Status Pembangunan Semasa Peranti Pampasan Kuasa Regatif

Kapasitor kuasa voltan rendah yang digunakan dalam peranti pampasan pada masa ini adalah semua kapasitor bermetal. Kapasitor bermetal mempunyai saiz kecil, kos berpatutan dan menunjukkan sifat penyembuhan sendiri; oleh itu, ianya telah digunakan secara meluas.

Plat elektrod pada kapasitor bermetalik terdiri daripada filem aluminium yang diwapkan dalam keadaan vakum dengan ketebalan pada skala nanometer. Disebabkan oleh kehalusan filem aluminium yang melampau, apabila filem dielektrik mengalami kegagalan tempatan yang disebabkan oleh kecacatan, filem aluminium yang mengelilingi kecacatan tersebut akan turut tersebar, seterusnya mengelakkan kegagalan litar pintas. Fenomena ini dikenali sebagai kesan penyembuhan diri.

Proses pengeluaran elektrod pada kapasitor bermetalik melibatkan penyemburan lapisan konduktif logam pada kedua-dua hujung elemen teras selepas penggulungan, diikuti dengan penyolderan dawai penghubung pada lapisan konduktif tersebut. Disebabkan arus plat elektrod mengalir dari tengah elemen ke kedua-dua hujungnya, dan memandangkan filem aluminium pada plat elektrod sangat nipis dengan kehilangan rintangan yang agak tinggi, adalah lebih baik menggulung elemen teras dalam bentuk yang pendek dan tebal bagi meminimumkan kehilangan rintangan. Sebaliknya, disebabkan oleh ketipisan lapisan filem aluminium pada plat elektrod, kekuatan mekaniknya adalah terhad dan hubungan yang kukuh tidak dapat terbentuk antara lapisan konduktif hujung dan plat elektrod. Apabila elemen teras mengalami ubah bentuk yang tidak sekata akibat pemanasan, pemisahan tempatan antara lapisan konduktif hujung dan plat elektrod mudah berlaku, menyebabkan kegagalan. Dari sudut ini, adalah lebih baik menggulung elemen teras dalam bentuk yang langsing.

Kapasitor kuasa logam mempunyai dua jenis struktur: segi empat tepat dan silinder. Elemen teras di dalam kapasitor segi empat tepat adalah langsing dan disusun secara selari, menjadikannya sesuai untuk aplikasi umum. Elemen teras di dalam kapasitor silinder adalah pendek dan tebal, disambung secara siri, menjadikannya sesuai untuk persekitaran dengan harmonik yang teruk.

Isu utama yang ditemui semasa operasi kapasitor metalized ialah pengurangan kapasitan. Semua kapasitor metalized mengalami penurunan kapasitan dari masa ke semasa disebabkan oleh proses penyembuhan diri, walaupun tahapnya berbeza. Beberapa kapasitor berkualiti rendah juga mungkin menunjukkan kegagalan di mana lapisan konduktif hujung terpisah daripada plat elektrod, menghasilkan pengurangan kapasitan kepada separuh, satu pertiga, atau malah sifar daripada nilai kadarannya. Bagi kapasitor jenama yang sama, semakin besar kapasiti unit tunggal, semakin panjang elemen teras dan semakin tebal diameternya. Elemen yang lebih panjang menyebabkan kehilangan resistif meningkat, manakala elemen yang lebih tebal menyebabkan luas lapisan konduktif pada permukaan hujung bertambah serta perbezaan suhu antara bahagian dalam dan luar elemen menjadi lebih besar, menjadikan lapisan konduktif lebih cenderung terpisah daripada plat elektrod. Oleh itu, penggunaan satu kapasitor berkapasiti besar kurang boleh dipercayai berbanding menggunakan beberapa kapasitor lebih kecil yang disambung secara selari. Kapasitor metalized menunjukkan kegagalan litar pintas dan letupan yang lebih sedikit.

Pengawal pampasan kuasa reaktif yang awal adalah berdasarkan kawalan faktor kuasa; pengawal-pengawal ini masih digunakan sehingga hari ini disebabkan oleh kosnya yang rendah. Walau bagaimanapun, kawalan berdasarkan faktor kuasa membawa kepada isu ayunan beban ringan. Contohnya: dalam peranti pampasan, kadar kapasitor yang terkecil ialah 10 Kvar, kuasa reaktif induktif beban ialah 5 Kvar, dan faktor kuasa adalah lembat 0.5. Pada ketika ini, pemasangan kapasitor menyebabkan faktor kuasa menjadi mendahului 0.5; manakala mematikan kapasitor menyebabkan faktor kuasa menjadi lembat 0.5. Akibatnya, proses ayunan ini akan berterusan tanpa henti.

Pengawal pampasan kuasa reaktif moden beroperasi berdasarkan kuasa reaktif, memerlukan fungsi persetel yang membenarkan konfigurasi kadar kapasitor di dalam peranti pampasan. Ini membolehkan pensuisan kapasitor mengikut kuasa reaktif beban, seterusnya menghilangkan fenomena ayunan beban ringan.

Dengan kemajuan teknologi berterusan, fungsi tambahan bagi pengawal pampasan kuasa reaktif telah semakin berkembang, merangkumi storan data, komunikasi data, pengesanan harmonik, pengukuran kuasa, dan sebagainya. Komponen kawalan telah berevolusi daripada litar bersepadu skala kecil pada peringkat awal kepada mikropemproses 8-bit, kemudian kepada mikropemproses 16-bit, diikuti oleh DSP 16-bit, dan akhirnya kepada mikropemproses 32-bit. Pada masa kini, harga mikropemproses 32-bit telah jatuh kepada hanya lebih daripada 30 yuan seunit, memberi kesan yang minima terhadap kos perkakasan pengawal. Prestasi mikropemproses ini melebihi mikropemproses 8-bit lebih daripada 100 kali ganda. Halangan utama kepada penerimaan meluas ialah kekompleksan tinggi dalam pembangunan teknikalnya.

Dengan peningkatan berterusan peranti kompensasi kuasa reaktif, integrasi peranti kompensasi bersama peralatan lain telah menjadi satu trend yang tidak dapat dielakkan. Sebagai contoh, integrasi peranti kompensasi dengan kotak meter, kotak suis, dan peralatan seumpamanya. Peranti bersepadu dapat mengurangkan kos, menjimatkan ruang, meminimumkan pendawaian, dan mengurangkan beban kerja penyelenggaraan. Reka bentuk dan pengeluaran peranti bersepadu tidak membawa sebarang cabaran teknikal; bagaimanapun, disebabkan oleh ketiadaan piawaian yang disatukan, pengeluar hanya mampu menganjurkan pengeluaran berdasarkan pesanan.