औद्योगिक उपयोगकर्ताओं के संधारित्र बैंक अक्सर आवृत्ति कन्वर्टर्स के भार के तहत विफल क्यों होते हैं

औद्योगिक बिजली प्रणालियों में, आवृत्ति कन्वर्टर्स, अत्यधिक कुशल और ऊर्जा-बचत उपकरणों के रूप में, व्यापक रूप से मोटर नियंत्रण में उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, उनकी गैर-रैखिक विशेषताओं से ग्रिड हार्मोनिक प्रदूषण में वृद्धि हुई है, जो बदले में पारंपरिक संधारित्र बैंकों की समय से पहले विफलता का कारण बनती है। निम्नलिखित पाठ में, कम-वोल्टेज रिएक्टिव पावर मुआवजा उपकरणों के निर्माता के परिप्रेक्ष्य से, गेयू इलेक्ट्रिक विल, फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के लोड के तहत संधारित्र क्षति के गहरे तंत्र का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण करते हैं, हार्मोनिक रेजोनेंस, वर्तमान अधिभार, और डायलेक्ट्रिक फोर्सिंग के आधार पर प्रमुख विफलता मोड को प्रकट करते हैं, और एक कॉम्प्रेंसन सॉल्यूशन के आधार पर एक कॉम्प्रेंशियल सॉल्यूशन और डायनाइक्शन के लिए तैयार करते हैं।

इन्वर्टर लोड और बिजली की गुणवत्ता के मुद्दों की विशिष्ट विशेषताएं

आधुनिक औद्योगिक उत्पादन लाइनों में, चर आवृत्ति ड्राइव उपकरण (VFD) अपने उत्कृष्ट गति विनियमन प्रदर्शन और ऊर्जा-बचत प्रभाव के कारण मोटर नियंत्रण के लिए पसंदीदा समाधान बन गया है। हालांकि, इन्वर्टर की सुधार और उलटा प्रक्रियाओं के दौरान, गैर-रैखिक धाराएं उत्पन्न होती हैं, जो बड़ी संख्या में हार्मोनिक घटकों को पावर ग्रिड में इंजेक्ट करती हैं, विशेष रूप से 5 वें, 7 वें और अन्य विशेषता हार्मोनिक्स। यह हार्मोनिक प्रदूषण न केवल वोल्टेज तरंग की विकृति का कारण बनता है, बल्कि प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा प्रणाली में संधारित्र बैंकों के साथ जटिल बातचीत भी है।

ऑपरेशन के दौरान आवृत्ति कनवर्टर द्वारा उत्पन्न पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) तरंगों में उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक घटक होते हैं जो बिजली की आवृत्ति के कई बार तक होते हैं। जब ये उच्च-आवृत्ति धाराएं संधारित्र से गुजरती हैं, तो यह ढांकता हुआ नुकसान में उल्लेखनीय वृद्धि की ओर जाता है। प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि 30% हार्मोनिक विरूपण के साथ एक पावर ग्रिड में, संधारित्र का तापमान वृद्धि शुद्ध ग्रिड वातावरण की तुलना में 15 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकती है, जो सीधे इन्सुलेट माध्यम की उम्र बढ़ने की प्रक्रिया को तेज करती है।

संधारित्र क्षति के भौतिक तंत्र का विश्लेषण

आवृत्ति कन्वर्टर्स के भार के तहत पारंपरिक प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा कैपेसिटर की विफलता एक कारक के कारण नहीं होती है, लेकिन कई विनाशकारी तंत्रों की संयुक्त कार्रवाई का परिणाम है। हार्मोनिक अनुनाद सबसे विनाशकारी कारकों में से एक है। जब सिस्टम और कैपेसिटर के समतुल्य इंडक्शन एक विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्ति पर एक समानांतर गुंजयमान सर्किट बनाते हैं, तो स्थानीय वर्तमान और वोल्टेज को सामान्य मूल्य के कई बार प्रवर्धित किया जाएगा। एक मोटर वाहन वेल्डिंग कार्यशाला से एक मापा मामला दिखाता है कि 5 वें हार्मोनिक अनुनाद बिंदु के पास, संधारित्र शाखा में वर्तमान रेटेड मूल्य से 3.2 गुना तक पहुंच गया। यह निरंतर अधिभार अंततः संधारित्र के उभार और फटने का कारण बना।

