Защо е необходима компенсация на реактивната мощност и как се осъществява?

Електрическото оборудване консумира енергия по време на работа. В този случай общата мощност се състои от два компонента: активен и реактивен, Реактивната мощност не върши полезна работа, но въвежда допълнителни загуби във веригата. Затова те се стремят да го намалят, за което стигат до различни технически решения за компенсиране на реактивната мощност в електрическите мрежи. В тази статия ще разгледаме какво представлява и за какво е компенсиращо устройство.

дефиниция

Пълната електрическа енергия се състои от активна и реактивна енергия:

S = Q + P

Тук Q е реактивен, P е активен.

Реактивната мощност се появява в магнитна и електрически полетакоито са характерни за индуктивни и капацитивни товари при работа в променливотокови вериги. По време на работа на активно натоварване фазите на напрежение и ток са еднакви и съвпадат. Когато свързвате индуктивен товар, напрежението изостава от тока, а когато е капацитивно, то е напред.

Активно и индуктивно натоварване

Косинусът на ъгъла на срязване между тези фази се нарича коефициент на мощност.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

Косинусът на ъгъла винаги е по-малък от единство, съответно активната мощност винаги е по-малка от общата. Реактивният ток тече в обратна посока спрямо активния и предотвратява преминаването му. Тъй като токът на пълен товар тече през проводниците:

S = U * I

Дори при разработването на проекти за електропроводи е необходимо да се вземе предвид потреблението на активна и реактивна енергия. Ако последното е твърде много, тогава ще трябва да увеличите напречното сечение на линиите, което води до допълнителни разходи. Затова те се борят с него. Компенсацията на реактивната мощност намалява натоварването на мрежата и спестява енергията на индустриалните предприятия.

Където е важно да се вземе предвид косинус фи

Нека да видим къде и кога е необходима компенсация на реактивната мощност. За да направите това, трябва да анализирате източниците му.

Топлинен и циркулиращ компонент

Пример за първичен реактивен товар е:

  • електрически двигатели колектор и асинхронни, особено ако в работен режим натоварването му е малко за определен двигател;
  • електромеханични задействащи устройства (соленоиди, клапани, електромагнити);
  • електромагнитни комутационни устройства;
  • трансформатори, особено на празен ход.

Графиката показва промяната на cos Φ на електродвигателя при промяна на натоварването.

Промяна на cos

Основата на електрическите съоръжения на повечето промишлени предприятия е електрическо задвижване. Оттук и високата консумация на реактивна мощност. Частните потребители не плащат за потреблението му, а предприятията плащат. Това причинява допълнителни разходи от 10 до 30% или повече от общото количество сметки за ток.

Видове компенсатори и принципът им на работа

За да се намали реагентът, се използват устройства за компенсация на реактивната мощност, т.нар UKRM. Като компенсатор на мощността, на практика те най-често използват:

Тъй като количеството реактивна мощност може да се променя с течение на времето, това означава, че компенсаторите могат да бъдат:

  1. Нерегулиран - обикновено кондензаторна банка без възможност за изключване на отделни кондензатори за промяна на капацитета.
  2. Автоматично - нивата на компенсация варират в зависимост от състоянието на мрежата.
  3. Динамичен - компенсира, когато натоварването бързо промени характера си.

Веригата използва, в зависимост от количеството реактивна енергия, от една до цяла батерия кондензатори, които могат да бъдат поставени и извадени от веригата. Тогава управлението може да бъде:

  • ръчно (прекъсвачи);
  • полуавтоматични (бутони с бутони с контактори);
  • неконтролируеми, след това те са свързани директно към товара, включват и изключват с него.

Кондензаторните батерии могат да бъдат инсталирани както в подстанции, така и в близост до потребителите, тогава устройството е свързано към техните кабели или захранващи шини. В последния случай те обикновено се изчисляват върху индивидуалната компенсация на реагента на определен двигател или друго устройство - често се намира на оборудване в електрически мрежи от 0,4 kV.

Видове CRM

Централизираното компенсиране се извършва или на границата на балансовия участък на мрежите или на подстанция и може да се извърши в мрежи с високо напрежение от 110 kV. Хубавото е, че разтоварва линиите с високо напрежение, но лошото е, че линиите 0,4 kV и самият трансформатор не се разтоварват. Този метод е по-евтин от останалите. В същото време ниската страна на 0,4 kV също може да се разтовари централно, тогава UKRM е свързан към шините, към които е свързана вторичната намотка на трансформатора, и съответно се разтоварва.

CRM схеми

Възможно е и опция за групова компенсация. Това е междинна форма между централизирано и индивидуално.

Друг начин е компенсация чрез синхронни двигатели, които могат да компенсират реактивната мощност. Появява се, когато двигателят е в режим на свръхвъзбуждане. Такова решение се използва в мрежи от 6 kV и 10 kV, а също така се среща до 1000V. Предимството на този метод преди инсталирането на кондензаторни банки е възможността да се използва компенсатор за извършване на полезна работа (например въртене на мощни компресори и помпи).

Възбуждане на двигателя

Графиката показва U-образна характеристика на синхронен двигател, която отразява зависимостта на тока на статора от тока на възбуждане. Под него виждате на какво е равен косинус фи. Когато тя е по-голяма от нула, двигателят има капацитивен характер, а когато косинусът е по-малък от нула, натоварването е капацитивно и компенсира реактивната мощност на останалите индуктивни консуматори.

заключение

За да обобщим, изброявайки основните моменти относно компенсацията на реактивната енергия:

  • Предназначение - разтоварване на електропроводи и електрически мрежи на предприятия. Устройството може да включва антирезонансни дросели за намаляване на нивото мрежови хармоници.
  • Частните лица не плащат сметки за това, но предприятията плащат.
  • Компенсаторът включва банки от кондензатори или за същата цел се използват синхронни машини.

Също така препоръчваме да гледате полезни видеоклипове по темата на статията:

Свързани материали:

(2 гласа)
Зареждане...

Един коментар

  • Иван

    Според книгата на В. Е. Китаев, L.S. Shlyapintokh „Електротехника с основи на индустриалната електроника“, параграф 54 за книгата с издание от 1968 г. и параграф 53 за абитуриентската книга от 1973 г., ясно е написано:… „че в променлив ток, съдържащ само индуктивност, ток изостава напрежение... .. и пред EMF самоиндукция. Можем да кажем това в индуктивната верига напрежението е 90 градуса пред фазата в тока.

    Що се отнася до капацитивното зареждане, същата книга (следващият параграф № 55 за издаването на 1968 г. и № 54 за издаването от 1973 г.) гласи: ...."при зареждане и разреждане на кондензатор …. Токът е четвърт фаза пред фазовото напрежение, т.е. 90 градуса.

    И вие сте написали обратното ...

    Отговарям

Добави коментар

Задължителните полета са маркирани *