S

خلاصه. یک مولد توان راکتیو استاتیک برای شارژ خودروهای برقی، ساختمان‌های تجاری و مراکز داده، مشکلی را حل می‌کند که سریع‌تر از آنچه اکثر طرح‌های الکتریکی پیش‌بینی می‌کنند، رشد می‌کند: تقاضای راکتیو که در عرض چند ثانیه نوسان می‌کند در حالی که منبع تغذیه از قبل به محدودیت‌های ولتاژ خود نزدیک است. جایگاه‌های شارژ روشن و خاموش می‌شوند، پمپ‌های حرارتی و چیلرها به صورت مرحله‌ای شروع به کار می‌کنند، آسانسورها چرخه می‌زنند و پنل‌های خورشیدی پشت بام در اواسط روز برق تولید می‌کنند. این راهنما توضیح می‌دهد که چرا مراحل خازنی گسسته برای این پروفیل مناسب نیستند، چگونه پشتیبانی سریع راکتیو سوسو زدن و تغییرات ولتاژ را کاهش می‌دهد، چگونه جبران را برای یک ساختمان با کاربری مختلط یا یک مرکز شارژ اندازه‌گیری کنیم، و چگونه دستگاه را با تجهیزات اصلاح ضریب توان موجود هماهنگ کنیم بدون اینکه تشدید ایجاد شود.

تقاضای راکتیو در سایت‌های شارژ و تجاری چگونه به نظر می‌رسد

یک مولد توان راکتیو استاتیک یک مبدل است که جریان راکتیو را به طور مداوم، بدون مراحل گسسته و بدون وابستگی به مربع ولتاژ اعمال شده، تزریق یا جذب می‌کند. در یک ساختمان تجاری یا مرکز شارژ، این رفتار مداوم نکته اصلی است: تقاضای راکتیو هر چند ثانیه یک بار با شروع و توقف بارها جابجا می‌شود و جبران باید با آن جابجا شود وگرنه ولتاژ جابجا می‌شود.

یک مرکز شارژ واضح‌ترین مثال است. یک شارژر سریع DC در زمان بیکاری جریان راکتیو کمی مصرف می‌کند، سپس هنگام اتصال خودرو یک مرحله قابل توجه، و الگو به طور غیرقابل پیش‌بینی در بین جایگاه‌ها تکرار می‌شود. شارژ کابل در یک فیدر طولانی، توان راکتیو پیشرو را اضافه می‌کند که با تعداد جایگاه‌های در حال سرویس متغیر است. سیستم‌های خنک‌کننده، روشنایی و پرداخت، اجزای خود را اضافه می‌کنند. نتیجه یک پروفیل راکتیو است که به جای یک منحنی صاف، شبیه مجموعه‌ای از پله‌ها به نظر می‌رسد.

یک ساختمان تجاری به طور مشابه رفتار می‌کند اما با محرک‌های متفاوت: کمپرسورهای چیلر و پمپ حرارتی به صورت مرحله‌ای شروع به کار می‌کنند، آسانسورها چرخه می‌زنند، تجهیزات آشپزخانه به صورت بلوکی روشن می‌شوند، و پنل‌های خورشیدی پشت بام ممکن است در اواسط روز توان راکتیو تولید کنند در حالی که در شب هیچ چیزی جذب نمی‌کنند. یک بانک خازنی که توسط یک رله ضریب توان سوئیچ می‌شود، در این پروفیل نوسان می‌کند، روشن و خاموش می‌شود و پله‌های ولتاژی تولید می‌کند که تجهیزات حساس متوجه آن می‌شوند.

یک مرکز داده محدودیت بیشتری را اضافه می‌کند: تقاضای راکتیو نسبتاً پایدار است اما تحمل تغییرات ولتاژ بسیار کم است، و هرگونه تغییر جبران نباید UPS یا بار IT را مختل کند. جبران مداوم با یک شیب تعریف شده به سوئیچینگ مرحله‌ای ترجیح داده می‌شود، به همین دلیل است که یک SVG هوشمند برای تثبیت کیفیت توان مرکز داده اغلب در کنار فیلتر هارمونیک مشخص می‌شود نه به جای آن.

نکته مشترک این است که نیاز پویا است. هر فناوری که فقط بتواند به صورت بلوکی سوئیچ شود، یا نوسان می‌کند، یا به طور دائم متصل باقی می‌ماند و در بار کم، جبران بیش از حد انجام می‌دهد. یک مبدل هیچ یک از این مشکلات را ندارد، به همین دلیل است که مشخصات به طور فزاینده‌ای زمان پاسخ را به جای فقط kVAr نام می‌برد.