ढांकता हुआ ध्रुवीकरण हानि एक अन्य प्रमुख विफलता तंत्र है। आवृत्ति कनवर्टर द्वारा उत्पन्न उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक्स संधारित्र के अंदर ढांकता हुआ सामग्री के बार-बार ध्रुवीकरण का कारण होगा। इस अतिरिक्त ढांकता हुआ नुकसान को गर्मी ऊर्जा में बदल दिया जाता है, जिससे संधारित्र का आंतरिक तापमान लगातार बढ़ता है। पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म, मुख्यधारा की ढांकता हुआ सामग्री के रूप में, 85 ℃ से ऊपर के तापमान पर काम करते समय एक घातीय दर पर इन्सुलेशन प्रदर्शन में गिरावट का प्रदर्शन करेगी। हालांकि, अधिकांश औद्योगिक संधारित्र अलमारियाँ का वेंटिलेशन डिज़ाइन इस अतिरिक्त हार्मोनिक हीटिंग कारक को ध्यान में नहीं रखता है।

सिस्टम डिजाइन और चयन दोषों का प्रवर्धन प्रभाव

संधारित्र बैंकों का चयन करते समय औद्योगिक उपयोगकर्ताओं की सामान्य तकनीकी गलतफहमी ने चर आवृत्ति ड्राइव लोड के विनाशकारी प्रभाव को और बढ़ा दिया है। लागत में कमी के लिए चुने गए साधारण कैपेसिटर केवल अपने डिजाइन मानकों में बिजली आवृत्ति की स्थिति के तहत परिचालन की स्थिति पर विचार करते हैं, उच्च आवृत्ति हार्मोनिक वातावरण के अनुकूलता की कमी होती है। इसके विपरीत, एंटी-हार्मोनिक समर्पित कैपेसिटर मोटी हुई धातु की फिल्मों और टर्मिनलों पर विशेष सोने की चढ़ाना को अपनाते हैं, जो उच्च-आवृत्ति सहिष्णुता को तीन बार से अधिक बढ़ा सकते हैं।

मुआवजा प्रणाली के डिजाइन खामियों को भी नजरअंदाज नहीं किया जाना चाहिए। कई परियोजनाओं में, अंतरिक्ष को बचाने के लिए, सर्किट डिजाइनरों ने बस लाइन पर संधारित्र बैंकों को सीधे समानांतर किया, जिसमें आवश्यक हार्मोनिक फ़िल्टरिंग शाखाओं को स्थापित किए बिना बड़ी संख्या में आवृत्ति कन्वर्टर्स होते हैं। इससे भी अधिक गंभीरता से, कुछ सिस्टम एक निश्चित मुआवजा विधि अपनाते हैं। जब उत्पादन लाइन प्रकाश लोड पर संचालित होती है, तो संधारित्र क्षमता अत्यधिक होती है, और सिस्टम की कैपेसिटिव प्रतिबाधा कम हो जाती है, जो इसके बजाय हार्मोनिक प्रवर्धन प्रभाव को बढ़ाती है। एक रासायनिक कारखाने की गलती विश्लेषण रिपोर्ट ने बताया कि कम लोड के साथ रात की शिफ्ट के दौरान, संधारित्र क्षति की संभावना सामान्य उत्पादन अवधि की तुलना में 4.7 गुना है।

व्यापक समाधान का तकनीकी मार्ग

आवृत्ति कनवर्टर के भार के तहत संधारित्र क्षति की समस्या को हल करने के लिए, हार्मोनिक नियंत्रण और बुद्धिमान मुआवजे सहित एक बहु-स्तरीय सुरक्षा प्रणाली स्थापित करने की आवश्यकता है।सक्रिय शक्ति फ़िल्टरकोर कंट्रोल डिवाइस के रूप में कार्य करता है, जो वास्तविक समय में आवृत्ति कनवर्टर द्वारा उत्पन्न हार्मोनिक करंट का पता लगा सकता है और उसका प्रतिकार कर सकता है, और 5%की सुरक्षित सीमा के भीतर पावर ग्रिड के कुल हार्मोनिक विरूपण दर (THD) को रख सकता है। निष्क्रिय एलसी फिल्टर की तुलना में, एपीएफ में अनुकूली ट्यूनिंग विशेषता है और यह स्वचालित रूप से आवृत्ति कनवर्टर के हार्मोनिक स्पेक्ट्रम में परिवर्तनों को ट्रैक कर सकता है।

