ธนาคารตัวเก็บประจุใช้พลังงานหรือไม่?

การแนะนำ

ในการกระจายพลังงานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์การจัดการการใช้พลังงานเป็นสิ่งสำคัญ มันจะต้องทำอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพธนาคารตัวรับสัญญาณเป็นส่วนสำคัญที่พบในแผงไฟฟ้าสวิตช์บอร์ดและระบบไฟฟ้าอื่น ๆ พวกเขาใช้ในสวิตช์แรงดันไฟฟ้าต่ำแผงการกระจายพลังงานและบอร์ดสวิตช์ไฟฟ้า วัตถุประสงค์หลักของพวกเขาคือการปรับปรุงปัจจัยพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของกระแสไฟฟ้า

คำถามทั่วไปเกิดขึ้นระหว่างผู้จัดการสิ่งอำนวยความสะดวกที่ดูแลศูนย์ข้อมูลอาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรมที่มีระบบควบคุมที่ซับซ้อน: ธนาคารตัวเก็บประจุใช้พลังงานหรือไม่? คำตอบง่ายๆคือ: ตัวเก็บประจุเก็บและปล่อยพลังงาน

พวกเขาไม่ ใช้ พลังงานเช่นโหลดต้านทานในวงจรไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการติดตั้งธนาคารตัวเก็บประจุทั้งหมดมีการสูญเสียพลังงานอย่างต่อเนื่องเล็กน้อย การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นกุญแจสำคัญในการชื่นชมการทำงานของธนาคารตัวเก็บประจุและประสิทธิภาพของระบบโดยรวมซึ่งเป็นส่วนสำคัญของประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ฟังก์ชั่นหลัก: การแก้ไขปัจจัยกำลัง (PFC)

วัตถุประสงค์หลักของธนาคารตัวเก็บประจุคือการแก้ไขปัจจัยพลังงาน (PFC) ซึ่งมักจะอัตโนมัติผ่านระบบการแก้ไขปัจจัยพลังงานอัตโนมัติ (APFC) โหลดอุปนัยเช่นมอเตอร์หม้อแปลงและแสงฟลูออเรสเซนต์ที่พบในสิ่งอำนวยความสะดวกโดยใช้แผงควบคุมอุตสาหกรรมและสวิตช์ไฟฟ้าต้องใช้พลังงานสองประเภทในการทำงาน: พลังงานที่แท้จริง (วัดใน KW ซึ่งทำงานที่มีประโยชน์) และพลังงานปฏิกิริยา (วัดใน KVAR ซึ่งสร้างสนามแม่เหล็ก)

ปัจจัยพลังงานต่ำบ่งชี้ว่าการหมุนเวียนพลังงานแบบปฏิกิริยาในระดับสูงนั้นไม่มีประสิทธิภาพระหว่างโหลดและแหล่งพลังงาน (เช่นยูทิลิตี้) ทำให้กระแสมีขนาดใหญ่ขึ้นไหลสำหรับงานที่มีประโยชน์ในปริมาณเท่ากัน สิ่งนี้เน้นระบบการกระจายไฟฟ้าทั้งหมดรวมถึงสายเคเบิลหม้อแปลงระบบสวิตช์และแผงควบคุมไฟฟ้า

ธนาคารตัวเก็บประจุทำงานอย่างไร

ตัวเก็บประจุธนาคารต่อต้านความไร้ประสิทธิภาพนี้ พวกเขาทำหน้าที่เหมือนแหล่งพลังงานตอบสนองในท้องถิ่น ติดตั้งอย่างมีกลยุทธ์ใกล้กับโหลดอุปนัยหรือส่วนกลางภายในสวิตช์บอร์ดกล่องกระจายพลังงานหรือชุดสวิตช์ LV ตัวเก็บประจุ 'Supply ' กระแสไฟฟ้าที่ต้องการการทำปฏิกิริยาที่จำเป็นโดยตรง ณ จุดที่ต้องการ

สิ่งนี้จะช่วยลดปริมาณพลังงานปฏิกิริยาที่ต้องไหลออกจากแหล่งพลังงานยูทิลิตี้ผ่านหม้อแปลงสายเคเบิลและแผงการกระจาย เป็นผลให้การไหลของกระแสไฟฟ้าทั้งหมดผ่านแผงไฟฟ้าสวิตช์บอร์ดหรือสวิตช์ลดลงสำหรับพลังงานจริงที่ส่งมอบในปริมาณเท่ากันเพื่อปรับปรุงปัจจัยพลังงานโดยรวม การรวมเข้าด้วยกันภายในระบบสวิตช์ที่มีประสิทธิภาพทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานยังคงปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

