Wenn mehrere Kondensatoren miteinander verbunden sind, bildet sie eine Kondensatorbank. Sie können in Reihe oder parallel geschaltet werden. Eine Kondensatorbank hat zahlreiche Vorteile und Anwendungen. Meistens werden diese zur Blindleistungskompensation und Leistungsfaktorverbesserung eingesetzt. Die Anordnung dieser kann in Umspannwerken oder Kraftwerken erfolgen. Die Einheit für die Kapazität in Farad. Eine Kondensatorbank mit niedrigerem Maßstab wird häufig in Industriegebäuden, auf dem College-Campus und in großen Wohngemeinschaften verwendet, um den Leistungsfaktor zu verbessern. Die Notwendigkeit, den Leistungsfaktor zu verbessern, ist sehr kritisch, da ein niedriger Leistungsfaktor an einem Punkt das Leistungsgleichgewicht in der Umgebung stören und auch Strafen von lokalen Stromverteilungsunternehmen nach sich ziehen würde.

Kondensatorbank Definition

Wenn eine Anzahl von Kondensatoren miteinander in Reihe oder parallel geschaltet, bildet eine Kondensatorbank. Diese werden zur Blindleistungskompensation eingesetzt. Der Anschluss der Kondensatorbank an das Netz verbessert die Blindleistung und damit den Leistungsfaktor.

Wie in der abbildung dargestellt, kondensatoren sind verbunden in serie zu verbessern die power faktor bewertung. Verschiedene Materialien wie Papier, Glimmer, etc. werden zur Herstellung der Kondensatoren als Isoliermaterialien verwendet.

Kondensatorbanksymbol

Dieses Symbol wird häufig in einem einzelnen Liniendiagramm der Unterstation verwendet. Das Symbol ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Wie in der Abbildung dargestellt, wird eine Kondensatorbank entweder in Stern- oder Dreieckschaltung dargestellt.

Kondensatorbanktypen

Die Kondensatorbank ist klassifiziert als:

• Extern abgesichert – Für diese Art der Verbindung wird jede Sicherungseinheit extern an die Kondensatorbank angeschlossen. Dies hilft, die Kondensatorbank vor Fehlern wie Überspannung, Temperatur usw. zu schützen. ohne Unterbrechung des Betriebs.
• Intern abgesichert – Bei diesem Typ wird die Sicherung im Gehäuse der Kondensatorbank aufbewahrt. Da der Schutz nicht ohne Unterbrechung bereitgestellt werden kann, werden solche Bänke für Kondensatorbänke mit niedriger Bewertung verwendet. Nachteilig an einer solchen Anordnung ist, dass in jedem Fehlerfall die gesamte Einheit ausgetauscht werden muss.
• Fuse Less – Dieses Gerät hat keine Sicherung zusammen mit der Bank. Diese Einheiten werden für niedrige Bewertungen und Spezifikationen verwendet, bei denen das Gerät leicht ausgetauscht werden kann.

Kondensatorbankberechnung

Die Berechnung ist ein wichtiges Merkmal, das bei der Planung eines Umspannwerks oder einer Wohngemeinschaft berücksichtigt werden muss. Die Schritte zur Berechnung sind wie folgt.

Um das Rating der Bank zu berechnen, müssen wir die folgenden Daten direkt auf indirekt zur Verfügung haben. Erstens ist der Leistungsfaktor. Der aktuelle Leistungsfaktor muss berechnet werden, um den gewünschten Leistungsfaktor zu kennen. Dies kann mit einem Leistungsfaktormesser erfolgen. Die power factor meter ist ein instrument, dass misst power faktor cos ø basierend auf last und aktive power verbrauch.

Basierend auf dem Wirk- und Blindleistungsverbrauch kann der Leistungsfaktor wie folgt berechnet werden

Epi und Eqi sind die Werte für Wirk- und Blindleistung. Diese Werte werden zu Beginn oder zu Beginn eines Zyklus gemessen. Der Zyklus bezieht sich auf eine Periode, es kann ein Tag oder ein paar Stunden sein. In ähnlicher Weise sind Epf und Eqf die Werte der Wirk- und Blindleistung am Ende des Zyklus. Sobald wir diese vier Werte erhalten haben, können wir den Anfangswert des Leistungsfaktors berechnen.

