مولد التيار الكهربائي الداخلي الثابت FGI بجهد 6–6.6 كيلوفولت (SVG) هو حل إلكتروني متقدم للطاقة الكهربائية لتعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية في أنظمة الطاقة الصناعية ذات الجهد المتوسط. تم تصميمه للشبكات الكهربائية حيث تتطلب متطلبات الطاقة التفاعلية المتقلبة، وتغيرات الجهد، واضطرابات جودة الطاقة تعويضا سريع وقابل للتعديل بشكل مستمر.
يراقب النظام ظروف التشغيل الكهربائية ويولد التيار التفاعلي السعوي أو الحثي المطلوب لتنظيم القدرة التفاعلية عند نقطة التقييم المحددة. مقارنة ببنوك المكثفات التقليدية ذات التبديل الخطي، توفر تقنية SVG تعويضا بدون خطوة ضمن نطاق التشغيل المصنف، مما يسمح لها بالاستجابة بشكل أكثر فعالية لتغيرات ظروف الأحمال.
تستخدم منصة التحكم معالجات إشارات رقمية متعددة الشرائح (DSPs) ومصفوفات البوابات القابلة للبرمجة ميدانيا (FPGAs). تدعم نظرية القدرة التفاعلية الفورية وخوارزميات الحساب التوافقي السريع التحليل والتحكم في ظروف التشغيل الكهربائية في الوقت الحقيقي.
يقوم المتحكم بحساب التيار التعويضي المطلوب ويوجه نظام تحويل الطاقة المعتمد على IGBT لحقن أو امتصاص التيار التفاعلي حسب الحاجة. يتيح ذلك تنظيم الطاقة التفاعلية الديناميكية ويدعم التحكم في الجهد وتصحيح معامل القدرة.
مع زمن استجابة محدد أقل من 5 مللي ثانية، تم تصميم FGI SVG للاستجابة بسرعة لتغير الطلب على الطاقة التفاعلية. هذه القدرة ذات صلة خاصة في المنشآت الصناعية ذات المحركات الكبيرة، أو الأحمال العملية المتغيرة بسرعة، أو المعدات الأخرى التي قد تسبب تقلبات في الجهد.
كما يحدد النظام قدرة المرور عبر الجهد المنخفض تحت ظروف انخفاض جهد محددة. يعتمد الأداء الفعلي على التكوين المعتمد، وإعدادات الحماية، وظروف التشغيل القابلة للتطبيق.
تقدم FGI تكوينات SVG مبردة بالسائل والمبردة بالهواء لاستيعاب نطاقات السعة المختلفة، ومتطلبات إدارة الحرارة، وظروف التركيب.
تتوفر تكوينات مبردة بالسائل بسعات مصنفة تتراوح بين 1–15 ميغافارت ضمن نطاق الأبعاد الداخلية المقدم من 6–6.6 كيلوفولت. تشمل التكوينات المبردة بالهواء خيارات سعة إضافية، حيث تختلف أبعاد الخزانة والوزن ونوع المفاعل حسب التصنيف.
يجب اختيار طريقة التبريد النهائية وفقا لسعة التعويض المطلوبة، ومساحة التركيب المتاحة، والظروف المحيطة، ومتطلبات هندسة المشروع.
يدعم SVG أهداف تحكم متعددة، بما في ذلك القدرة التفاعلية الثابتة للجهاز، والقدرة التفاعلية الثابتة لنقاط التقييم، وعامل القدرة الثابت لنقاط التقييم، وجهد نقطة التقييم الثابت، وتعويض الحمل.
تسمح هذه الأوضاع بتكوين النظام وفقا لاحتياجات الشبكة الكهربائية ونقطة التحكم المطلوبة.
بالإضافة إلى تعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية، يدعم النظام تعويض التيار التوافقي كما هو محدد في وثائق المنتج. تعتمد فعاليتها على الطيف التوافقي، وممانعة النظام، وسعة التعويض، وظروف التشغيل.
بالنسبة للمشاريع التي تحتوي على أحمال غير خطية كبيرة، يجب إجراء تقييم جودة الطاقة لتأكيد التركيبة المناسبة بين SVG وأي معدات تصفية توافقية مخصصة.
يمكن لعدة وحدات SVG العمل بالتوازي لزيادة القدرة الإجمالية للتعويض وتوفير تنظيم منسق عبر عدة حافلات أو مجموعات تحميل. يدعم النظام واجهات وبروتوكولات اتصال متعددة للدمج مع أنظمة مراقبة المحطة، والأتمتة، وإدارة الطاقة.
تشمل خيارات الاتصال المدرجة في مواصفة المنتج الإيثرنت، RS485، CAN والألياف البصرية، مع بروتوكولات تشمل Modbus RTU وProfibus وCDT91 وIEC 61850-103/104. يجب تأكيد الواجهات والبروتوكولات المدعومة المحددة للتكوين المختار.
