktanz und kapazitive Reaktanz, und Reaktor umfasst induktive Reaktanz (Induktor) und kapazitive Reaktanz (Kondensator). Die Induktivität hat die Funktion, Wechselstrom und Gleichstrom zu blockieren. Das heißt, im Wechselstromkreis werden die Eigenschaften der induktiven Reaktanz genutzt, um niederfrequenten Gleichstrom durchzulassen und hochfrequenten Wechselstrom zu blockieren. Der Kondensator hat die Funktion, Wechselstrom zu verbinden und Gleichstrom zu isolieren, d. h. im Wechselstromkreis wird die Frequenzcharakteristik der kapazitiven Reaktanz verwendet, um „hochfrequenten Wechselstrom zu verbinden und niederfrequenten Gleichstrom zu blockieren“.

Kondensatoren sind kapazitive Lasten, die hauptsächlich zur  Blindleistungskompensation  und Energiespeicherung eingesetzt werden.

 

Funktion der Kapazität

Kondensatoren sind das am häufigsten verwendete Bauteil im Schaltungsdesign und gehören zu den passiven Komponenten. Kurz gesagt ist die aktive Komponente die Komponente, die eine Energiequelle (Stromquelle) benötigt, und die Komponente, die keine Energiequelle (Stromquelle) benötigt, ist die passive Komponente. Auch in Hochgeschwindigkeitsschaltungen spielen Kondensatoren oft eine wichtige Rolle. Es gibt viele Arten von Funktionen und Verwendungsmöglichkeiten von Kondensatoren. Zum Beispiel: die Rolle von Bypass, Entkopplung, Filterung und Energiespeicherung; Bei der Vervollständigung von Schwingung, Synchronisation und Zeitkonstante.

 

 

Im Allgemeinen bezieht sich der von uns häufig verwendete Kondensator auf den Parallelkondensator, der zur Blindleistungskompensation verwendet wird. Im Allgemeinen müssen wir nur auf drei Parameter des Leistungskondensators achten: die Nennspannung, die Nennkapazität und den Kompensationstyp des Kondensators.

 

Nennspannung

Im Allgemeinen wird die Nennspannung des Teilkompensationskondensators anhand der Fotospannung und die Nennspannung des gemeinsamen Kompensationskondensators anhand der Netzspannung berechnet. Im Allgemeinen müssen Kondensatoren mindestens der 1,1-fachen Arbeitsspannung standhalten. Nehmen Sie als Beispiel 400 V, 400 V x 1,1 = 440 V. Daher beträgt die Nennspannung gemeinsamer gemeinsamer Kompensationskondensatoren 440 V oder 450 V und die Nennspannung von Teilkompensationskondensatoren beträgt 250 V.

 

Funktion des Reaktors

Reaktoren werden auch Induktoren genannt. Wenn ein Leiter unter Spannung steht, erzeugt er in einem bestimmten Raum, den er einnimmt, ein Magnetfeld. Daher haben alle elektrischen Leiter, die Strom führen können, eine allgemeine Induktivität. Allerdings ist die Induktivität des langen elektrifizierten geraden Leiters gering und das erzeugte Magnetfeld ist nicht stark.

Daher ist der eigentliche Reaktor ein um eine Spule gewickelter Draht, der als Luftkernreaktor bezeichnet wird; Um diesem Magneten eine größere Induktivität zu verleihen, wird manchmal ein Eisenkern in den Magneten eingesetzt, der als Eisenkernreaktor bezeichnet wird.

Die im Stromnetz üblicherweise verwendeten Reaktoren sind Reihenreaktoren und Parallelreaktoren. Die Reihendrossel wird hauptsächlich zur Begrenzung des Kurzschlussstroms verwendet, außerdem wird sie in Reihe oder parallel zum Kondensator im Filter verwendet, um die höheren Harmonischen im Stromnetz zu begrenzen.

Reaktoren in 220-kV-, 110-kV-, 35-kV- und 10-kV-Stromnetzen werden zur Aufnahme kapazitiver Ladeblindleistung von Kabelleitungen eingesetzt. Die Betriebsspannung kann durch Anpassen der Anzahl der Paralleldrosseln angepasst werden. Der EHV-Nebenschlussreaktor hat verschiedene Funktionen zur Verbesserung des Blindleistungsbetriebs des Stromnetzes.