प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति वास्तुकला में, एंटी-हार्मोनिक कैपेसिटर और डायनेमिक ट्यूनिंग रिएक्टरों के संयुक्त समाधान के महत्वपूर्ण लाभ हैं। ट्यूनिंग रिएक्टर ठीक से संधारित्र बैंक के मापदंडों से मेल खाता है, जो मुख्य हार्मोनिक फ्रीक्वेंसी बैंड में एक उच्च-प्रतिबाधा विशेषता बनाता है, प्रभावी रूप से गुंजयमान वर्तमान को दबा देता है। एक स्टील मिल की रोलिंग मशीन उत्पादन लाइन के परिवर्तन के एक केस स्टडी से पता चलता है कि 7% प्रतिक्रिया दर के साथ एक ट्यूनिंग रिएक्टर स्थापित करने के बाद, कैपेसिटर की विफलता दर 12 गुना से 0 गुना तक कम हो गई, और निवेश रिटर्न की अवधि 8 महीने से कम थी।

इंजीनियरिंग कार्यान्वयन और संचालन और रखरखाव अनुकूलन रणनीतियाँ

सफल प्रणाली परिवर्तन सटीक बिजली गुणवत्ता निदान के साथ शुरू होता है। कम से कम 72 घंटों के लिए निरंतर निगरानी के माध्यम से, विभिन्न ऑपरेटिंग परिस्थितियों में इन्वर्टर के हार्मोनिक स्पेक्ट्रम और प्रतिक्रियाशील बिजली के उतार -चढ़ाव जैसे प्रमुख डेटा प्राप्त किए जाते हैं, जो योजना डिजाइन के लिए एक आधार प्रदान करते हैं। संधारित्र टर्मिनलों पर वास्तविक वर्तमान मूल्य पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। पारंपरिक वर्तमान ट्रांसफार्मर की आवृत्ति प्रतिक्रिया सीमाओं के कारण, उच्च-आवृत्ति हार्मोनिक धाराओं के वास्तविक प्रभाव को गंभीर रूप से कम करके आंका जा सकता है।

ऑपरेशन चरण के दौरान तापमान की निगरानी का अत्यधिक महत्व है। वास्तविक समय में कोर हीटिंग क्षेत्रों के तापमान परिवर्तनों की निगरानी के लिए इन्फ्रारेड तापमान माप बिंदु संधारित्र कैबिनेट में स्थापित किए जाते हैं। अभ्यास से पता चला है कि जब संधारित्र आवास का तापमान 65 ℃ से अधिक हो जाता है, तो इसकी सेवा जीवन को सामान्य मूल्य के 30% तक छोटा कर दिया जाएगा। बुद्धिमान संचालन और रखरखाव प्रणाली पहले से तापमान के रुझानों का विश्लेषण करके संभावित अनुनाद जोखिमों की भविष्यवाणी कर सकती है।

आवृत्ति कन्वर्टर्स के भार के कारण होने वाली कैपेसिटर की लगातार क्षति का सार पारंपरिक प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा प्रणाली और पावर इलेक्ट्रॉनिक लोड के बीच असंगति संकट में निहित है। Geyue इलेक्ट्रिक की तरह अनुस्मारक: इस समस्या को हल करने के लिए न केवल हार्डवेयर अपग्रेड जैसे एंटी-हार्मोनिक कैपेसिटर की आवश्यकता होती है, बल्कि हार्मोनिक नियंत्रण, गतिशील मुआवजा और बुद्धिमान निगरानी सहित एक पूर्ण तकनीकी प्रणाली की स्थापना भी होती है। Geyue इलेक्ट्रिक बताता है कि नए या नवीकरण परियोजनाओं में औद्योगिक उपयोगकर्ताओं को हमारी कंपनी की तरह पूर्ण समाधान आपूर्तिकर्ताओं का चयन करना चाहिए, जिनके पास हार्मोनिक इम्युनिटी क्षमताएं हैं, इसलिए वास्तव में प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा प्रणाली के डिजाइन जीवन को 10 से अधिक वर्षों तक बढ़ाने के लिए, निरंतर उत्पादन के लिए एक विश्वसनीय गारंटी प्रदान करते हैं। यदि आपके पास निर्माणाधीन एक औद्योगिक प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा प्रणाली परियोजना है, तो कृपया एक ईमेल भेजकर हमारे मुख्य इलेक्ट्रिकल इंजीनियर से परामर्श करेंinfo@gyele.com.cn.