چگونه تغییرات ولتاژ ارزیابی می‌شود. شرکت‌های برق و استانداردها آن را به روش‌های مختلفی بیان می‌کنند: به صورت تغییر درصدی برای یک گام بار تعریف شده، به عنوان شاخص شدت سوسو زدن، یا به عنوان محدودیت در تغییرات سریع ولتاژ در ساعت. روش ارزیابی تعیین می‌کند که دستگاه باید به چه چیزی دست یابد. یک سایت که حد تغییر درصدی را برآورده می‌کند ممکن است همچنان در شاخص سوسو زدن شکست بخورد اگر گام به طور مکرر تکرار شود، به همین دلیل است که نیاز باید قبل از شروع اندازه‌گیری به همان عبارات اندازه‌گیری بیان شود.

چرا پشتیبانی سریع راکتیو در این سایت‌ها هزینه خود را جبران می‌کند

1. سوسو زدن و تغییرات ولتاژ از منبع کاهش می‌یابد. یک گام شارژر یا شروع کمپرسور، تغییر ولتاژ متناسب با گام جریان راکتیو و امپدانس منبع ایجاد می‌کند. جبران سریع جریان را در جهت مخالف در عرض میلی‌ثانیه تزریق می‌کند و اثر قابل مشاهده را تقریباً به طور کامل قطع می‌کند.

2. شرایط اتصال شرکت برق بدون کابل‌های بزرگتر برآورده می‌شود. در جایی که توافقنامه اتصال، ضریب توان یا حد تغییر ولتاژ را مشخص می‌کند، جبران اغلب ارزان‌تر از تقویت منبع تغذیه است. یک SVG با پاسخ سریع برای ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی نیاز را در نقطه‌ای که اندازه‌گیری می‌شود، برآورده می‌کند.

3. در دسترس بودن شارژر بهبود می‌یابد. برخی از شارژرها در صورت انحراف ولتاژ ورودی، توان خروجی را کاهش می‌دهند یا قطع می‌شوند. تثبیت ولتاژ در برد مرکزی، این رویدادها را کاهش می‌دهد که مستقیماً به انرژی تحویل داده شده و درآمد به ازای هر جایگاه ترجمه می‌شود.

4. بانک‌های خازنی موجود، نوسان را متوقف می‌کنند. در جایی که یک بانک از قبل نصب شده است، اضافه کردن جبران مداوم برای جزء پویا به بانک اجازه می‌دهد تا در مرحله پایه خود بنشیند و کاری را که در آن خوب است انجام دهد. ترکیب معمولاً ارزان‌تر از تعویض بانک است.

5. هزینه‌های تقاضا می‌تواند کاهش یابد. ضریب توان ضعیف، تقاضای ظاهری را در تعرفه‌هایی که بر اساس kVA شارژ می‌کنند، افزایش می‌دهد. اصلاح مداوم این تورم را بدون تغییرات مرحله‌ای که یک بانک مرحله‌ای ایجاد می‌کند، حذف می‌کند.

6. فضا به طور کارآمد استفاده می‌شود. یک SVG دیواری 15 کیلووار فشرده در یک کابینت رایزر تجاری قرار می‌گیرد در حالی که یک بانک مبتنی بر راکتور نمی‌تواند، که در پروژه‌های نوسازی که اتاق برق از قبل پر است، اهمیت دارد.

7. توسعه ساده است. هاب‌ها و ساختمان‌ها در فازهایی رشد می‌کنند. یک SVG رک مونت با پوشش 10 تا 150 کیلووار می‌تواند به صورت موازی با اضافه شدن جایگاه‌ها یا طبقات، جبران را با بار واقعی به جای بار پیش‌بینی شده هماهنگ نگه دارد.

تعامل با خورشیدی و ذخیره‌سازی. سایت‌های تجاری به طور فزاینده‌ای پنل‌های خورشیدی پشت بام دارند و اینورتر ولتاژ را در محدوده توانایی خود تنظیم می‌کند. اضافه کردن یک مبدل بدون هماهنگی می‌تواند دو دستگاه ایجاد کند که یک کمیت را در جهت‌های مخالف تنظیم می‌کنند. مشخص کنید کدام دستگاه نقطه تنظیم ولتاژ را نگه می‌دارد و کدام یک هدف ضریب توان را دنبال می‌کند، و رفتار را در غروب آفتاب تأیید کنید زمانی که اینورتر متوقف می‌شود و مبدل باید به آرامی جایگزین شود.

نحوه اندازه‌گیری و استقرار پشتیبانی راکتیو برای یک هاب یا ساختمان

مرحله 1 - پروفیل راکتیو را با وضوح زیر ثانیه ثبت کنید. اندازه‌گیری استاندارد در پانزده دقیقه میانگین می‌گیرد و گام‌هایی را که باعث سوسو زدن می‌شوند پنهان می‌کند. از یک تحلیلگر کیفیت توان برای ثبت تغییرات سریع استفاده کنید و بزرگترین گام منفرد و دفعات وقوع آن را یادداشت کنید.

