గృహ లోడ్ల రియాక్టివ్ శక్తిని భర్తీ చేయడానికి కెపాసిటర్ల ఉపయోగం

విద్యుత్ సరఫరా వ్యవస్థ (SES) యొక్క సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే అనేక అంశాలలో, ప్రాధాన్యతా స్థలాలలో ఒకటి ఆక్రమించబడింది రియాక్టివ్ పవర్ పరిహారం సమస్య (KRM). అయినప్పటికీ, ఎక్కువగా సింగిల్-ఫేజ్, వ్యక్తిగతంగా స్విచ్డ్ లోడ్‌ను కలిగి ఉన్న యుటిలిటీ యూజర్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ నెట్‌వర్క్‌లలో, KRM పరికరాలు ఇప్పటికీ తక్కువగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

పట్టణ తక్కువ-వోల్టేజ్ పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌ల సాపేక్షంగా తక్కువ ఫీడర్‌లు, చిన్న (kVA యూనిట్లు) కనెక్ట్ చేయబడిన శక్తి మరియు లోడ్‌ల వ్యాప్తి కారణంగా, PFC సమస్య వారికి ఉనికిలో లేదని గతంలో నమ్ముతారు.

ఉదాహరణకు, అధ్యాయం 5.2 [1]లో ఇలా వ్రాయబడింది: "నివాస మరియు ప్రజా భవనాలకు రియాక్టివ్ లోడ్ పరిహారం అందించబడదు." గత దశాబ్దంలో రెసిడెన్షియల్ సెక్టార్ యొక్క 1 m2 కి విద్యుత్ వినియోగం మూడు రెట్లు పెరిగిందని మేము పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, పట్టణ మున్సిపల్ నెట్‌వర్క్‌ల పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల సగటు గణాంక సామర్థ్యం 325 kVA కి చేరుకుంది మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ పవర్ వినియోగ ప్రాంతం పైకి మార్చబడింది మరియు 250 … 400 kVA [2] లోపల ఉంది, అప్పుడు ఈ ప్రకటన సందేహాస్పదంగా ఉంది.

నివాస భవనం యొక్క ప్రవేశద్వారం వద్ద చేసిన లోడ్ గ్రాఫ్‌ల ప్రాసెసింగ్ చూపిస్తుంది: పగటిపూట పవర్ ఫ్యాక్టర్ (cosj) యొక్క సగటు విలువ 0.88 నుండి 0.97 వరకు ఉంటుంది మరియు దశల వారీగా 0.84 నుండి 0.99 వరకు ఉంటుంది. దీని ప్రకారం, రియాక్టివ్ పవర్ (RM) యొక్క మొత్తం వినియోగం 9 ... 14 kVAr నుండి మరియు దశల వారీగా 1 నుండి 6 kVAr వరకు మారుతుంది.

మూర్తి 1 నివాస భవనం ప్రవేశద్వారం వద్ద రోజువారీ RM వినియోగ గ్రాఫ్‌ను చూపుతుంది. మరొక ఉదాహరణ: సిజ్రాన్ పట్టణ గ్రిడ్ (STR-RA = 400 kVA, విద్యుత్ వినియోగదారులు ఎక్కువగా సింగిల్-ఫేజ్) TPలో సక్రియ మరియు రియాక్టివ్ విద్యుత్ యొక్క నమోదిత రోజువారీ (జూన్ 10, 2007) వినియోగం 1666.46 kWh మరియు 740.17 kvarh. (వెయిటెడ్ సరాసరి విలువ cosj = 0.91 — 0.65 నుండి 0.97 వరకు వ్యాప్తి) ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క తక్కువ లోడ్ ఫ్యాక్టర్‌తో కూడా — పీక్ అవర్స్‌లో 32% మరియు కనిష్ట కొలత వేళల్లో 11%.

