Kuinka ilmajäähdytetty kondensaattori parantaa sähköjärjestelmän käyttötasoa reaktiivisen tehonkorvauksen kautta?

​
Induktiivisen kuormituksen käyttöjärjestelmän toimintamekanismi on suhteellisen erityinen. Kun virta kulkee induktiivisten laitteiden, kuten moottorien ja muuntajien, läpi, virran ja jännitteen välillä on vaiheero, mikä johtaa siihen, että osa sähköenergiasta muuttuu jatkuvasti sähkökentän ja magneettikentän välillä, mutta sitä ei voida todella muuntaa hyödylliseksi työksi. Tämä sähköenergian osa on reaktiivista voimaa. Vaikka reaktiivinen teho ei suoraan toimi, se on välttämätöntä induktiivisten kuormitusten normaalin toiminnan ylläpitämisessä. Suuren määrän reaktiivisen tehon läsnäolo kuitenkin lisää virtaa ja tuottaa enemmän häviöitä linjankestävyydellä. Samaan aikaan se aiheuttaa myös viivajännitteen pudotuksen lisääntymisen, mikä tekee loppukäyttäjän jänniteestä alhaisen, mikä vaikuttaa vakavasti tehon laatuun ja järjestelmän toiminnan tehokkuuteen. ​
Ilmajäähdytetty kondensaattori käytetään reaktiiviseen voimankorvaukseen sähköjärjestelmässä ja sillä on tieteellinen työperiaate. Kondensaattori on olennaisesti komponentti, joka tallentaa varauksen. AC -piirissä se voi tallentaa sähköenergiaa, kun jännite kasvaa ja vapauttaa sähköenergiaa jännitteen vähentyessä. Tämä ominaisuus antaa sille mahdollisuuden tuottaa vastakkaisen kapasitiivisen reaktiivisen voiman induktiivisen kuorman kuluttaman reaktiivisen voiman kanssa. Kun ilmajäähdytteinen kondensaattori on kytketty sähköjärjestelmään, sen tuottama kapasitiivinen reaktiivinen teho ja induktiivinen kuormituksen kuluttama induktiivinen reaktiivinen teho, vähentäen siten järjestelmässä välitettyä kokonaisreaktiivista voimaa. Tämä on kuin joidenkin "tehottomien" ajoneuvojen vähentäminen tungosta tiellä, mikä tekee tien sujuvammaksi ja sähköjärjestelmän toiminnan tehokkaammaksi. ​
Erityisestä prosessista, kun ilmajäähdytteinen kondensaattori on kytketty sähköjärjestelmään, sillä on ensin merkittävä vaikutus tehokertoimeen. Tehokerroin heijastaa sähköenergian tehokkaan käyttöä. Induktiivisten kuormitusten läsnäolo vähentää tehokerrointa, ja ilmajäähdytteisen kondensaattorin injektoima kapasitiivinen reaktiivinen teho voi säätää virran ja jännitteen välistä vaihesuhdetta, mikä tekee niistä mahdollisimman lähellä samaa vaihetta, parantaen siten tehokerrointa. Kun tehokerrointa parannetaan, virran efektiivinen arvo sähköjärjestelmässä laskee vastaavasti. Koska piiriperiaatteen mukaan, kun lähetetään samaa aktiivista tehoa, virta on käänteisesti verrannollinen tehokertoimeen. Virran pienentymisen jälkeen myös linjan tehonhäviö vähenee. Tämä johtuu siitä, että linjahäviö on verrannollinen virran neliöön. Virran väheneminen voi vähentää huomattavasti linjankestävyyden lämpöhäviötä ja vähentää energiajätteitä tehonsiirtoprosessissa.

