Kasalukuyang Kalagayan ng Pag-unlad ng Mga Device sa Kompensasyon ng Reaktibong Kuryente

Ang mga low-voltage power capacitors na kasalukuyang ginagamit sa mga device ng kompensasyon ay pawang metallized capacitors. Ang metallized capacitors ay maliit, matipid sa gastos, at may sariling kakayahang gumaling; kaya naman malawakang ginagamit ang mga ito.

Binubuo ng mga aluminyo na pelikula na nabalot sa pamamagitan ng vacuum-evaporation ang mga electrode plate ng metallized capacitors na may kapal na nasa sukat na nanometer. Dahil sa sobrang manipis ng aluminyo na pelikura, kapag may lokal na breakdown ang dielectric film dahil sa mga depekto, ang mga aluminyo na pelikura sa paligid ng depekto ay nagkakalat, upang maiwasan ang mga maling pagkakasunod-sunod. Tinatawag na self-healing effect ang fenomenong ito.

Ang proseso ng pagpapalabas ng elektrodo ng mga capacitor na may metal ay kasangkot ang pag-spray ng isang konduktibong metal na layer sa magkabilang dulo ng core element pagkatapos itong irol, sunod ang pag-solder ng mga lead wire sa konduktibong layer. Dahil ang kuryente ng plate ng elektrodo ay dumadaloy mula sa gitna ng element patungo sa magkabilang dulo, at ang aluminong pelikula ng plate ng elektrodo ay lubhang manipis na may relatibong mataas na resistibo na pagkawala, kaya kanais-nais na irol ang core element sa maigsing hugis at makapal upang minuminsan ang resistibong pagkawala. Sa kabaligtaran, dahil ang napakapayat na aluminong pelikulang plate ng elektrodo ay may limitadong lakas ng mekanikal, hindi matatag ang koneksyon sa pagitan ng konduktibong layer sa dulo at ng plate ng elektrodo. Kapag ang core element ay sumailalim sa hindi pantay na pagbabago dahil sa pag-init, madaling mangyari ang lokal na paghihiwalay sa pagitan ng konduktibong layer sa dulo at ng plate ng elektrodo, na nagdudulot ng mga pagkakamali. Mula sa pananaw na ito, mas mainam na irol ang core element sa payat at mahabang hugis.

Ang metallized power capacitors ay may dalawang uri ng istruktura: parihaba at silindro. Ang mga core element sa loob ng parihabang capacitor ay manipis at nakaayos nang pahalang, na angkop para sa pangkalahatang aplikasyon. Ang mga core element sa loob ng silindrikong capacitor ay maikli at makapal, na nakaugnay nang pababa, na angkop para sa mga kapaligirang may matinding harmonics.

Ang pangunahing isyung nararanasan sa operasyon ng metallized capacitors ay ang pagbaba ng capacitance. Lahat ng metallized capacitors ay dumadaan sa pagbaba ng capacitance habang tumatagal dahil sa proseso ng self-healing, bagaman magkakaiba ang antas nito. Ang ilang mas mababang kalidad na capacitor ay maaari ring magkaroon ng pagkabigo kung saan ang dulo ng conductive layer ay nahihiwalay sa electrode plate, na nagdudulot ng pagbaba ng capacitance hanggang sa kalahati, isang-tatlo, o kahit na zero ng rated na halaga. Para sa mga capacitor ng magkaparehong brand, mas malaki ang kapasidad ng isang yunit, mas mahaba ang core element at mas makapal ang diameter nito. Ang mas mahabang element ay nagdudulot ng mas mataas na resistive losses, samantalang ang mas makapal na element ay nagiging sanhi ng mas malaking conductive layer area sa dulo at mas malaking pagkakaiba ng temperatura sa loob at labas ng element, na nagpapagawa ng conductive layer na higit na mapapalayo sa electrode plate. Kaya't mas hindi maaasahan ang paggamit ng isang malaking capacitor kaysa sa paggamit ng maraming maliit na capacitors na konektado nang patakbuhin nang sabay. Ang metallized capacitors ay may mas kaunting short-circuit at explosion failures.

Ang pinakamatandang mga controller para sa kompensasyon ng reactive power ay nakabase sa kontrol ng power factor; patuloy pa ring ginagamit ang mga controller na ito dahil sa kanilang mababang gastos. Gayunpaman, ang kontrol na batay sa power factor ay nagdudulot ng problema ng light load oscillation. Halimbawa: sa isang device ng kompensasyon, ang pinakamaliit na rating ng capacitor ay 10 Kvar, ang inductive reactive power ng karga ay 5 Kvar, at ang power factor ay nag-uumatras (lagging) na 0.5. Sa puntong ito, ang pag-on ng isang capacitor ay magpapagawa sa power factor na maging pumapanguna (leading) na 0.5; ang pag-off naman ng capacitor ay magpapagawa sa power factor na maging nag-uumatras (lagging) na 0.5. Dahil dito, ang proseso ng oscillation ay magpapatuloy nang walang katapusan.

Ang mga modernong controller para sa kompensasyon ng reactive power ay gumagana batay sa reactive power, na nangangailangan ng isang setting function upang mapagana ang pag-configure ng rating ng capacitor sa loob ng device ng kompensasyon. Ito ay nagbibigay-daan sa pag-on/off ng capacitor ayon sa reactive power ng karga, kaya't napapawiit ang phenomenon ng light load oscillation.

Dahil sa patuloy na pagsulong ng teknolohiya, ang mga karagdagang tungkulin ng mga reactive power compensation controller ay lalong dumami, kabilang ang data storage, data communication, harmonic detection, power measurement, at iba pa. Ang mga control component ay umunlad mula sa paunang maliit na integrated circuits patungo sa 8-bit microcontrollers, pagkatapos ay 16-bit microcontrollers, sunod ay 16-bit DSPs, at sa wakas ay 32-bit microcontrollers. Sa kasalukuyan, bumaba na ang presyo ng 32-bit microcontrollers sa halos 30 yuan bawat yunit, na may kaunting epekto sa hardware cost ng mga controller. Ang kanilang pagganap ay higit sa 100 beses kaysa sa 8-bit microcontrollers. Ang pangunahing balakid sa malawakang pagpapatupad ay ang mataas na kumplikadong pagpapaunlad ng teknolohiya.

Dahil sa patuloy na pagkalat ng mga reactive power compensation device, ang pagsasama ng mga compensation device sa iba pang kagamitan ay naging isang hindi maiiwasang uso. Halimbawa, ang pagsasama ng mga compensation device sa metering boxes, switch boxes, at iba pang katulad na kagamitan. Ang mga integrated device ay maaaring bawasan ang gastos, i-save ang espasyo, mabawasan ang wiring, at bawasan ang pangangailangan sa pagpapanatili. Ang disenyo at pagmamanupaktura ng mga integrated device ay hindi nagtatapos ng anumang teknikal na hamon; gayunpaman, dahil sa kawalan ng pinagkasunduan na pamantayan, ang mga manufacturer ay maaaring mag-ayos lamang ng produksyon batay sa mga order.