مرحله 2 - امپدانس منبع تغذیه را شناسایی کنید. رتبه و امپدانس ترانسفورماتور تعیین می‌کند که یک گام راکتیو معین چقدر تغییر ولتاژ ایجاد می‌کند. یک منبع تغذیه ضعیف برای همان گام بار به جبران بیشتری نیاز دارد، به همین دلیل است که دو هاب یکسان می‌توانند به رتبه‌بندی‌های متفاوتی نیاز داشته باشند.

مرحله 3 - بر اساس گام راکتیو، نه میانگین، اندازه‌گیری کنید. جریان راکتیو گام بزرگترین رویداد منفرد و گام تجمعی رویدادهای همزمان را محاسبه کنید، سپس رتبه‌بندی را انتخاب کنید که آن را با حاشیه پوشش دهد. نیاز مداوم معمولاً کوچکتر از نیاز پویا است.

مرحله 4 - تصمیم بگیرید که آیا اصلاحات موجود را حفظ کنید. اگر یک بانک نصب شده و سالم است، آن را برای تقاضای پایه نگه دارید اگر به درستی تنظیم شده باشد، و یک مبدل برای جزء پویا اضافه کنید. اگر بانک تنظیم نشده باشد و سایت دارای هارمونیک باشد، قبل از اضافه کردن هر چیزی آن را بررسی کنید.

مرحله 5 - با کنترلر سایت هماهنگ کنید. سیستم‌های مدیریت بار شارژر و سیستم‌های مدیریت ساختمان به طور عمدی پروفیل بار را تغییر می‌دهند. تأیید کنید که مبدل از تغییرات حاصله پیروی می‌کند و نقاط تنظیم آن با هیچ دستگاه تنظیم‌کننده ولتاژ دیگری در سایت تداخل ندارد.

مرحله 6 - با یک تست گام تأیید کنید. یک گام کنترل شده اعمال کنید - شروع شارژر یا شروع چیلر - و پاسخ ولتاژ را قبل و بعد از جبران ثبت کنید. کاهش تغییرات ولتاژ و زمان تثبیت را ثبت کنید؛ آن نمودار، مدرکی است که شرکت برق یا مالک ساختمان می‌پذیرد.

یک نکته عملی در مورد مجتمع‌های هیبریدی: در جایی که یک سایت هم دارای مرکز شارژ و هم ساختمان با برد مخصوص خود است، جبران هر برد به طور جداگانه معمولاً بهتر از یک دستگاه بزرگ در ورودی است، زیرا مزیت ولتاژ به صورت محلی مورد نیاز است و جریان راکتیو بین بردها سپس اجتناب می‌شود. محدوده SVG را برای گزینه‌های دیواری، رک و کابینتی بررسی کنید، و با شرکت برق تأیید کنید که نقطه اتصال اندازه‌گیری انطباق کجاست - جبران باید در نقطه‌ای قرار گیرد که مستقیماً بر آن اندازه‌گیری تأثیر بگذارد.

نگهداری و نظارت. یک مبدل نصب شده در یک هاب یا ساختمان توسط یک پیمانکار تأسیسات نگهداری می‌شود که ممکن است هرگز آن را ندیده باشد. خروجی راکتیو، دمای ماژول و وضعیت خطا را به سیستم مدیریت ساختمان نمایش دهید، برای خرابی فن و دمای بالا آلارم تنظیم کنید، و سوابق پارامتر را با اسناد راه‌اندازی نگه دارید. تفاوت بین دستگاهی که دوام می‌آورد و دستگاهی که زود خراب می‌شود، معمولاً جریان هوا و توجه است، نه کیفیت قطعات.

شرکت برق در مورد چه چیزی خواهد پرسید. توافقنامه‌های اتصال معمولاً نقطه اندازه‌گیری، محدوده ضریب توان یا ولتاژ، تغییرات سریع مجاز ولتاژ و به طور فزاینده‌ای، قابلیت راکتیو در بار صفر را تعریف می‌کنند. این لیست را قبل از اندازه‌گیری آماده کنید، زیرا مبدلی که ضریب توان را برآورده می‌کند اما تغییر ولتاژ سریع را نه، همچنان در ارزیابی شکست می‌خورد، و اصلاح آن بعداً به معنای دستگاه دوم یا قاب بزرگتر است.

مقایسه هزینه که واقعاً منصفانه است. مبدل را با جایگزینی که سایت در غیر این صورت انتخاب می‌کند مقایسه کنید: یک ترانسفورماتور بزرگتر، یک کابل ضخیم‌تر، یک بانک تنظیم شده یا پذیرش جریمه. یک مبدل اغلب در مقایسه با یک بانک گران به نظر می‌رسد و در مقایسه با ارتقاء ترانسفورماتور ارزان، و مقایسه صحیح به این بستگی دارد که کدام محدودیت در واقع با آن روبرو است. ابتدا آن محدودیت را تعیین کنید، سپس مقایسه کنید.