Ilmajäähdytteisillä kondensaattoreilla on myös tärkeä rooli jännitteen laadun parantamisessa. Linjan jännitteen pudotus liittyy läheisesti virran kokoon. Kun virta vähenee reaktiivisen tehon kompensointia johtuen, myös linjan jännitteen pudotus vähenee. Tämä tekee sähköjärjestelmän kunkin solmun jännitteesta vakaamman, etenkin terminaalialueella, joka on kaukana virtalähteestä, alhaisen jännitteen ongelmaa voidaan lievittää tehokkaasti. Vakaa jännite ei vain edistä erityyppisten sähkölaitteiden normaalia toimintaa ja pidentää laitteiden käyttöiän käyttöä, vaan varmistaa myös koko sähköjärjestelmän turvallisen ja vakaan toiminnan ja vähentää jännitteenvaihteluiden aiheuttamaa vikavaaraa. ​
Todellisissa sähköjärjestelmissä ilmajäähdytteisiä kondensaattoreita käytetään eri tavoin. Suuren kapasiteetin ilmajäähdytteiset kondensaattoriryhmät voidaan asentaa keskitetysti sähköasemiin, ja keskitetty kompensointi voidaan suorittaa järjestelmän yleisen reaktiivisen tehon kysynnän mukaisesti. Tämä menetelmä voi makrokontrollia koko alueellisen sähköverkon reaktiivisen tehon ja parantaa alueellisen sähköverkon tehokerrointa ja jännitetasoa. Pienet ilmajäähdytteiset kondensaattorit voidaan myös asentaa jakelumuuntajan matalajännitteiseen puoleen kompensoimaan paikan päällä tietyn alueen kuormitusominaisuuksille. Tämä voi täyttää tarkemmin paikallisten kuormien reaktiivisen tehon kysynnän, vähentää matalan jännitteiden reaktiivista siirtoa ja vähentää linjahäviöitä. Lisäksi korkeajännitteisten siirtojohtojen avulla käytetään sarjan ilmajäähdytteisiä kondensaattoreita linjan induktiivisen reaktion kompensoimiseksi, linjan siirtokapasiteetin parantamiseksi ja tehonsiirron etäisyyden lisäämiseksi. ​
Vaikka ilmajäähdytteiset kondensaattorit toimivat hyvin reaktiivisessa tehonkorvauksessa sähköjärjestelmissä, heillä on myös joitain haasteita. Tehojärjestelmän käyttöolosuhteet ovat monimutkaisia ja vaihdettavia, ja kuorman reaktiivinen teho saattaa muuttua milloin tahansa, mikä vaatii ilmajäähdytteisiä kondensaattoreita reagoimaan nopeasti ja säätämään joustavasti. Jos korvaus ei ole ajankohtainen tai korvausmäärä on epätarkka, odotettavissa olevan reaktiivisen tehonkorvausvaikutuksen ei vain saavuteta, mutta myös uusia ongelmia, kuten järjestelmän jännitteen vaihtelut ja resonanssi, voi myös aiheuttaa. Samanaikaisesti ympäristöjäähdytteisiin kondensaatioihin vaikuttavat ympäristötekijät, kuten korkea lämpötila, kosteus ja pöly pitkäaikaisen toiminnan aikana. Nämä tekijät voivat aiheuttaa kondensaattorin suorituskyvyn heikentymisen tai jopa epäonnistumisen, mikä vaikuttaa sen reaktiivisen tehon korvauksen luotettavuuteen ja stabiilisuuteen. ​
Ilmajäähdyttimien kondensaattorien roolin paremmaksi voimavarojen rooliin reaktiivisessa tehonkorvauksessa sähköjärjestelmissä liittyvät tekniikat kehittyvät ja innovaatiot myös jatkuvasti. Toisaalta kehitetään edistyneempiä ohjausstrategioita, ja älykästä ohjaustekniikkaa käytetään järjestelmän reaktiivisen voiman ja jännitemuutosten seuraamiseen reaaliajassa, hallitsemaan tarkasti ilmajäähdyttimien kondensaattorien syöttöä ja poistamista, toteuttavat dynaamisen reaktiivisen tehon kompensointia ja parantamaan kompensointiaikojen aikataulua ja tarkkuutta. Toisaalta ilmajäähdyttimien kondensaattorien valmistusprosessia ja materiaaleja tulisi parantaa niiden kykyä vastustaa ympäristöhäiriöitä ja parantaa laitteiden luotettavuutta ja käyttöikäistä. Lisäksi koordinoitua sovellusta muiden reaktiivisten kompensointilaitteiden, kuten staattisten reaktiivisten generaattoreiden, kanssa olisi tutkittava, jotta saadaan täysi pelaaminen eri laitteiden etuihin ja rakentaa täydellisempi reaktiivisempi korvausjärjestelmä.