چگونه خازن خنک شده هوا از طریق جبران توان واکنشی سطح عملکرد سیستم قدرت را بهبود می بخشد؟

​
مکانیسم عملکرد بار القایی در سیستم قدرت نسبتاً خاص است. هنگامی که جریان از دستگاه های القایی مانند موتورها و ترانسفورماتورها عبور می کند ، بین جریان و ولتاژ اختلاف فاز وجود خواهد داشت ، و در نتیجه بخشی از انرژی الکتریکی به طور مداوم بین میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی تبدیل می شود ، اما نمی توان آن را به کار مفیدی تبدیل کرد. این بخش از انرژی الکتریکی قدرت واکنشی است. اگرچه قدرت واکنشی به طور مستقیم کار را انجام نمی دهد ، اما برای حفظ عملکرد طبیعی بارهای القایی ضروری است. با این حال ، وجود مقدار زیادی از قدرت واکنشی باعث افزایش جریان و ایجاد تلفات بیشتر در مقاومت خط می شود. در عین حال ، همچنین باعث افزایش ولتاژ خط می شود و ولتاژ کاربر نهایی را کم می کند و به طور جدی بر کیفیت برق و کارآیی عملکرد سیستم تأثیر می گذارد. ​
خازن خنک شده هوا برای جبران توان واکنشی در سیستم قدرت استفاده می شود و یک اصل کار علمی دارد. خازن در اصل مؤلفه ای است که شارژ آن را ذخیره می کند. در مدار AC ، می تواند انرژی الکتریکی را با افزایش ولتاژ ذخیره کرده و در صورت کاهش ولتاژ انرژی الکتریکی را آزاد کند. این ویژگی آن را قادر می سازد تا قدرت واکنشی خازنی از طبیعت متضاد را به قدرت واکنشی مصرف شده توسط بار القایی تولید کند. پس از اتصال خازن خنک شده هوا به سیستم قدرت ، قدرت واکنشی خازنی که تولید می کند و قدرت واکنشی القایی مصرف شده توسط بار القایی جبران یکدیگر ، از این طریق کل قدرت واکنشی منتقل شده در سیستم را کاهش می دهد. این مانند کاهش برخی از وسایل نقلیه "ناکارآمد" در یک جاده شلوغ ، باعث نرم تر شدن جاده و عملکرد سیستم قدرت کارآمدتر می شود. ​
از فرآیند خاص ، پس از اتصال خازن خنک کننده هوا به سیستم قدرت ، ابتدا تأثیر قابل توجهی بر فاکتور قدرت دارد. ضریب توان نشان دهنده میزان استفاده مؤثر از انرژی الکتریکی است. وجود بارهای القایی باعث کاهش فاکتور قدرت می شود و قدرت واکنشی خازنی تزریق شده توسط خازن خنک کننده هوا می تواند رابطه فاز بین جریان و ولتاژ را تنظیم کند و آنها را تا حد امکان به همان مرحله نزدیک کند و از این طریق ضریب توان را بهبود بخشد. با بهبود ضریب توان ، مقدار مؤثر جریان در سیستم قدرت بر این اساس کاهش می یابد. زیرا طبق اصل مدار ، هنگام انتقال همان قدرت فعال ، جریان به طور معکوس با ضریب توان متناسب است. پس از کاهش جریان ، از دست دادن قدرت در خط نیز کاهش می یابد. این امر به این دلیل است که از دست دادن خط متناسب با مربع جریان است. کاهش جریان می تواند باعث کاهش گرما در مقاومت در برابر خط شود و زباله های انرژی را در فرآیند انتقال برق کاهش دهد.