ที่อยู่การใช้พลังงาน

• การสูญเสียน้อยที่สุด: ในขณะที่การกระทำของตัวเก็บประจุพื้นฐานเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้าในวงจรเกือบสูญเสียสำหรับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาภายในวงจรไฟฟ้าการประกอบธนาคารตัวเก็บประจุทางกายภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อจัดการแรงดันไฟฟ้าสูงหรือ KVAR ขนาดใหญ่ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานเล็กน้อย การสูญเสียเหล่านี้ส่วนใหญ่เกิดจาก:

• การสูญเสียอิเล็กทริก: การให้ความร้อนเล็กน้อยภายในวัสดุฉนวน (อิเล็กทริก) ของตัวเก็บประจุเองเนื่องจากสนามไฟฟ้าสลับกัน ตัวเก็บประจุที่ทันสมัยและสูญเสียต่ำลดสิ่งนี้

• การสูญเสียความต้านทาน: พลังงานกระจายไปตามความร้อนในการเชื่อมต่อภายในของตัวเก็บประจุ, busbars ที่เชื่อมต่อภายในธนาคาร, ฟิวส์ใด ๆ และอุปกรณ์สลับ (เช่นคอนแทคเตอร์) ที่ใช้เพื่อเชื่อมต่อกับแผงกระจายพลังงานหรือสวิตช์บอร์ด ส่วนประกอบที่มีคุณภาพสูงและการออกแบบที่แข็งแกร่งรวมถึงคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่สำคัญเพื่อป้องกันความเสี่ยงเช่นไฟฟ้าช็อตทำให้การสูญเสียเหล่านี้ต่ำ

• ค่าการสูญเสียทั่วไป: สำหรับธนาคารตัวเก็บประจุที่ออกแบบมาอย่างดีโดยใช้ส่วนประกอบที่ทันสมัยการสูญเสียพลังงานอย่างต่อเนื่องทั้งหมดมักจะต่ำมากมักจะประมาณระหว่าง 0.5 วัตต์ (W) และ 1 W ต่อ KVAR ของการจัดอันดับธนาคาร ตัวอย่างเช่นธนาคารขนาดใหญ่ 500 KVAR ที่ดำเนินงานในระดับแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานอาจใช้เวลาประมาณ 250-500 W อย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาการดำเนินการและกำลังทำปฏิกิริยา

การใช้พลังงานเทียบกับการประหยัดพลังงาน

จุดสำคัญคือ: ในขณะที่ธนาคารตัวเก็บประจุ ใช้ พลังงานจำนวนน้อยมาก (วัดเป็น KW) เนื่องจากการสูญเสียที่กล่าวถึงข้างต้น การประหยัดพลังงาน ที่ช่วยให้ผ่านการแก้ไขปัจจัยพลังงานมีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ โดยการลดกระแสไฟฟ้าทั้งหมด:

• ลดการสูญเสียพลังงาน (การสูญเสียI⊃2;R) ในสายเคเบิลหม้อแปลงและระบบสวิตช์ต้นน้ำของธนาคารตัวเก็บประจุ

• ค่าใช้จ่ายความต้องการลดลงจากสาธารณูปโภค (มักจะขึ้นอยู่กับ KVA)

• การหลีกเลี่ยงค่าธรรมเนียมการลงโทษปัจจัยพลังงาน

• ความจุที่เพิ่มขึ้นของหม้อแปลงสายเคเบิลและสวิตช์ที่มีอยู่เช่นสวิตช์ LV สวิตช์หรือแผงไฟฟ้าเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าน้อยลงสำหรับโหลดพลังงานจริงเดียวกัน

ผลกระทบสุทธิคือ ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน โดยรวม และการประหยัดต้นทุนพลังงานที่คุ้มค่าและประสิทธิภาพที่ดีขึ้นของระบบการกระจายไฟฟ้าซึ่งมีค่ามากกว่าพลังงานที่น้อยที่สุดที่ธนาคารเก็บประจุใช้เอง นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับสภาพแวดล้อมที่ใช้พลังงานมากเช่นศูนย์ข้อมูล

