커패시터 무효 전력 보상을 위한 스위칭 방법

커패시터 무효전력 보상을 위한 스위칭 방식은 보상 효과, 장비 수명, 계통 전력 품질을 결정하는 핵심 기술이다. 핵심 목표는 "과-보상" 또는 "보상 부족-"을 방지하면서 부하의 무효 전력 수요 변화에 따라 커패시터 뱅크를 빠르고 정확하고 원활하게 켜거나 끄는 것입니다.

 

다음은 주류 스위칭 방법과 자세한 비교입니다.

1. 제어 원리에 따른 분류

(1) 전압- 기반 스위칭

● 원리: 버스바 전압을 모니터링합니다. 커패시터는 전압이 설정된 하한값 아래로 떨어지면-단계적으로-켜지고, 설정된 상한값을 초과하면 단계적으로-꺼집니다-.

● 장점: 제어가 간단하고 비용이 저렴합니다.

● 단점: 간접 무효 전력 조절. 이는 부하가 가볍고 무효 수요가 낮지만 전압이 낮을 때(긴 라인 끝에서) 커패시터를 켜는 등 오작동을 일으킬 수 있으며, 이로 인해 과잉 보상이 발생하고 전압이 높아질 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 전압 레벨이 주요 관심사인 상황에 적합합니다.

● 응용 분야: 엄격한 전압 요구 사항이 있는 초기의 간단한 장치 또는 특정 사용자 변전소.

(2) 역률- 기반 스위칭

● 원리: 시스템 역률(PF)을 모니터링합니다. 커패시터는 PF가 설정된 하한(예: 0.92 지연) 아래로 떨어지면 켜지고 설정된 상한(0.98 지연)을 초과하면 꺼집니다.

● 장점: 목표 매개변수(PF)를 직접 제어합니다. 이는 현재 가장 일반적으로 사용되는 제어 방법으로 보상 결과를 효과적으로 보장하고 유틸리티 요구 사항을 충족합니다.

● 단점: 스위칭 발진이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 경부하에서는 가장 작은 커패시터 뱅크라도 켜면 PF가 즉시 "지연"에서 "선행"으로 변경되어 컨트롤러가 즉시 꺼지게 되어 사이클링이 반복될 수 있습니다.

● 응용 분야: 대부분의 산업 사용자를 위한 무효 전력 보상 캐비닛.

(3) 무효 전력- 기반 스위칭

● 원리: 시스템의 무효 전력(Q)을 실시간으로 모니터링합니다-. 필요한 무효 전력이 한 뱅크의 용량을 초과하면 커패시터 뱅크가 켜지고 그렇지 않으면 꺼집니다.

● 장점: 가장 정밀한 제어, 우수한 동적 응답, 스위칭 진동을 효과적으로 방지하여 "필요한 것만 보상"을 달성합니다.

● 단점: 컨트롤러 알고리즘이 상대적으로 복잡하고 비용이 약간 더 높습니다.

● 적용 분야: 높은 보상 정확도가 요구되고 부하 변동이 잦은 상황. 종종 "역률- 기반 스위칭"과 함께 사용됩니다(우선순위 설정 가능).

(4) 복합/통합 스위칭

● 원리: 위의 제어 전략 중 두 개 이상을 다른 제약 조건(전압 제한, 전류 제한, 고조파 제한)과 결합합니다. 예를 들어, 무효 전력을 주요 기준으로 사용하면서 역률 및 전압도 모니터링하여 모든 조건이 충족되는 경우에만 스위치를 실행합니다.

● 장점: 높은 지능, 강력한 적응성, 가장 안정적이고 신뢰할 수 있는 작동.

● 단점: 컨트롤러가 복잡하고 세심한 매개변수 설정이 필요합니다.

● 응용 분야: 현대 지능형 보상 장치, APF(Active Power Filters)/SVG(Static Var Generators)를 사용한 조정 제어.

 

2. 스위칭 장치에 따른 분류(속도 및 수명 결정)

(1) 접촉기 스위치(기계식 스위치) 스위칭

● 방법: AC 접촉기를 스위칭 장치로 사용합니다.

● 장점: 최저 비용, 성숙한 기술, 간단한 유지 관리.

● 단점:

느린 응답(수백 밀리초~초)으로 빠르게 변화하는 부하를 추적할 수 없습니다.

높은 돌입 전류: 닫는 동안 정격 전류의 수십 배에 달하는 돌입 전류를 생성하여 커패시터와 그리드에 영향을 미칠 수 있습니다.