 

Wenn die Reihendrossel zur Blindleistungskompensation verwendet wird, wird sie hauptsächlich in Reihe mit dem Kondensator verwendet. Seine Hauptfunktion besteht darin, Oberwellen zu unterdrücken und eine Oberwellenverstärkung oder Resonanz zu verhindern, die durch den an den Stromkreis angeschlossenen Kondensator verursacht wird.

Bei Reihendrosseln müssen im Allgemeinen vier Parameter beachtet werden, nämlich die Nennspannung des passenden Kondensators, die Drosselkapazität, die Reaktanzrate und der Reaktanztyp.

 

 

Nennspannung des Stützkondensators

Wenn die Drossel in Reihe mit dem vorderen Ende des Kondensators geschaltet ist, wird die Arbeitsspannung des Kondensators erhöht, und der Erhöhungsfaktor = 1 / (1-Reaktanzrate).  Nimmt man als Beispiel eine Reaktanzrate von 7 %, beträgt die Nennspannung des Kondensators in einem 400-V-System 400 V x 1,1 / (1-7 %) ≈ 473 V, sodass die Nennspannung des allgemeinen Kondensators 480 V beträgt.

 

Reaktorkapazität

Reaktorkapazität = passende Kondensatorkapazität x Reaktanzrate. Wenn beispielsweise ein 50-kvar-Kondensator in Reihe mit einer 7-%-Drossel geschaltet ist, dann beträgt die Reaktorkapazität = 50 kvar x 7 % = 3,5 kvar.

 

Reaktanzrate

Das Reaktanzverhältnis bezieht sich auf das Verhältnis des Reaktanzwerts der Reihendrossel zum kapazitiven Reaktanzwert der Kondensatorbank. Die Reaktanzrate beeinflusst hauptsächlich die Abstimmfrequenz des Systems. Abstimmfrequenz = 50 Hz * Quadrat (1 / Reaktanzrate). Die Abstimmfrequenz der 7 %-Reaktanz beträgt etwa 189 Hz und die Abstimmfrequenz der 14 %-Reaktanz beträgt etwa 134 Hz. Wenn die Abstimmfrequenz kleiner als die harmonische Frequenz ist, kann die harmonische Unterdrückung unterdrückt werden. Daher können 7 % Reaktanz 5 und mehr Harmonische unterdrücken; 14 % Reaktanz können die 3. und höhere Harmonische unterdrücken.

 

 

 

 

Funktion des Kapazitätskompensationsschranks

Funktion und Arbeitsprinzip des Kondensatorkompensationsschranks Die Funktion des Kompensationsschranks ist: Der Strom ist der Spannung 90 Grad voraus, und die Parallelschaltung von Kondensatoren dient der Erhöhung der Netzspannung und der Reduzierung des  Blindleistungsverlusts  .

 

1. Im tatsächlichen Stromnetz sind die meisten Lasten Asynchronmotoren. Sein Ersatzschaltbild kann als Reihenschaltung aus Widerstand und Induktivität betrachtet werden. Der Phasenunterschied zwischen Spannung und Strom ist groß und der Leistungsfaktor niedrig. Nachdem der Kondensator parallel geschaltet wurde, gleicht der Strom des Kondensators einen Teil des Induktivitätsstroms aus, sodass der Induktivitätsstrom abnimmt, der Gesamtstrom abnimmt, die Phasendifferenz zwischen Spannung und Strom abnimmt und der Leistungsfaktor zunimmt.

 

2. Im Allgemeinen besteht der Niederspannungs-Kapazitätskompensationsschrank aus einem Schrankgehäuse, einer Sammelschiene, einem Leistungsschalter, einem Trennschalter, einem Thermorelais, einem Schütz, einem Blitzableiter, einem Kondensator, einer Drossel, Primär- und Sekundärleitern, einer Klemmenleiste und einer automatischen Kompensation des Leistungsfaktors Steuergerät, Schalttafelinstrument usw.