అందువల్ల, యుటిలిటీ లోడ్ యొక్క అధిక సాంద్రత (kVA / km2) కారణంగా, SES యొక్క శక్తి ప్రవాహాలలో రియాక్టివ్ భాగం యొక్క స్థిరమైన ఉనికి, పెద్ద నగరాల పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌లలో గణనీయమైన విద్యుత్ నష్టాలకు దారితీస్తుంది మరియు వాటిని భర్తీ చేయవలసిన అవసరం ఉంది. ఉత్పత్తి యొక్క అదనపు వనరుల ద్వారా.

ఈ సమస్యను పరిష్కరించడంలో సంక్లిష్టత ఎక్కువగా వ్యక్తిగత దశలలో RM యొక్క అసమాన వినియోగం కారణంగా ఉంది (Fig. 1), ఇది ఒకదానిలో వ్యవస్థాపించబడిన రెగ్యులేటర్ ద్వారా నియంత్రించబడే మూడు-దశల కెపాసిటర్ బ్యాంకుల ఆధారంగా పారిశ్రామిక నెట్‌వర్క్‌లకు సాంప్రదాయ KRM ఇన్‌స్టాలేషన్‌లను ఉపయోగించడం కష్టతరం చేస్తుంది. పరిహారం పొందిన నెట్‌వర్క్ యొక్క దశలు.

పట్టణ థర్మల్ పవర్ స్టేషన్ల పవర్ రిజర్వ్‌ను పెంచడంలో మా విదేశీ సహోద్యోగుల అనుభవం ఆసక్తిని కలిగిస్తుంది. ముఖ్యంగా, విద్యుత్ పంపిణీ సంస్థ ఎడినోర్ యొక్క పరిణామాలు S.A.A. (పెరూ) (ఇది ఎండెసా గ్రూప్ (స్పెయిన్)లో భాగం, ఇది అనేక దక్షిణ అమెరికా దేశాలలో విద్యుత్ ఉత్పత్తి, ప్రసారం మరియు పంపిణీలో ప్రత్యేకత కలిగి ఉంది), KRM ప్రకారం వినియోగదారుల నుండి కనీస దూరంలో ఉన్న తక్కువ-వోల్టేజ్ పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌లలో [3]. Edeinor S.A.A. నుండి ఆర్డర్‌పై, తక్కువ-వోల్టేజ్ కొసైన్ కెపాసిటర్‌ల యొక్క అతిపెద్ద తయారీదారులలో ఒకటి-EPCOS AG సింగిల్-ఫేజ్ కెపాసిటర్‌ల శ్రేణిని హోమ్‌క్యాప్ [4] ప్రారంభించింది, ఇది చిన్న యుటిలిటీ లోడ్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌ల నామమాత్రపు సామర్థ్యం (Fig. 2) 5 నుండి 33 μF వరకు ఉంటుంది, ఇది PM యొక్క ప్రేరక భాగాన్ని 0.25 నుండి 1.66 kVAr వరకు భర్తీ చేయడం సాధ్యపడుతుంది (127 పరిధిలో 50 Hz మెయిన్స్ వోల్టేజ్ వద్ద. .. 380 V).

రీన్ఫోర్స్డ్ పాలీప్రొఫైలిన్ ఫిల్మ్ ఒక విద్యుద్వాహకము వలె ఉపయోగించబడుతుంది, ఎలక్ట్రోడ్లు మెటల్ని చల్లడం ద్వారా తయారు చేయబడతాయి - MKR టెక్నాలజీ (మెటలైజ్డ్ పాలీప్రొఫైలిన్ కున్స్ట్స్టాఫ్). విభాగం యొక్క వైండింగ్ ప్రామాణిక రౌండ్, లోపలి వాల్యూమ్ నాన్-టాక్సిక్ పాలియురేతేన్ సమ్మేళనంతో నిండి ఉంటుంది. EPCOS AG నుండి అన్ని కొసైన్ కెపాసిటర్‌ల మాదిరిగానే, హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్లు ప్లేట్‌లను స్థానికంగా నాశనం చేసిన సందర్భంలో "స్వీయ-స్వస్థత" యొక్క ఆస్తిని కలిగి ఉంటాయి.

