Jaudas koeficienta un reaktīvās jaudas kompensācijas savstarpējā saistība

Vai esat kādreiz saskāries ar šo mulsinošo problēmu? Jūs uzstādījāt papildu kompensācijas kondensatorus, lai uzlabotu elektroenerģijas kvalitāti -, taču jūsu elektroenerģijas izmaksas pieauga, nevis samazinājās. Kāds ir slēpts tehniskais iemesls, kas slēpjas aiz šī pretintuitīvā rezultāta?Šajā rakstā mēs noskaidrojam galvenos jaudas koeficienta un reaktīvās jaudas kompensācijas pamatprincipus, sniedzam jums norādījumus par kompensācijas jaudas aprēķiniem un ieskicēti praktiski pasākumi, lai mazinātu un novērstu rezonanses riskus.

 

Jaudas koeficients ir atkarīgs no slodzes{0}}. Līdzstrāvas ķēdēs jaudas koeficients vienmēr ir tieši 1, tāpēc pats jēdziens funkcionāli nav svarīgs. Tiklīdz mēs nonākam maiņstrāvas pasaulē, jaudas koeficients stājas spēkā -, un tas gandrīz vienmēr ir mazāks par 1.

 

Jaudas koeficients formāli tiek definēts kā aktīvās jaudas attiecība pret šķietamo jaudu.

Aktīvā jauda: reālā elektriskā enerģija, ko patērē iekārtas faktiska, noderīga darba veikšanai.

Reaktīvā jauda: To nekad neizmanto slodze; vietā. Tā ir enerģija, kas nepārtraukti cirkulē un svārstās elektroenerģijas tīklā.

Ģeometriskā attiecība starp trim lielumiem atbilst šai formulai:

                                                     P²+Q²=S²(Aktīvā jauda² + Reaktīvā jauda²=Šķietamā jauda²)

2. Kāpēc mums ir nepieciešama reaktīvās jaudas kompensācija?

 

Jaudas koeficientu pamatā nosaka jūsu elektrisko līniju un slodžu kapacitatīvā un induktīvā darbība.

Atšķirībā no tipiskām galalietotāju iekārtām{0}}kondensatori un induktori gan ņem, gan īslaicīgi uzglabā elektroenerģiju. Lielākajā daļā praktisko scenāriju to enerģijas patēriņš ievērojami pārsniedz to uzkrāto jaudu. Tomēr tas joprojām rada daļu no strāvas, kas cirkulē caur sistēmu, tomēr neveic nekādu produktīvu darbu.

 

var jautāt:Kāda man nozīme, ja jauda īsti nedarbojas?

Lai gan jums tas var šķist neatbilstoši, tas ir ļoti svarīgs spēkstacijām un tīkla komunālajiem pakalpojumiem. Kad ģenerators darbojas drošās strāvas robežās, zemāks jaudas koeficients tieši samazina izmantojamās, produktīvās jaudas daudzumu, ko tas var piegādāt. Tā kā rēķins par elektroenerģiju tiek iekasēts tikai par aktīvās enerģijas patēriņu. Reaktīvā enerģija izšķērdē vērtīgo ražošanas un tīkla infrastruktūras jaudu -, vienlaikus neradot nekādus ieņēmumus elektroenerģijas piegādātājiem.

 

Padomājiet par to šādi: tas ir tieši tāpat kā braukt ar metro. Pasažieris nopērk vienu biļeti, iet no rindas sākuma līdz beigām, tad apgriežas un brauc atpakaļ. Viņi visu dienu griežas turp un atpakaļ un nekad neiziet no stacijas. Viņi maksā tikai nelielu cenu, taču visu laiku ierobežo tranzīta jaudu - nav brīnums, ka metro operators zaudē!

 

Tātad, kā mēs to labojam? Labās ziņas ir šādas: kapacitatīvās slodzes un induktīvās slodzes reaktīvā jauda dabiski atceļ viena otru. Strāva pāri kondensatoram vada spriegumu par 90 grādiem, savukārt strāva caur induktors atpaliek no sprieguma par 90 grādiem. Ja kapacitatīvā pretestība un induktīvā pretestība ir ideāli līdzsvarota, kopējais ķēdes jaudas koeficients var sasniegt ideālo vērtību 1.

 

Tagad rodas galvenais jautājums: vai tipiskā reālās pasaules{0}}elektroenerģijas sadales sistēmā ir vairāk induktīvās vai kapacitatīvās slodzes?

Plašākajā definīcijā kondensators ir vienkārši divi izolēti vadoši ķermeņi, un, protams, vairumā gadījumu tam ir tikai ļoti mazs kapacitātes daudzums. Turpretim induktivitāte ir visur: tā ir raksturīga spolēm, elektromotoriem un līdzīgām iekārtām. Jebkurš aprīkojums ar tinumu spolēm tiek uzskatīts par induktīvo slodzi.

 

Tāpēc induktīvās slodzes lielā mērā dominē visā ikdienas enerģijas lietojumā -, un tieši tāpēc gandrīz vienmēr ir nepieciešama reaktīvās jaudas kompensācija. Standarta nozares pieeja ir pielāgot izmēru un uzstādīt atbilstošus jaudas kondensatorus atbilstoši jūsu objekta faktiskajām reaktīvās jaudas prasībām, lai droši palielinātu sistēmas kopējo jaudas koeficientu.