يشمل نظام الحماية وظائف لجهد الناقل، وانخفاض التيار في الحافلة، وارتفاع التيار SVG، وأعطال المحرك، وارتفاع جهد الوحدة، وارتفاع التيار في الوحدة، وارتفاع درجة الحرارة، وأعطال الاتصالات.
تتوفر تكوينات النظام الاحتياطية، وترتيبات مصادر الطاقة المساعدة، وقدرة التشغيل N-2 وفقا لتصميم المشروع. تهدف هذه الميزات إلى تحسين توفر النظام وتحملها للأخطاء.
اختيار SVG المناسب يتطلب تقييم الجهد المصنف، والطلب على الطاقة التفاعلية، وتباين الحمل، وأهداف معامل الطاقة، والظروف التوافقية، ومتطلبات التبريد، وقيود التركيب.
يمكن لفريق الهندسة في FGI استخدام هذه المدخلات للمشروع لتحديد السعة المصنفة المناسبة، وتكوين التبريد، ووضع التحكم، وترتيب النظام.
|
العنصر |
وصف الأداء |
|---|---|
|
تعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية |
يوفر تنظيما مستمرا للطاقة التفاعلية السعوية والحثية |
|
زمن الاستجابة الديناميكي |
أقل من 5 مللي ثانية |
|
تنظيم الطاقة التفاعلية |
تعويض القوة التفاعلية المستمر ثنائي الاتجاه |
|
تثبيت الجهد |
يدعم تنظيم الجهد الديناميكي ويحسن استقرار الجهد |
|
تصحيح عامل القدرة |
يدعم التحكم في معامل القدرة وتعويض القدرة التفاعلية |
|
تعويض الحمل |
يساعد في تعويض الأحمال التفاعلية المتقلبة في أنظمة الطاقة الصناعية |
|
ركوب الجهد المنخفض (LVRT) |
يدعم 0 وحدة وحدة تحكم لمدة 150 مللي ثانية و0.2 وحدة وحدة لكل وحدة لطول 625 مللي ثانية، حسب ظروف التكوين والاختبار |
|
قدرة التحميل الزائد |
أكثر من 120٪ لمدة دقيقة واحدة، حسب التكوين وظروف التشغيل |
|
الأداء الهارموني |
THDi أقل من 3٪، وذلك وفقا لشروط اختبار محددة |
|
فقدان الطاقة |
أقل من 0.8٪، حسب ظروف التشغيل المصنفة |
|
أوضاع التحكم |
القدرة التفاعلية الثابتة، القدرة التفاعلية عند نقطة الاتصال، عامل الطاقة، الجهد، وتعويض الحمل |
|
التشغيل المتوازي |
يدعم التشغيل المتوازي متعدد الوحدات والتعويض المنسق، مع مراعاة تكوين النظام |
|
خيارات التبريد |
التكوينات المبردة بالسائل والمبردة بالهواء |
|
تكامل الاتصالات |
يدعم عدة واجهات وبروتوكولات اتصالات صناعية، حسب التكوين |
|
المعلمة |
المواصفات |
|---|---|
|
نوع المنتج |
مولد الصوت الثابت الداخلي (SVG) |
|
جهد الشبكة المصنف |
6 كيلوفولت / 6.6 كيلو فولت |
|
تحمل الجهد المصنف |
±10% |
|
جهد نقطة التقييم |
6–6.6 كيلو فولت |
|
نطاق جهد الإدخال |
0.9–1.1 Pu |
|
التردد المصنف |
50 / 60 هرتز |
|
نطاق القدرة التفاعلية |
يعتمد على النموذج؛ راجع السعة المقدرة للتكوين المختار |
|
القوة البدائية |
±0.005 ميفار. |
|
الحل الحالي |
0.5 أمبير |
|
زمن الاستجابة الديناميكي |
أقل من 5 مللي ثانية |
|
قدرة التحميل الزائد |
أكثر من 120٪ لمدة دقيقة واحدة، حسب التكوين |
|
التشويه التوافقي الكلي للتيار (THDi) |
أقل من 3٪، وذلك يخضع لشروط الاختبار |
|
فقدان الطاقة |
أقل من 0.8٪، حسب ظروف التشغيل المصنفة |
|
وحدة التحكم في الطاقة |
380 فولت تيار متردد; 220 فولت تيار / 220 فولت تيار مستمر |
|
واجهات الاتصال |
إيثرنت، RS485، CAN، ألياف بصرية |
|
بروتوكولات الاتصال |
مودبوس RTU، بروفيبوس، CDT91، IEC 61850-103 / IEC 61850-104؛ يعتمد التوفر على التكوين |
|
أوضاع التحكم في الطاقة التفاعلية |
القدرة التفاعلية الثابتة، القدرة التفاعلية على نقطة التقييم، عامل الطاقة، الجهد، تعويض الحمل |
|
تكوين النظام |
التشغيل المتوازي متعدد الوحدات، تنسيق متعدد الناقلات، وتنسيق مكثفات المرشح متعددة المجموعات (FC)، وذلك حسب تصميم النظام |