تغییرات فصلی. تقاضای شارژ و بارهای HVAC ساختمان هر دو در فصول مختلف تغییر می‌کنند و پروفیل راکتیو نیز با آنها تغییر می‌کند. مبدلی که بر اساس اوج تابستان اندازه‌گیری شده است، در زمستان با خروجی کم کار خواهد کرد؛ مبدلی که بر اساس داده‌های زمستان اندازه‌گیری شده است، در تابستان اشباع خواهد شد. از فصل بالاتر برای اندازه‌گیری استفاده کنید و از استفاده کم آن بپذیرید، یا از یک قاب مدولار استفاده کنید که قبل از اوج بعدی قابل توسعه باشد.

سوالات متداول

چرا فقط از یک بانک خازنی در مرکز شارژ استفاده نکنیم؟

چون گام‌های بار دائماً تغییر می‌کنند. یک بانک در مراحل سوئیچ می‌کند و در یک پروفیل متغیر نوسان می‌کند و گام‌های ولتاژ خود را تولید می‌کند. یک مبدل بار را به طور مداوم دنبال می‌کند، که همان چیزی است که محدودیت‌های سوسو زدن نیاز دارند.

جبران چقدر باید سریع باشد؟

به اندازه کافی سریع برای پاسخگویی در بازه زمانی مورد استفاده برای ارزیابی سوسو زدن، معمولاً چند میلی‌ثانیه. مبدلی که برای پاسخ سریع رتبه‌بندی شده است، گام‌های شارژر و شروع کمپرسور را پوشش می‌دهد؛ یک بانک مرحله‌ای نمی‌تواند، صرف نظر از کل kVAr آن.

آیا می‌توانم از یک SVG برای چندین ساختمان استفاده کنم؟

از نظر فنی بله اگر آنها نقطه تغذیه مشترکی داشته باشند و جبران در آن نقطه اندازه‌گیری شود. از نظر عملی، واحدهای توزیع شده معمولاً پشتیبانی ولتاژ محلی بهتری ارائه می‌دهند و از جریان راکتیو در حال گردش بین بردها جلوگیری می‌کنند.

آیا جبران راکتیو به کاهش توان خروجی شارژر کمک می‌کند؟

می‌تواند، با نگه داشتن ولتاژ ورودی در محدوده تحمل شارژر. اینکه آیا کمک می‌کند بستگی به منطق کاهش توان خروجی شارژر و علت انحراف ولتاژ دارد، بنابراین قبل و بعد از اندازه‌گیری برای تأیید.

چه اتفاقی برای بانک خازنی موجود من می‌افتد؟

اگر سالم و به درستی تنظیم شده باشد، آن را نگه دارید و اجازه دهید تقاضای راکتیو پایه را تحمل کند. یک مبدل برای جزء پویا اضافه کنید. اگر بانک تنظیم نشده باشد و سایت دارای هارمونیک باشد، ابتدا آن را بررسی کنید.

چگونه بهبود را اثبات کنم؟

یک تست گام قبل و بعد در شرایط بار یکسان ثبت کنید، تغییرات ولتاژ و زمان تثبیت را ضبط کنید. شرکت‌های برق و مالکان ساختمان نمودارهای اندازه‌گیری شده را بسیار راحت‌تر از پیش‌بینی‌های محاسبه شده می‌پذیرند.

نتیجه‌گیری

مراکز شارژ و ساختمان‌های تجاری مدرن یک پروفیل راکتیو متشکل از گام‌ها، نه میانگین‌ها، ارائه می‌دهند. یک بانک مرحله‌ای نمی‌تواند آن را دنبال کند و یک بانک بیش از حد بزرگ در بار کم، جبران بیش از حد انجام می‌دهد. یک مبدل جریان راکتیو مداوم را فراهم می‌کند، تغییرات ولتاژ را از منبع کاهش می‌دهد، و می‌تواند به صورت موازی با رشد سایت گسترش یابد. بر اساس بزرگترین گام راکتیو اندازه‌گیری کنید، با اصلاحات موجود و با کنترلر سایت هماهنگ کنید، و نتیجه را با یک تست گام اثبات کنید.

در حال برنامه‌ریزی جبران راکتیو برای یک هاب یا ساختمان هستید؟برنامه بار، داده‌های ترانسفورماتور و گزارش کیفیت توان را برای ما ارسال کنید، و ما مبدل را اندازه‌گیری می‌کنیم، تعامل با اصلاحات موجود را تأیید می‌کنیم و یک رویه تأیید پیشنهاد می‌دهیم. درخواست بررسی اندازه‌گیری.