కెపాసిటర్ల యొక్క స్థూపాకార అల్యూమినియం హౌసింగ్ వేడి-కుదించగల పాలీ వినైల్ ట్యూబ్ (Fig. 2) తో ఇన్సులేట్ చేయబడింది మరియు డబుల్ ఎలక్ట్రోడ్ బ్లేడ్‌ల టెర్మినల్స్ విద్యుద్వాహక ప్లాస్టిక్ క్యాప్ (ప్రొటెక్షన్ డిగ్రీ IP53)తో కప్పబడి ఉంటాయి, తద్వారా ఆపరేషన్ సమయంలో పూర్తి భద్రతకు హామీ ఇస్తుంది. ప్రామాణిక UL 810 (US భద్రతా ప్రయోగశాలలు) యొక్క సంబంధిత సర్టిఫికేట్ ద్వారా ధృవీకరించబడిన దేశీయ పర్యావరణం.

అంతర్నిర్మిత పరికరం, జాకెట్ లోపల అదనపు ఒత్తిడిని అధిగమించినప్పుడు సక్రియం చేయబడుతుంది, విభాగం యొక్క వేడెక్కడం లేదా హిమపాతం కూలిపోయిన సందర్భంలో స్వయంచాలకంగా కండెన్సర్‌ను మూసివేస్తుంది. HomeCap కెపాసిటర్ల యొక్క వ్యాసం 42.5 ± 1 mm, మరియు ఎత్తు, నామమాత్రపు సామర్థ్యం యొక్క విలువపై ఆధారపడి, 70 ... 125 mm. కండెన్సర్ హౌసింగ్ యొక్క నిలువు పొడిగింపు, అదనపు అంతర్గత ఒత్తిడికి వ్యతిరేకంగా రక్షణ విషయంలో, 13 మిమీ కంటే ఎక్కువ కాదు.

కెపాసిటర్ 1.5 mm2 క్రాస్-సెక్షన్ మరియు 300 లేదా 500 mm పొడవుతో రెండు-కోర్ ఫ్లెక్సిబుల్ కేబుల్‌తో అనుసంధానించబడి ఉంది [4]. కేబుల్ ఇన్సులేషన్ యొక్క అనుమతించదగిన తాపన - 105 ° C.

హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌ల ఆపరేషన్ -25 … + 55 ° C పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఇంటి లోపల సాధ్యమవుతుంది. నామమాత్ర సామర్థ్యం యొక్క విచలనం: -5 / + 10%. సక్రియ శక్తి నష్టాలు kvarకి 5 వాట్‌లకు మించవు. 100,000 గంటల వరకు సేవ జీవితం హామీ ఇవ్వబడింది.

హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌లను మౌంటు ఉపరితలంపై బిగించడం దిగువకు కనెక్ట్ చేయబడిన బిగింపు లేదా బోల్ట్ (M8x10)తో చేయబడుతుంది.

అంజీర్ లో. 3. మీటరింగ్ బాక్స్‌లో హోమ్‌క్యాప్ కండెన్సర్ యొక్క ఇన్‌స్టాలేషన్‌ను చూపుతుంది. కెపాసిటర్ (దిగువ కుడి మూలలో) విద్యుత్ మీటర్ యొక్క టెర్మినల్స్కు కనెక్ట్ చేయబడింది

హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌లు IEC 60831-1 / 2 [4] అవసరాలకు పూర్తిగా అనుగుణంగా తయారు చేయబడ్డాయి.

