لماذا يجب توصيل المحرِّض على التوالي عند إجراء تعويض مكثف على التوازي؟

في مجالات أنظمة الطاقة وتوزيع الطاقة الصناعية، يتم استخدام المكثفات المتوازية لتحسين عامل الطاقة، وتثبيت جهد الشبكة، وتقليل فقد الخطوط. ومع ذلك، سيلاحظ الأفراد الملاحظون أنه في التطبيقات العملية، لا يتم توصيل هذه المكثفات مباشرة بالشبكة ولكنها بدلاً من ذلك متصلة على التوالي مع مفاعل لتكوين الكل قبل تشغيلها. هذا التصميم ليس زائداً عن الحاجة بأي حال من الأحوال. بل هو إجراء حاسم لضمان التشغيل الآمن والمستقر والفعال لنظام التعويضات. الأسباب الرئيسية لذلك هي كما يلي:

Ⅰ. قمع تيار الإغلاق لضمان سلامة المعدات

1. الضرر: سيؤدي ارتفاع التيار الهائل (الذي يصل إلى عدة عشرات أو حتى مئات أضعاف التيار المقدر للمكثف) إلى حدوث تأثيرات كهروديناميكية وحرارية شديدة على المكثف نفسه، وجهاز التبديل (الموصل أو قاطع الدائرة)، والمعدات الكهربائية المتصلة، مما يؤدي إلى تقصير عمر المعدات وحتى التسبب في تلفها.

2. وظيفة المفاعل: يعمل المفاعل المتسلسل على زيادة الممانعة الكلية للدائرة (XL=ωL). في لحظة إغلاق المفتاح، -سيؤدي التيار المتدفق عالي التردد إلى أن تصبح المفاعلة الحثية (XL) للمفاعل كبيرة جدًا، وبالتالي يحد بشكل فعال ويخمد سعة وتكرار تيار التدفق، ويبقيه ضمن نطاق آمن (عادةً ما تتطلب المواصفات أن يقتصر على 5-10 أضعاف التيار المقنن أو أقل)، مما يحمي جهاز التعويض بالكامل ومعدات شبكة الطاقة.

ثانيا. منع التضخيم التوافقي وتجنب رنين النظام

في شبكات الطاقة الحديثة، هناك العديد من التيارات التوافقية الناتجة عن الأحمال غير الخطية-مثل محولات التردد والمقومات. تشكل هذه التوافقيات تهديدًا خطيرًا لنظام تعويض المكثف.

وظيفة المفاعل - خارج-الطور-: الغرض من المفاعل المتسلسل هو تغيير تردد الرنين لدائرة LC بشكل متعمد، وذلك لتجنب تزامنه مع الترددات التوافقية الرئيسية الموجودة في شبكة الطاقة (عادةً 5، 7، 11، 13، وما إلى ذلك)، وبالتالي منع حدوث الرنين.

ثالثا. استيعاب التوافقيات الفرعية المحددة - لتحسين جودة الطاقة (وظيفة متقدمة)

1. الوظيفة: من خلال تصميم محاثة المفاعل بدقة، تم تصنيعه ليتردد رنينًا متسلسلًا مع المكثف عند تردد توافقي فرعي محدد - (على سبيل المثال، تم ضبطه ليتردد صدى مع التردد التوافقي 4.7). بالنسبة لهذا التوافقي الفرعي-، تكون ممانعة دائرة سلسلة LC منخفضة للغاية، مما يشبه "الطريق السريع"، والذي يمكنه جذب وامتصاص (تحويل) تيار هذا التوافقي الفرعي- من شبكة الطاقة، وبالتالي منع حقنه في شبكة الطاقة ذات المستوى الأعلى-.

2. النتيجة: هذا التكوين لا يحمي المكثف فحسب، بل يؤدي أيضًا وظيفة الترشيح، مما يؤدي بشكل فعال إلى تحسين جودة الطاقة لشبكة الطاقة. يُشار إلى هذا الجهاز عادةً على أنه مرشح مضبوط.

جيننج الكهربائيةالحديد-مفاعلات الترشيح التوافقي الأساسيةمجهزة عادةً لمجموعات المرشحات التوافقية المعدنية المغلقة.-يتم ضبطها حسب الحاجة للتطبيق. في معظم التطبيقات، تقوم المفاعلات بضبط بنك المكثف على تردد قريب من التوافقي الخامس (أي . 270 هرتز). في الأنظمة ذات أشكال معاوقة النظام المعقدة، أو الأنظمة ذات أجهزة إنتاج التوافقيات الكبيرة، قد تقوم المفاعلات بضبط بنك المكثف على عدد من الترددات المختلفة بين التوافقي الثاني والخامس والعشرين.