Sobald der aktuelle Wert des Leistungsfaktors bekannt ist, müssen Sie als nächstes den gewünschten Leistungsfaktor kennen. Das ist der Leistungsfaktor, den wir erreichen wollen. Der Anfangswert sei cos φ1 und der gewünschte Wert ist cos φ2. Aus den Anfangs- und Endwerten des Leistungsfaktors kann die Wirkleistung P wie in der folgenden Abbildung gezeigt ausgewertet werden

Wie in der Abbildung gezeigt, ist φ1 der anfängliche Leistungsfaktorwinkel und φ2 ist der endgültige Leistungsfaktor faktor Winkel. Aus diesen beiden kann die Wirkleistung P ausgewertet werden. Nach der Auswertung von P kann die erforderliche Blindleistung wie folgt berechnet werden:

Qc=KP

Wobei „Qc“ die erforderliche Nennleistung der Bank, P die Wirkleistung der Last und K konstant ist. Zur Auswertung der Konstanten wird eine Leistungsfaktortabelle herangezogen.

Aus der obigen Tabelle wird aus den Anfangs- und Endwerten des Leistungsfaktors die Konstante K ausgewertet und die erforderliche Bewertung berechnet.

Beispiel

Ermitteln Sie die Nennleistung der erforderlichen Kondensatorbank für eine Anlage mit einer Nennleistung von 300 W und 400 V. Der anfängliche Leistungsfaktorwinkel beträgt Cos φ1 = 0,75 und der gewünschte Wert ist Cos φ2 = 0,9.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass mit dem Anfangsleistungsfaktor 0,75 und dem gewünschten Leistungsfaktor 0,9 die Konstante K 0,398 beträgt. Daher beträgt die erforderliche Blindleistung der Bank zur Verbesserung des Leistungsfaktors von 0,75 auf 0,9 0,398 * 300 = 119,4 KVar.

Kondensatorbank in einer Unterstation

Wie wir gesehen haben, besteht eine wichtige Rolle darin, den Leistungsfaktor zu verbessern. Für diese Anwendung werden diese Banken in Umspannwerken installiert. Eine Reihe von Kondensatoren sind in Reihe geschaltet, um auch das Spannungsprofil zu verbessern. Wie aus dem obigen Leistungsfaktorwinkel hervorgeht, ist beim Einbau dieser Bank der Kondensatorstrom, der auch als Ladestrom bezeichnet wird, immer mit der Spannung verbunden.

Beim Hinzufügen der Kondensatorbank führt der Strom zur Spannung, daher wird der Leistungsfaktorwinkel reduziert. Reduzierung des Leistungsfaktorwinkels impliziert, Verbesserung des Leistungsfaktors. Dies wird sehr wichtig, da es auch eine Blindleistungskompensation bietet. Die Blindleistungskompensation ist das andere Ergebnis der Verbesserung des Leistungsfaktors.

Der Einbau induktiver Lasten auf der Lastseite erfordert mehr Blindleistung. Da induktive Lasten Blindleistung verbrauchen, um den erforderlichen magnetischen Fluss zu erzeugen. Mehr die induktive Natur der Last mehr ist die Anforderung der Blindleistung. Mit anderen Worten, induktive Lasten verbrauchen Blindleistung. Wenn die Blindleistung verbraucht wird, wird die Last verzögerter und daher sinkt der Leistungsfaktor. Der Verbrauch von Blindleistung führt zu einem Ungleichgewicht des Stromverbrauchs und damit zu mehr Verlusten. Dies würde die Belastung der Anlage erhöhen.

Die Installation dieses Moduls hilft, Blindleistung in das System einzuspeisen. Da Blindleistung eingespeist wird, verbessert sie die Leistungsbilanz und reduziert somit die Verluste. Es hilft auch, die Effizienz der Anlage zu verbessern.

Kondensatorbank-Spezifikation

Wir haben gesehen, dass eine Kondensatorbank zur Verbesserung des Leistungsfaktors und der Blindleistungskompensation in einer Unterstation verwendet wird. Da die Rolle dieser Bank sehr wichtig ist, wird es wichtig zu sehen, dass die Bank gut gepflegt wird. Es muss auch gesehen werden, welche Parameter dieser Bank für die Installation in der Unterstation angegeben werden sollten.

