Como o capacitor resfriado ao ar melhora o nível de operação do sistema de energia através da compensação de energia reativa?

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O mecanismo de operação de carga indutivo no sistema de energia é relativamente especial. Quando a corrente passa por dispositivos indutivos, como motores e transformadores, haverá uma diferença de fase entre corrente e tensão, resultando em uma parte da energia elétrica sendo continuamente convertida entre o campo elétrico e o campo magnético, mas não pode ser realmente convertido em trabalho útil. Esta parte da energia elétrica é energia reativa. Embora a energia reativa não funcione diretamente, é indispensável para manter a operação normal de cargas indutivas. No entanto, a presença de uma grande quantidade de energia reativa aumentará a corrente e gerará mais perdas na resistência à linha. Ao mesmo tempo, também fará com que a queda de tensão da linha aumente, diminuindo a tensão do usuário final, afetando seriamente a qualidade da energia e a eficiência da operação do sistema. ​
Capacitor resfriado a ar é usado para compensação de energia reativa no sistema de energia e possui um princípio de trabalho científico. O capacitor é essencialmente um componente que armazena cobrança. No circuito CA, ele pode armazenar energia elétrica quando a tensão aumentar e liberar energia elétrica quando a tensão diminuir. Essa característica permite gerar poder reativo capacitivo da natureza oposta à energia reativa consumida pela carga indutiva. Depois que o capacitor refrigerado a ar está conectado ao sistema de energia, a potência reativa capacitiva gera e a energia reativa indutiva consumida pela carga indutiva se compensando, reduzindo assim a energia reativa total transmitida no sistema. É como reduzir alguns veículos "ineficazes" em uma estrada lotada, tornando a estrada mais suave e a operação do sistema de energia mais eficiente. ​
A partir do processo específico, depois que o capacitor refrigerado a ar está conectado ao sistema de energia, ele primeiro tem um impacto significativo no fator de potência. O fator de potência reflete o grau de utilização efetiva da energia elétrica. A presença de cargas indutivas reduz o fator de potência e a potência reativa capacitiva injetada pelo capacitor refrigerado a ar pode ajustar a relação de fase entre corrente e tensão, tornando-os o mais próximo possível da mesma fase, melhorando assim o fator de potência. Quando o fator de potência for aprimorado, o valor efetivo da corrente no sistema de energia diminuirá de acordo. Porque de acordo com o princípio do circuito, ao transmitir a mesma potência ativa, a corrente é inversamente proporcional ao fator de potência. Após a corrente diminuir, a perda de energia na linha também diminui. Isso ocorre porque a perda de linha é proporcional ao quadrado da corrente. A redução na corrente pode reduzir bastante a perda de calor na resistência à linha e reduzir o desperdício de energia no processo de transmissão de energia.

Os capacitores refrigerados a ar também desempenham um papel importante na melhoria da qualidade da tensão. A queda de tensão da linha está intimamente relacionada ao tamanho atual. Quando a corrente diminui devido à compensação de energia reativa, a queda de tensão da linha também diminuirá. Isso torna a tensão de cada nó no sistema de energia mais estável, especialmente na área do terminal, longe da fonte de energia, o problema da baixa tensão pode ser efetivamente aliviado. A tensão estável não é apenas propícia à operação normal de vários tipos de equipamentos elétricos e prolonga a vida útil do equipamento, mas também garante a operação segura e estável de todo o sistema de energia e reduz o risco de falha causada por flutuações de tensão. ​
Nos sistemas de energia reais, os capacitores refrigerados a ar são usados de várias maneiras. Os grupos de capacitores refrigerados a ar de grande capacidade podem ser instalados centralmente nas subestações, e a compensação centralizada pode ser realizada de acordo com a demanda geral de energia reativa do sistema. Este método pode macro-controlar a potência reativa de toda a rede de energia regional e melhorar o fator de potência e o nível de tensão da rede de energia regional. Pequenos capacitores refrigerados a ar também podem ser instalados no lado de baixa tensão do transformador de distribuição para compensar o local pelas características de carga de uma área específica. Isso pode atender com mais precisão a demanda de energia reativa das cargas locais, reduzir a transmissão reativa de linhas de baixa tensão e reduzir as perdas de linha. Além disso, em linhas de transmissão de alta tensão, os capacitores resfriados a ar em série são usados para compensar a reatância indutiva da linha, melhorar a capacidade de transmissão da linha e aumentar a distância e a capacidade da transmissão de energia. ​
Embora os capacitores refrigerados a ar tenham um bom desempenho em compensação de energia reativa em sistemas de energia, eles também enfrentam alguns desafios. As condições operacionais do sistema de energia são complexas e mutáveis, e a demanda de energia reativa da carga pode mudar a qualquer momento, o que exige que os capacitores refrigerados a ar respondam rapidamente e ajustem de maneira flexível. Se a compensação não for oportuna ou a quantidade de compensação for imprecisa, o efeito de compensação de energia reativa esperado não será alcançado, mas também novos problemas, como flutuações e ressonância de tensão do sistema. Ao mesmo tempo, os capacitores refrigerados a ar serão afetados por fatores ambientais, como alta temperatura, umidade e poeira durante a operação de longo prazo. Esses fatores podem fazer com que o desempenho do capacitor se deteriore ou até falhe, afetando a confiabilidade e a estabilidade de sua compensação de energia reativa. ​
Para melhor desempenhar o papel dos capacitores refrigerados a ar na compensação de energia reativa em sistemas de energia, as tecnologias relacionadas também estão se desenvolvendo e inovando constantemente. Por um lado, estratégias de controle mais avançadas são desenvolvidas e a tecnologia de controle inteligente é usada para monitorar as mudanças reativas de energia e tensão do sistema em tempo real, controlar com precisão a entrada e a remoção de capacitores refrigerados a ar, realizar a compensação de energia reativa dinâmica e melhorar a pontualidade e a precisão da compensação. Por outro lado, o processo de fabricação e os materiais dos capacitores refrigerados a ar devem ser aprimorados para melhorar sua capacidade de resistir à interferência ambiental e melhorar a confiabilidade e a vida útil do equipamento. Além disso, a aplicação coordenada com outros equipamentos de compensação reativa, como geradores reativos estáticos, deve ser explorada para dar um jogo completo às vantagens de diferentes equipamentos e construir um sistema de compensação reativa mais completo.