|
وظائف الحماية |
جهد زائد في الحافلة وانخفاض الجهد، تيار زائد في SVG، عطل في القيادة، جهد الوحدة الزائد، التيار الزائد ودرجة الحرارة الزائدة، عطل الاتصال، عطل الإدخال/الإخراج الحماية، مصدر طاقة التحكم غير الطبيعي |
|
التشغيل المتكرر |
N-2 تشغيل، حيث يدعمها النظام المختار |
|
درجة حرارة التشغيل المحيطة |
-35°C إلى +40°C |
|
درجة حرارة التخزين |
-40°C إلى +70°C |
|
الرطوبة النسبية |
أقل من 90٪ عند 25°م، غير مكثف |
|
ارتفاع التركيب |
حتى 2000 متر؛ تتطلب التطبيقات على ارتفاعات أعلى تقييما |
|
تصنيف الزلازل |
شدة VIII، خاضعة لمعيار التصميم المعمول به |
|
درجة التلوث |
الدرجة الرابعة، وذلك وفقا لتصميم المعدات والمعيار المعمول به |
|
السعة المصنفة |
الأبعاد (W × D × H) |
الوزن التقريبي |
نوع المفاعل |
|---|---|---|---|
|
1–9 مفار |
5,200 × 1,400 × 2,400 مم |
حوالي 2,550 كجم |
نواة الهواء |
|
10–15 مفار |
5,800 × 1,400 × 2,400 مم |
حوالي 2,750 كجم |
نواة الهواء |
|
السعة المصنفة |
الأبعاد (W × D × H) |
الوزن التقريبي |
نوع المفاعل |
|---|---|---|---|
|
1–2 مفار |
3,300 × 1,400 × 2,400 مم |
حوالي 2,200–2,850 كجم |
نواة الحديد |
|
3 ميفار |
3400 × 1400 × 2400 مم |
حوالي 3,060 كجم |
نواة الحديد |
|
4–5 ميفار |
4,800 × 1,400 × 2,400 مم |
حوالي 3,750–4,260 كجم |
نواة الحديد |
|
6–7 مفار |
3,600 × 1,400 × 2,400 مم |
حوالي 2,750–3,450 كجم |
نواة الهواء |
|
8–12 مفار |
5,600 × 1,400 × 2,600 مم |
حوالي 4,600–5,000 كجم |
نواة الهواء |
1. تعويض الطاقة التفاعلية الديناميكية السريع
مع زمن استجابة أقل من 5 مللي ثانية، يقوم FGI SVG بضبط التيار التفاعلي بسرعة لتلبية متطلبات الحمل المتغيرة. يساعد ذلك في تحسين عامل القدرة، ودعم استقرار الجهد، وتقليل تأثير تقلبات الحمل السريعة.
2. التنظيم المستمر للسعات والحثاء
توفر SVG تعويضا تلقائيا وقابلا للتعديل المستمر للطاقة التفاعلية ضمن نطاق التشغيل المصنف. يدعم كل من التشغيل السعوي والحثي، مما يسمح للنظام بالاستجابة لظروف الشبكة والحمل المختلفة.
3. الإدارة الحرارية المبردة بالسائل
تم تصميم التكوين المبرد بالسائل لإدارة الحرارة الناتجة عن مكونات الطاقة الإلكترونية في التطبيقات عالية السعة. تتوفر أيضا بدائل مبردة بالهواء للمشاريع ذات السعة ومتطلبات التركيب المختلفة.
4. التحكم الرقمي المتقدم
تستخدم منصة التحكم تقنية DSP وFPGA متعددة الرقائق، إلى جانب نظرية القدرة التفاعلية الفورية وخوارزميات الحساب التوافقي السريع، لدعم القياس الكهربائي في الوقت الحقيقي والتعويض الديناميكي.
5. أنماط تشغيل متعددة
تشمل أوضاع التحكم المتاحة القدرة التفاعلية الثابتة للجهاز، القدرة التفاعلية بنقاط التقييم الثابتة، عامل القدرة الثابت لنقطة التقييم، جهد نقطة التقييم الثابت، وتعويض الحمل.
6. التشغيل المتوازي المنسق
يمكن لعدة وحدات SVG العمل بالتوازي لتوسيع القدرة الإجمالية للتعويض وتنسيق تنظيم الطاقة التفاعلية عبر عدة حافلات ومجموعات حمول، وفقا لتكوين النظام المعتمد.
7. إدارة جودة الطاقة
بالإضافة إلى تعويض القدرة التفاعلية، يدعم النظام التعويض التوافقي كما هو محدد للتكوين المطبق. يعتمد الأداء التوافقي الفعلي على ظروف التشغيل وقدرة التعويض المصنفة.
8. الحماية وموثوقية النظام
تغطي وظائف الحماية المتكاملة حالات مثل جهد الناقل الزائد، والجهد المنخفض، والتيار الزائد، وارتفاع درجة الحرارة، وأعطال الاتصال. تتوفر تصاميم مكررة وقدرة تشغيل N-2 وفقا لتكوين النظام.