การบูรณาการในระบบพลังงาน

ธนาคารตัวเก็บประจุจะถูกรวมเข้ากับการกระจายและการควบคุมที่หลากหลายเช่นแผงควบคุม:

• แผงตัวเก็บประจุ LV เฉพาะ: มักจะเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มผู้เล่นตัวจริงสวิตช์บอร์ดหรือหน่วยสแตนด์อโลนซึ่งรวมคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่จำเป็น

• ภายในสวิตช์บอร์ดหลัก/LV สวิตช์: ธนาคารสามารถรวมเข้ากับส่วนของสวิตช์ไฟฟ้าขนาดใหญ่หรือชุดสวิตช์ LV ที่ออกแบบมาเพื่อรองรับแรงดันไฟฟ้าสูงและประเภทของโหลดไฟฟ้า

• แผงการกระจายพลังงาน (PDPS): บางครั้งรวมอยู่ที่ระดับการกระจายย่อยเพื่อจัดการการไหลของกระแสไฟฟ้าในท้องถิ่น

• ศูนย์ควบคุมมอเตอร์ (MCCs): มักจะมีธนาคารที่อุทิศให้กับกลุ่มมอเตอร์รวมเข้ากับระบบควบคุม

• แผงควบคุมอุตสาหกรรม: บางครั้งรวมถึงธนาคารแก้ไขท้องถิ่นขนาดเล็ก

• ตัวเลือกการออกแบบขึ้นอยู่กับโปรไฟล์การโหลดเฉพาะและเค้าโครงการกระจายการดำเนินงานการดำเนินการยังคงปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในขณะที่เพิ่มประสิทธิภาพการแก้ไขปัจจัยพลังงานและป้องกันความผิดพลาด ระบบตัวเก็บประจุที่อยู่อาศัยของระบบที่อยู่อาศัยที่ทันสมัยยังรวมถึงการป้องกันที่แข็งแกร่งจากการโอเวอร์โหลดและวงจรลัดวงจร

บทสรุป

ดังนั้นธนาคารตัวเก็บประจุจึงใช้พลังงานหรือไม่? ในทางเทคนิคใช่ แต่มีเพียงจำนวนน้อยมากเนื่องจากการสูญเสียไฟฟ้าโดยธรรมชาติภายในส่วนประกอบของธนาคารจัดการได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในระบบสวิตช์ที่ออกแบบมาอย่างดี อย่างไรก็ตามการบริโภคน้อยที่สุดนี้เป็นสิ่งที่จำเป็นและมีความสำคัญมากเมื่อเทียบกับผลประโยชน์ที่สำคัญ

ฟังก์ชั่นหลักของธนาคารตัวเก็บประจุภายในแผงไฟฟ้าสวิตช์บอร์ดกล่องกระจายพลังงานหรือการติดตั้งสวิตช์ LV คือการแก้ไขปัจจัยพลังงาน (PFC) มันประสบความสำเร็จโดยการจัดหาพลังงานปฏิกิริยาในพื้นที่ซึ่งจะช่วยลดการไหลของระบบโดยรวมของกระแสไฟฟ้าลดการสูญเสียพลังงานในโครงสร้างพื้นฐานระบบการกระจายไฟฟ้า (หม้อแปลง, สายเคเบิล, สวิตช์เกียร์), การปรับปรุงระดับแรงดันไฟฟ้าและความเสถียรและลดต้นทุนไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยพลังงานต่ำ

พลังงานจำนวนเล็กน้อย 'บริโภค ' โดยธนาคารเองนั้นถูกแคระโดยประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่สำคัญได้รับการอำนวยความสะดวกตลอดวงจรไฟฟ้าทั้งหมดทำให้ต้นทุนพื้นฐานมีประสิทธิภาพ

การลงทุนในโซลูชันของธนาคารตัวเก็บประจุที่ออกแบบมาอย่างดีซึ่งตั้งอยู่ในระบบสวิตช์ที่เหมาะสมพร้อมคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่จำเป็นเพื่อป้องกันการกระแทกด้วยไฟฟ้าและลดความเสี่ยงจากการโอเวอร์โหลดและการลัดวงจรไม่ว่าจะเป็นเรื่องง่ายหรือ APFC ควบคุมได้