 

Kompensācijas pieejas izvēle

 

Vietējā{0}}atlīdzība vietnē:Zema-sprieguma reaktīvā jauda jākompensē zemā-sprieguma līmenī, izmantojot zemsprieguma kondensatorus, savukārt augsta sprieguma{2}}reaktīvā jauda tiek apstrādāta ar HV kondensatoriem. Šunta kondensatorus nekad nedrīkst uzstādīt augsta sprieguma pusē, ja nav augsta sprieguma{5}}slodzes.

 

Pārslēgšanas shēma:Manuālā pārslēgšana vislabāk darbojas statiskām bāzes reaktīvajām slodzēm ar vienmērīgiem darbības apstākļiem. Automātiskā pārslēgšana ir ideāli piemērota, lai novērstu pārmērīgu-kompensāciju un novērstu pārsprieguma problēmas nelielas-slodzes darbības laikā.

 

Kontrole un regulēšana:Ja galvenais mērķis ir energoefektivitāte, vēlamais risinājums ir{0}}reaktīvās jaudas parametru kontrole. Svārstīgām, trieciena{2}}tipa-strauji mainīgām slodzēm tiristoru-vadāmā kompensācija nodrošina vienmērīgu pārslēgšanos bez sprieguma- un atbalsta neatkarīgu dalītās-fāzes korekciju.

 

Banku grupēšanas princips:Kondensatoru grupai jābūt pareizi saskaņotai ar visu sistēmas iekārtu specifikācijām, lai izslēgtu rezonanses risku pārslēgšanas notikumu laikā.

 

Harmonikas un pārsprieguma mazināšana:Augstsprieguma{0}}kondensatoru blokiem jābūt aprīkotiem ar sērijveida reaktoriem. Zemsprieguma -sistēmās varat palielināt atsevišķu pārslēgšanās posmu izmērus vai izmantot īpašu mērķim -iebūvētus kontaktorus/tiristoru slēdžus, lai efektīvi slāpētu pārslēgšanas ieslēgšanas strāvas.

 

4. Kā noteikt nepieciešamo reaktīvās kompensācijas kapacitāti

 

Pirms kompensācijas lieluma noteikšanas ir jāapstiprina trīs galvenie parametri:

Sākotnējās darbības jaudas koeficients cosφ1

Vēlamā mērķa jaudas koeficients cosφ2

Sistēmas aktīvā jauda P

 

Aprēķina formula:

Praktiskā pielietojuma piemērs

 

Vietne darbojas a630 kVAtransformators, kas pašlaik darbojas ar sākotnējo jaudas koeficientu 0,6, un ir jāuzlabo jaudas koeficients līdz mērķim 0,9. Kāda kompensācijas jauda ir nepieciešama?

 

Piemērojot iepriekš minēto formulu, tiek iegūts aprēķinātais reaktīvais pieprasījums aptuveni334 kvar. Šim lietojumam 334 kvar automātiski pārslēdzama kondensatoru banka ir optimāls un pareizi saskaņots risinājums.

 

Ātra tāme jaunajam projektam

Jaunām iekārtām, kurās nav pieejami esošie vēsturiskie jaudas koeficienta ieraksti, nozares standarta prakse ir novērtēt kompensācijas jaudu30% līdz 40% no transformatora nominālās nominālās jaudas.

 

5. Kādi ir pārmērīgas-kompensācijas riski?

 

Kapacitīvā jaudas kompensācija darbojas, izvietojot šunta kondensatorus, lai uzturētu tīkla sprieguma stabilitāti un novērstu sprieguma samazināšanos. Tomēr pārāk liela kompensācijas bankas lieluma noteikšana rada nopietnus trūkumus:

 

Nevajadzīgi tīkla zudumi:No lietderības viedokļa gan kapacitatīvā, gan induktīvā reaktīvā strāva rada papildu reālos jaudas zudumus. Jebkāda kompensācija, kas pārsniedz faktiski prasīto, nenodrošina darbības priekšrocības.

 

Rezonanses briesmas:Kad klienta{0}puses režģis kļūst pārāk kapacitatīvs, bet augšupējais sadales tīkls pēc būtības paliek induktīvs, neatbilstošas ​​pretestības vērtības var izraisīt sistēmas rezonansi. Tas izraisa ārkārtēju pārspriegumu un pārstrāvas notikumus, kas var neatgriezeniski sabojāt pievienoto aprīkojumu - un sliktākajā gadījumā-izraisīt pat vietējā tīkla atvienošanu.

 

Šī iemesla dēļ vienmēr ir jānovērš pārmērīga{0}}kompensācija. Nozares paraugprakse prasa tikai uzturēt jaudas koeficientu aptuveni 0,9. Šajā iestatītajā punktā aptuveni pusi no aktīvās jaudas plūsmas joprojām veido reaktīvā strāva, kas palielina līnijas zudumus par 56%. Pat ja PF ir paaugstināts līdz 0,95, reaktīvie komponenti joprojām veido aptuveni 31% no kopējās jaudas.

 

Lai novērstu bīstamus sprieguma un strāvas pastiprināšanas efektus, reālajā{0}}pasaulē ir nepieciešami arī papildu pasākumi, piemēram, sērijveida reaktoru uzstādīšana.