خازن های خنک کننده هوا نیز نقش مهمی در بهبود کیفیت ولتاژ دارند. افت ولتاژ خط از نزدیک با اندازه فعلی مرتبط است. هنگامی که جریان به دلیل جبران توان واکنشی کاهش می یابد ، افت ولتاژ خط نیز کاهش می یابد. این امر باعث می شود ولتاژ هر گره در سیستم قدرت پایدارتر شود ، به خصوص در منطقه ترمینال دور از منبع تغذیه ، می توان مشکل ولتاژ کم را به طور مؤثر کاهش داد. ولتاژ پایدار نه تنها برای عملکرد عادی انواع مختلف تجهیزات الکتریکی منجر می شود و عمر خدمات تجهیزات را طولانی می کند ، بلکه عملکرد ایمن و پایدار کل سیستم قدرت را نیز تضمین می کند و خطر خرابی ناشی از نوسانات ولتاژ را کاهش می دهد. ​
در سیستم های قدرت واقعی ، از خازن های خنک کننده هوا به روش های مختلفی استفاده می شود. گروه های خازن خنک کننده هوا با ظرفیت بزرگ را می توان به صورت مرکزی در پست ها نصب کرد و جبران خسارت متمرکز را می توان با توجه به تقاضای قدرت واکنشی کلی سیستم انجام داد. این روش می تواند قدرت واکنشی کل شبکه انرژی منطقه ای را کنترل کرده و ضریب توان و ولتاژ شبکه قدرت منطقه را بهبود بخشد. خازن های خنک شده با هوای کوچک همچنین می توانند در قسمت ولتاژ کم ترانسفورماتور توزیع نصب شوند تا در محل برای ویژگی های بار یک منطقه خاص جبران شود. این می تواند با دقت بیشتری تقاضای قدرت واکنشی بارهای محلی را برآورده کند ، انتقال واکنشی خطوط با ولتاژ کم و کاهش تلفات خط را کاهش دهد. علاوه بر این ، در خطوط انتقال ولتاژ با ولتاژ بالا ، از خازن های سریال خنک شده برای جبران واکنش القایی خط ، بهبود ظرفیت انتقال خط و افزایش فاصله و ظرفیت انتقال نیرو استفاده می شود. ​
اگرچه خازن های خنک کننده هوا در جبران توان واکنشی در سیستم های برق عملکرد خوبی دارند ، اما با برخی از چالش ها نیز روبرو هستند. شرایط عملیاتی سیستم قدرت پیچیده و قابل تغییر است و تقاضای قدرت واکنشی بار ممکن است در هر زمان تغییر کند ، که به خازن های خنک کننده هوا نیاز دارد تا سریع پاسخ دهند و انعطاف پذیر باشند. اگر جبران خسارت به موقع نباشد و یا مبلغ جبران خسارت نادرست باشد ، نه تنها اثر جبران خسارت واکنشی مورد انتظار حاصل نمی شود ، بلکه مشکلات جدیدی مانند نوسانات ولتاژ سیستم و رزونانس نیز ممکن است ایجاد شود. در عین حال ، خازن های خنک کننده هوا تحت تأثیر عوامل محیطی مانند درجه حرارت بالا ، رطوبت و گرد و غبار در طول کار طولانی مدت قرار می گیرند. این عوامل ممکن است باعث بدتر شدن یا حتی شکست ، عملکرد خازن شود و بر قابلیت اطمینان و ثبات جبران توان واکنشی آن تأثیر بگذارد. ​
به منظور بازی بهتر نقش خازن های خنک کننده هوا در جبران توان واکنشی در سیستم های قدرت ، فن آوری های مرتبط نیز به طور مداوم در حال توسعه و نوآوری هستند. از یک طرف ، استراتژی های کنترل پیشرفته تری تدوین شده است و از فناوری کنترل هوشمند برای نظارت بر قدرت واکنشی و ولتاژ سیستم در زمان واقعی استفاده می شود ، به طور دقیق کنترل و حذف خازن های خنک شده هوا را کنترل می کند ، جبران قدرت واکنش پویا را تحقق می بخشد و به موقع و به موقع و دقت جبران می کند. از طرف دیگر ، فرآیند تولید و مواد خازن های خنک کننده هوا باید بهبود یابد تا توانایی آنها در مقاومت در برابر تداخل محیطی و بهبود قابلیت اطمینان و عمر خدمات تجهیزات افزایش یابد. علاوه بر این ، برنامه هماهنگ با سایر تجهیزات غرامت واکنشی ، مانند ژنراتورهای واکنشی استاتیک ، باید مورد بررسی قرار گیرد تا بازی کامل به مزایای تجهیزات مختلف و ایجاد یک سیستم غرامت واکنشی کامل تر بسازد. $ $