 

3. Neben ohmschen Lasten gehören die meisten elektrischen Geräte auch zu induktiven Lasten (z. B. Leuchtstofflampen, Transformatoren, Motoren und andere elektrische Geräte). Diese induktiven Lasten ändern die Spannungsphase der Stromversorgung (d. h. der Strom eilt der Spannung nach), sodass die Spannung stark schwankt, die Blindleistung zunimmt und eine große Menge elektrischer Energie verschwendet wird.

 

4. Wenn der Leistungsfaktor zu niedrig ist, ist der Ausgangsstrom des Netzteils zu groß und es kommt zu einer Überlastung. Das Computerkapazitätssteuerungssystem im Kapazitätskompensationsschrank kann die oben genannten Nachteile beheben. Es kann den Eingang der Anzahl der Kondensatorgruppen automatisch entsprechend der Änderung der Leistungslast einstellen, um den Strom zu kompensieren, um so eine große Menge an Blindstrom zu reduzieren, den Leistungsverlust der Leitung zu minimieren und eine hohe Qualität bereitzustellen Energiequelle.

 

 

YT Power Quality Solutions

 

 

Bei YT Electric sind wir auf die Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen spezialisiert, die perfekt zu den individuellen Anforderungen unserer Kunden passen. Im Mittelpunkt unseres Angebots steht unser hochmodernes Produkt zur Blindleistungskompensation: der SVG (Static Var Generator) der neuesten Generation .

 

Einführung der YTPQC-SVG-Technologie

 

Unser YTPQC-SVG basiert auf der Spannungsquellen-Invertertechnologie und nutzt fortschrittliche Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). Diese IGBTs modulieren präzise die Amplitude und Phase der AC-Spannungsausgabe des Wechselrichters, was eine außergewöhnliche Blindleistungskompensation ermöglicht und eine ausgeglichene dreiphasige Last gewährleistet. Mit IGBT-Schaltfrequenzen von bis zu 25,6 kHz reagiert der SVG schnell auf sich ändernde Blindlasten und bietet eine hochpräzise Kompensation. Dies macht es zur erstklassigen Lösung für diejenigen, die die ultimative Kontrolle beim Blindleistungsmanagement suchen. 

 

Kostengünstige Alternative: Hybride Blindleistungskompensation (HPFC)

 

Da wir den Bedarf an budgetfreundlichen und dennoch zuverlässigen Optionen erkennen, bieten wir das Hybrid Reactive Power Compensation System (HPFC) an. Dieses innovative System erfüllt die Nachfrage nach kontinuierlicher, kostengünstiger, hochzuverlässiger und leistungsstarker Blindleistungskompensation. Es kombiniert auf raffinierte Weise TSC (Thyristor Switched Capacitor in Parallel) mit der SVG-Technologie und bildet so ein Hybridsystem, das die Leistung optimiert.

 

Wie funktioniert HPFC?

 

Das HPFC-System integriert auf raffinierte Weise diskrete TSC-Einheiten mit einem kontinuierlichen SVG-Subsystem. Durch die Implementierung dualer Hybrid-Steuerungsstrategien, die von Expertenalgorithmen zur Entscheidungsfindung gesteuert werden, koordiniert es die Kondensatorschaltaktivität im TSC harmonisch mit der reaktionsschnellen Kompensation des SVG. Diese Synergie maximiert die Vorteile beider Technologien und gewährleistet eine optimale Kompensation bei gleichzeitiger Beibehaltung der Effizienz.

 

Effizienzsteigerung durch maschinelles Lernen

 

 

Wir blicken in die Zukunft und wenden Methoden des maschinellen Lernens auf unser HPFC-System an. Dieser Ansatz minimiert unnötiges Kondensatorschalten, verlängert dadurch die Lebensdauer der Geräte und verbessert die Robustheit des Gesamtsystems. Bei YT Electric sind wir bestrebt, sowohl Innovation als auch Mehrwert zu liefern und sicherzustellen, dass jede von uns angebotene Lösung perfekt zu Ihren betrieblichen Anforderungen und finanziellen Überlegungen passt.