Wichtige Spezifikationen sind

• Nennspannung – Die Nennspannung beträgt bis zu 110% der normalen Systemspitzenspannung und 120% der normalen Systemeffektspannung. Diese Bewertung hilft der Bank, Spannungsspitzen und Stoßspannungen aufrechtzuerhalten.
• KVaR-Nennleistung der Kondensatoreinheit – Basierend auf dem Anfangsleistungsfaktor und dem gewünschten Leistungsfaktor wird die Blindleistung berechnet. Es ist sichergestellt, dass bei dieser Bemessungsart ausreichend Blindleistung in das System eingespeist wird.
• Temperaturbewertung – Um die Raumtemperatur aufrechtzuerhalten, wird ein Temperaturanstieg aufgrund der Temperaturbewertung dieser Bank berechnet. Bei der Betrachtung der Temperaturbewertung müssen alle diese Faktoren berücksichtigt werden. Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Temperaturanstieg aufgrund von Verlusten.
• Grundlegende Isolationsstufe – Wie jedes Isoliermedium wird auch das Isoliermedium dieser Banken berücksichtigt. Der Isolationsgrad ist ein wichtiger Faktor. Andere Geräte, bei denen dieser Parameter ebenfalls berücksichtigt wird, sind Overhead-Isolatoren, Transformatorenöle usw.
• Nennstromniveaus.
• Entladung zeit/spannung in zweite/spannung
• Single-phase und drei-phase

3 phase Kondensator Bank Verdrahtung Diagramm

Die verdrahtung diagramm der drei-phase kondensator bank ist unten dargestellt.

Wie in der obigen abbildung dargestellt, 2 kondensator banken wurden verbunden, um die grid. Alle diese sind in Delta verbunden. Im Delta ist die Netzspannung gleich der Phasenspannung. Dies hilft bei der Verbesserung des Leistungsfaktors.

Anwendungen

Einige der wichtigsten Anwendungen der Kondensatorbank wurden unten aufgeführt

• Blindleistungskompensation
• Verbesserung des Leistungsfaktors
• Umgehung von Rauschen
• Verbesserung des Spannungsprofils
• Energiespeicherung
• Verbesserung der Stromqualität

FAQs

1). Warum verwenden wir eine Kondensatorbank in der Umspannstation?

Diese werden zur Blindleistungskompensation und Leistungsfaktorkorrektur verwendet.

2). Wird eine Kondensatorbank Strom sparen?

Ja, die Installation einer Kondensatorbank verbessert den Leistungsfaktor. Weniger Leistungsfaktor verursacht mehr Verluste und zieht Geld von der lokalen Elektrizitätsbehörde an. Durch die Installation können wir also Strom sparen.

3). Was ist der Zweck der Kondensatorbank?

Es wird zur Leistungsfaktorkorrektur und Blindleistungskompensation verwendet.

4). Was passiert, wenn ich einen Kondensator an die Generatorlast anschließe?

Sowohl Kondensatoren als auch Generatoren leiten Blindleistung in das System ein. Der Anschluss eines Kondensators an die Generatorlast erhöht also den Blindleistungspegel. Dies kann auch zu Instabilität führen. Zu diesem Zweck werden Nebenschlussdrosseln verwendet, die überschüssige Blindleistung verbrauchen.

5). Wie teste ich einen Kondensator mit einem Multimeter?

Die Kapazität eines Kondensators kann mit einem Multimeter gemessen werden. Dazu müssen wir den Bereich des Messgeräts in einen hohen Ohmwert setzen, sodass die Kapazität in Farad gemessen werden kann.

Daher haben wir den Zweck, den Betrieb, die Verbindungen und die Anwendungen der Kondensatorbank gesehen. Die Kondensatorbänke sind eines der handlichsten Geräte, die nicht nur in Umspannwerken, sondern auch in Wohngebäuden und in der Industrie benötigt werden. Zwei interessante Aspekte in diesem Zusammenhang bleiben dem Leser zum Nachdenken überlassen. Eine ist, was ist die ideale Platzierung der Kondensatorbank? Dies bedeutet, dass die Bank am Anfang der Anlage, in der Mitte oder am Endpunkt platziert werden soll. Der andere Aspekt ist, können wir die Kapazität der Kondensatorbank steuern? Wenn ja, welche Hilfsgeräte sollten wir dafür verwenden.