제한된 수명: 빈번한 스위칭으로 인해 기계적 접점이 쉽게 마모되고 연소되어 과전압이 발생합니다.

빈번한 작동에는 적합하지 않습니다.

● 응용 분야: 부하 변화가 느리고(일일 변화) 동적 성능 요구 사항이 없는 상황(대부분의 상업 및 일반 산업 응용 분야).

당사의 AC 접촉기 모델은 다음과 같습니다.

모델 번호	정격절연전압(V)	정격전압(V)	정격전류(A)	AC-6b 미만 작동 전류(A)	장기- 정격전류(A)	정격제어용량(kvar)
CJ19-25	690	230/400	25	17	25	12
CJ19-32			32	23	32	16
CJ19-43			46	29	43	20
CJ19-63			63	46	63	30
CJ19-95			95	63	95	44
CJ19-115			115	95	115	60
CJ19-150			150	115	150	80

 

(2) 사이리스터 스위치(솔리드-상태 릴레이) 스위칭

● 방법: 역병렬 사이리스터(SCR)를-비접촉 전자 스위치로 사용-합니다.

● 장점:

제로{0}}전환 스위칭: 전압 제로 크로싱에서 스위치를 켜고-전류 제로 크로싱에서 끄기-하여 유입 전류를 최소화하고 스위칭 과전압이 발생하지 않습니다.

매우 빠른 응답(밀리초 수준,<20ms), enabling dynamic compensation.

수명이 길고 고주파 작동이-가능합니다.

● 단점:

높은 비용.

고유 손실(약. 1W/A)에는 방열판과 냉각 팬이 필요합니다.

전압 및 전류 서지에 민감합니다.

● 적용 분야: 급격한 변화가 있는 하중에 대한 동적 보상 장치(용접기, 크레인, 압연기).

(3) 복합 스위치

● 방식: 사이리스터와 접촉기를 병렬로 사용합니다. 사이리스터는 동작 순간에 제로크로싱 스위칭을 수행하고, 안정된 도통 후에는 정상상태 전류를 전달하기 위해 접촉기가 닫히고 사이리스터는 꺼진다.

● 장점: 돌입 전류 없음, 낮은 손실(정상 상태에서 접촉기의 매우 낮은 전압 강하), 두 가지 비용의 장점을 결합합니다.-

● 단점: 구조가 복잡하고 신뢰성은 두 구성 요소 간의 조정에 따라 달라집니다.

● 적용 분야: 현재 널리 사용되는 비용 효율적인 솔루션인 정적 보상과 동적 보상 사이의 상황입니다.-

 

3. 보상응답속도에 따른 분류

● 정적 보상: 천천히 변화하는 기본 무효 부하를 보상하는 데 사용되는 느린 응답(초 이상)의 접촉기 스위칭을 사용합니다.

● 동적 보상: 빠르게 변동하는 충격-형 반응성 부하를 보상하는 데 사용되는 사이리스터 또는 하이브리드 스위치 스위칭, 빠른 응답(밀리초 ~ 수백 밀리초)을 사용합니다.

 

요약 및 선택 권장 사항

특징	접촉기 스위칭	사이리스터 스위칭	복합 스위치 스위칭
스위칭 속도	느림(초)	매우 빠름(밀리초)	빠름(수십 밀리초)
돌입/과전압	높은	최소	최소
사상자 수	낮은	상대적으로 높음	낮은
비용	낮은	높은	중간
수명	더 짧음(기계적)	긴	상대적으로 길다
응용 시나리오	정적 보상, 안정적인 부하	동적 보상, 빠르게 변화하는 부하	유사-동적 보상, 비용-효율적인 선택

 

4. 선택 가이드:

● 부하 특성 정의: 부하의 무효 전력 변화 패턴이 느린지, 계단식-인지, 변동이 심한지 분석합니다.

● 보상 목표 결정: 기본 목표가 역률 요구 사항 충족, 전압 안정화 또는 고조파 필터링인지 여부입니다.

● 예산 평가: 성능과 비용의 균형을 유지합니다.

● 일반 선택: 대부분의 산업 사용자의 경우 jinneng 솔루션을 사용하십시오.JKWF-32 무효전력 보상 컨트롤러역률/무효전력 +복합 스위치"스위칭" 방법은 효율성, 속도 및 비용의 균형을 맞추는 주류 선택입니다. 철강 압연 또는 용접과 같은 극한 조건의 경우 순수 사이리스터{1}}스위치 동적 보상 장치 또는 그 이상의 고급 방법이 사용됩니다.SVG시스템이 필요합니다.