Edeinor SAA ప్రకారం, [3] ఉత్తర లిమాలోని ఇన్‌ఫాంటాస్ జిల్లాలో 114,000 గృహాలలో మొత్తం 37,000 kvar సామర్థ్యంతో హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌ల సంస్థాపన పంపిణీ నెట్‌వర్క్ యొక్క సగటు శక్తి కారకాన్ని 0.84 నుండి 0.93కి పెంచింది, సుమారుగా 280 kWhకి ఆదా అవుతుంది. సంవత్సరం .ప్రతి కనెక్ట్ చేయబడిన kVAr RM లేదా సంవత్సరానికి మొత్తం 19,300 MWh. అదనంగా, గృహ లోడ్ యొక్క స్వభావంలో గుణాత్మక మార్పులను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం (ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణాల విద్యుత్ సరఫరాను మార్చడం, శక్తిని ఆదా చేసే దీపాల క్రియాశీల బ్యాలస్ట్‌లు), మెయిన్స్ వోల్టేజ్ యొక్క సైనూసోయిడాలిటీ యొక్క వక్రీకరణ, అదే సమయంలో హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌ల సహాయంతో, హార్మోనిక్ భాగాల స్థాయిని తగ్గించడం సాధ్యమైంది - THDU సగటు 1%.

పట్టణ ప్రాంతాలకు విరుద్ధంగా, గ్రామీణ తక్కువ-వోల్టేజీ పంపిణీ నెట్‌వర్క్‌ల కోసం RPC అవసరం ఎప్పుడూ ప్రశ్నించబడలేదు [5] ఎందుకంటే RM ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం పొడిగించిన ఓపెన్ (చెట్టు లాంటి) హై-వోల్టేజ్ లైన్ (OHL) ద్వారా శక్తి వినియోగం 6 (10) kV యొక్క వోల్టేజ్ అత్యధికం [6]. అదే సమయంలో, ఎలక్ట్రికల్ రిసీవర్ల అనుసంధాన సామర్థ్యానికి KRM నిధుల సరిపోని నిష్పత్తి పూర్తిగా ఆర్థిక కారణాల ద్వారా వివరించబడింది. అందువల్ల, గ్రామీణ యుటిలిటీ మరియు గృహ మరియు చిన్న (140 kW వరకు) పారిశ్రామిక వినియోగదారుల యొక్క SPP కోసం, KRM యొక్క చౌకైన సంస్కరణను ఎంచుకునే ప్రశ్న ప్రాధాన్యతనిస్తుంది.

గ్రామీణ తక్కువ-వోల్టేజ్ నెట్‌వర్క్‌లలో నేరుగా 80% RPC యొక్క సిఫార్సును ఆచరణాత్మకంగా అమలు చేయడంలో సాంకేతిక ఇబ్బందులలో ఒకటి [5] ఓవర్‌హెడ్ లైన్‌ల సంస్థాపనకు తగిన కెపాసిటర్లు లేకపోవడం.లెక్కల ప్రకారం, మిశ్రమానికి 50 kW క్రియాశీల శక్తితో HV 0.4 kV ద్వారా ప్రసార సమయంలో అవశేష (అధిక నష్టపరిహారాన్ని అనుమతించడం లేదు) RM యొక్క సగటు విలువ, యుటిలిటీ లోడ్ యొక్క ప్రాబల్యం (40% కంటే ఎక్కువ) 8 kvar , కాబట్టి, అటువంటి కెపాసిటర్ల యొక్క సరైన నామమాత్రపు RM కొన్ని పదుల kvar లోపల ఉండాలి.

EPCOS AG ద్వారా తయారు చేయబడిన PoleCap® సిరీస్ కెపాసిటర్లు (Fig. 4) ఆధారంగా పవర్ కంపెనీ జైపూర్ విద్యుత్ విత్రన్ నిగమ్ లిమిటెడ్ ద్వారా జైపూర్ (రాజస్థాన్, భారతదేశం) లో తక్కువ-వోల్టేజ్ నెట్‌వర్క్‌ల ఓవర్‌హెడ్ లైన్‌లలో ఉపయోగించిన KRM వ్యవస్థను పరిగణించండి. 25-500 kVA ఒకే శక్తితో 4600 ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు 11 / 0.433 kV స్థాపిత సామర్థ్యంతో సుమారు 1000 MVA కలిగి ఉన్న SPP యొక్క పర్యవేక్షణ చూపించింది: ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల వేసవి లోడ్ 506 MVA (430 MW), శీతాకాలం - 353 MVA (300 MW); బరువున్న సగటు cosj - 0.85; మొత్తం నష్టాలు (2005) — విద్యుత్ సరఫరా పరిమాణంలో 17%.

KRM పైలట్ ప్రాజెక్ట్ సమయంలో, 13375 PoleCap కెపాసిటర్లు తక్కువ వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లకు కనెక్షన్ నోడ్‌లలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడ్డాయి, నేరుగా 0.4 kV ఓవర్‌హెడ్ లైన్‌ల మద్దతుపై, మొత్తం RM 70 MVAr. సహా: 13000 5 kvar కెపాసిటర్లు; 250 - 10 kvar; 125 - 20 చ.మీ. ఫలితంగా, cosj విలువ 0.95కి పెరుగుతుంది మరియు నష్టాలు 13%కి తగ్గుతాయి [7].

ఈ కెపాసిటర్లు (Fig. 4 మరియు Fig. 5) MKR / MKK (Metalized Kunststoff Kompakt) సాంకేతికత [8] ప్రకారం తయారు చేయబడిన మెటల్-ఫిల్మ్ కెపాసిటర్ల యొక్క బాగా నిరూపితమైన రకం యొక్క మార్పు - ఏకకాలంలో ప్రాంతాన్ని పెంచడం మరియు విద్యుత్తును పెంచడం MKR సాంకేతికత యొక్క లక్షణం వంపుల యొక్క చిన్న స్థానభ్రంశంతో వేయబడిన చలనచిత్రం యొక్క అంచుల యొక్క ఫ్లాట్ మరియు ఉంగరాల కట్ కలయిక కారణంగా, ఎలక్ట్రోడ్ల యొక్క పొర కాంటాక్ట్ మెటలైజేషన్ యొక్క బలం.అదనంగా, పోల్‌క్యాప్ సిరీస్‌లో అనేక మూడు-దశల కెపాసిటర్లు PM 0.5 ... 5 kVAr ఉన్నాయి, ఇవి సాంప్రదాయ MKR సాంకేతికత ప్రకారం తయారు చేయబడ్డాయి [8].

సిరీస్ MCC కెపాసిటర్‌ల యొక్క ప్రాథమిక రూపకల్పనకు మెరుగుదలలు నేరుగా (అదనపు కేసు లేకుండా) పోల్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌లను ఆరుబయట, తడిగా ఉన్న లేదా మురికి గదులలో ఇన్‌స్టాల్ చేయడం సాధ్యపడింది. కండెన్సర్ బాడీ 99.5% అల్యూమినియంతో తయారు చేయబడింది మరియు జడ వాయువుతో నిండి ఉంటుంది.

మూర్తి 5 చూపిస్తుంది:

• నిరోధక ప్లాస్టిక్ కవర్ (అంశం 1);

• హెర్మెటిక్‌గా సీలు చేయబడింది, చుట్టూ ప్లాస్టిక్ రింగ్ (pos. 5) మరియు ఎపోక్సీ సమ్మేళనం (pos. 7)తో నింపబడి, టెర్మినల్ బ్లాక్ వెర్షన్ (pos. 8) IP54 రక్షణ స్థాయిని అందిస్తుంది.

కనెక్షన్ (Fig. 5) మూడు సింగిల్-కోర్ 2-మీటర్ కేబుల్స్ (స్థానం 3) నుండి ఒక కేబుల్ సీల్ (స్థానం 2) మరియు కాంటాక్ట్ కనెక్షన్‌లను క్రిమ్పింగ్ మరియు టంకం చేయడం ద్వారా డిశ్చార్జ్ రెసిస్టర్‌ల సిరామిక్ మాడ్యూల్ (స్థానం 6) సీలింగ్ చేయడం ద్వారా తయారు చేయబడింది.

సౌలభ్యం కోసం దృశ్య నియంత్రణ అధిక పీడన రక్షణ ప్రేరేపించబడుతుంది, కండెన్సర్ హౌసింగ్ (స్థానం 4) యొక్క విస్తరించిన భాగంలో ప్రకాశవంతమైన ఎరుపు బ్యాండ్ కనిపిస్తుంది.

పరిసర ఉష్ణోగ్రతలో గరిష్టంగా అనుమతించదగిన వ్యత్యాసం -40 ... + 55 ° C [8].

KRM కెపాసిటర్లు తప్పనిసరిగా షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రవాహాల నుండి రక్షించబడాలని గమనించాలి (PUE Ch.5), విభాగం విచ్ఛిన్నం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన హోమ్‌క్యాప్ మరియు పోల్‌క్యాప్ కెపాసిటర్‌ల హౌసింగ్ లోపల ఫ్యూజ్‌లను నిర్మించడం మంచిది.

అధిక స్థాయి నెట్‌వర్క్ నష్టాలతో అభివృద్ధి చెందుతున్న దేశాలలో యుటిలిటీ నెట్‌వర్క్‌లలో KRM యొక్క అనుభవం, సాధారణ సాంకేతిక పరిష్కారాలు - ప్రత్యేక రకాల కొసైన్ కెపాసిటర్‌ల నియంత్రణ లేని బ్యాటరీలను ఉపయోగించడం - ఆర్థికంగా చాలా ప్రభావవంతంగా ఉంటుందని చూపిస్తుంది.

వ్యాస రచయిత: ఎ.షిష్కిన్

సాహిత్యం

1. పట్టణ విద్యుత్ నెట్వర్క్ల రూపకల్పనకు సూచనలు RD 34.20.185-94. ఆమోదించినది: 07.07.94న రష్యన్ ఫెడరేషన్ యొక్క ఇంధనాలు మరియు ఇంధన మంత్రిత్వ శాఖ, 05.31.94న RAO «UES ఆఫ్ రష్యా» 01.01.95న అమల్లోకి వచ్చింది.

2. Ovchinnikov A. పంపిణీ నెట్వర్క్లలో విద్యుత్ నష్టాలు 0.4 ... 6 (10) kV // ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ వార్తలు. 2003. నం. 1 (19).

3. పెరూ యొక్క ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌లలో పవర్ ఫ్యాక్టర్ యొక్క దిద్దుబాటు // EPCOS కాంపోనెంట్స్ #1. 2006

4. పవర్ ఫ్యాక్టర్ కరెక్షన్ కోసం హోమ్‌క్యాప్ కెపాసిటర్లు.

5. వ్యవసాయ అవసరాల కోసం వ్యవసాయ పరికరాలు మరియు విద్యుత్ నెట్‌వర్క్‌ల రూపకల్పనలో వోల్టేజ్ నియంత్రణ మరియు రియాక్టివ్ పవర్ పరిహారం యొక్క మార్గాల ఎంపిక కోసం మార్గదర్శకాలు. M.: సెలెనెర్గోప్రోక్ట్. 1978

6. షిష్కిన్ S.A. వినియోగదారుల రియాక్టివ్ పవర్ మరియు విద్యుత్ యొక్క నెట్‌వర్క్ నష్టాలు // ఎనర్జీ సేవింగ్ నం. 4. 2004.

7. జంగ్‌విర్త్ P. ఆన్-సైట్ పవర్ ఫ్యాక్టర్ కరెక్షన్ // EPCOS కాంపోనెంట్స్ నం. 4. 2005

8. బాహ్య తక్కువ వోల్టేజ్ PFC అనువర్తనాల కోసం PoleCap PFC కెపాసిటర్లు. EPCOS AG ద్వారా ప్రచురించబడింది. 03/2005. ఆర్డర్ నెం. EPC: 26015-7600.