Mis on reaktiivvõimsus? Reaktiivvõimsuse kompenseerimine. Reaktiivvõimsuse arvutamine

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Korterites ja eramajades on paigaldatud üks elektriarvesti, mille järgi arvestatakse tasu tarbitud energia eest. Lihtsam alt öeldes arvatakse, et igapäevaelus kasutatakse ainult selle aktiivset komponenti, kuigi see pole täiesti tõsi. Kaasaegne korpus on küllastunud seadmetega, mille ahelates on faasi nihutavad elemendid. Kodumasinate tarbitav reaktiivvõimsus on aga võrreldamatult väiksem tööstusettevõtete omast, mistõttu jäetakse see maksete arvutamisel traditsiooniliselt tähelepanuta.

Tehas või tehas, mille juhtkond ei jälgi koormusahelat läbivate parasiitvoolude tarbimist, põhjustab suurt kahju piirkonna ja riigi kui terviku energiasüsteemidele. Elektriülekandeliini ümbritsev atmosfääriõhk soojeneb täiesti kasutult; alajaamadesse paigaldatud trafode mähised ei pruugi koormust taluda, eriti tippperioodidel.

Load induktiivne ja mahtuvuslik

Kui võtate tavalise kütteseadme või elektripirni, siis on näidatud võimsusvastav silt kolbil või andmesildil vastab seda seadet läbiva voolu ja võrgupinge (meil on 220 volti) korrutisele. Olukord muutub, kui seade sisaldab trafot, muid induktiivpooli sisaldavaid elemente või kondensaatoreid. Nendel osadel on erilised omadused, neis voolava voolu graafik jääb maha või juhib toitepinge sinusoidi - teisisõnu toimub faasinihe. Ideaalne mahtuvuslik koormus nihutab vektorit -90 ja induktiivne koormus +90 kraadi võrra. Võimsus ei tulene sel juhul mitte ainult voolu ja pinge korrutisest, vaid lisatakse teatud parandustegur. Kuhu see viib?

Protsessi geomeetriline peegeldus

Kooli geomeetria kursusest teavad kõik, et hüpotenuus on pikem kui ükski täisnurkse kolmnurga jalg. Kui selle küljed moodustavad aktiiv-, reaktiiv- ja näivvõimsus, on pooli tarbitavad voolud ja mahtuvus takistusliku komponendi suhtes täisnurga all, kuid vastupidiste suundadega. Liitmisel (või soovi korral lahutamisel, need on erineva märgiga) suunatakse üles või alla koguvektor, st kogu reaktiivvõimsus, olenev alt sellest, millist tüüpi koormus ahelas valitseb. Selle suuna järgi saab hinnata, milline koormus valitseb.

Reaktiivvõimsus koos vektori lisamisega aktiivkomponendile annab kogu tarbitud võimsuse. Graafiliselt on see näidatud kujuljõukolmnurga hüpotenuus. Mida rohkem see joon x-telje suhtes õrn alt paikneb, seda parem.

Koosinus phi

Graafik näitab, et nurga φ moodustavad kaks vektorit, täis- ja aktiivvõimsus. Mida vähem nende väärtused erinevad, seda parem, kuid nende täielikku ühinemist takistab reaktiivvõimsus, mida peetakse parasiitseks. Mida suurem on nurk, seda suurem on koormus elektriliinidele, toitesüsteemi astmelistele ja alandatavatele trafodele ja vastupidi, mida lähemal on vektorid üksteisele kaldu, seda vähem soojenevad juhtmed kogu aja jooksul. vooluring. Loomulikult tuli selle probleemiga midagi ette võtta. Ja lahendus oligi leitud, lihtne ja elegantne. Reaktiivvõimsuse vastastikune kompenseerimine võimaldab vähendada nurka φ ja viia selle koosinus (mida nimetatakse ka võimsusteguriks) ühtsusele võimalikult lähedale. Selleks pikendage mahtuvusliku komponendi vektorit nii, et saavutataks voolude resonants, mille juures nad üksteist "kustutavad" (ideaaljuhul täielikult, kuid praktikas - suurimal määral).

Teooria ja praktika

Kõik teoreetilised arvutused on seda väärtuslikumad, mida rohkem neid praktikas rakendatakse. Igas arenenud tööstusettevõttes on pilt järgmine: suurema osa elektrist tarbivad mootorid (sünkroonsed, asünkroonsed, ühefaasilised, kolmefaasilised) ja muud masinad. Kuid on ka trafosid. Järeldus on lihtne: tegelikes tootmistingimustes on ülekaalus induktiivse iseloomuga reaktiivvõimsus. Tuleb märkida, et ettevõttednad ei paigalda mitte ühte elektriarvestit, nagu majades ja korterites, vaid kahte, millest üks on aktiivne ja teine on lihtne ära arvata, milline. Ja asjata läbi elektriliinide "tagaajatud" energia ülekulu eest trahvitakse vastavaid asutusi halastamatult, mistõttu on administratsioon eluliselt huvitatud reaktiivvõimsuse arvutamisest ja selle vähendamiseks meetmete võtmisest. On selge, et selle probleemi lahendamisel ei saa ilma elektrilise mahtuvuseta hakkama.

Teooria hüvitis

Ül altoodud graafikult on üsna selge, kuidas saavutada parasiitvoolude vähenemine kuni nende täieliku kõrvaldamiseni, vähem alt teoreetiliselt. Selleks tuleks induktiivkoormusega paralleelselt ühendada sobiva mahtuvusega kondensaator. Lisamisel annavad vektorid nulli ja alles jääb ainult kasulik aktiivne komponent.

Arvutamine toimub järgmise valemi järgi:

C=1 / (2πFX), kus X on kõigi võrku kuuluvate seadmete kogureaktiivsus; F - toitepinge sagedus (meil - 50 Hz);

Tundub – mis on lihtsam? Korrutage "X" ja arv "pi" 50-ga ja jagage. Asjad on aga mõnevõrra keerulisemad.

Kuidas see praktikas on?

Valem on lihtne, kuid X määramine ja arvutamine pole nii lihtne. Selleks peate võtma kõik andmed seadmete kohta, välja selgitama nende reaktsioonivõime ja vektorkujul ja isegi siis … Tegelikult ei tee seda mitte keegi, välja arvatud laboritööd tegevad õpilased.

Reaktiivvõimsust saate määrata muul viisil, kasutades spetsiaalset seadet - faasimõõturit, mis näitab koosinus phi, või võrreldes vattmeetri näitu,ampermeeter ja voltmeeter.

Asja teeb keeruliseks asjaolu, et reaalses tootmisprotsessis muutub koormus pidev alt, kuna mõned masinad lülitatakse töö ajal sisse, teised aga, vastupidi, on võrgust lahti ühendatud, nagu nõuab tehnoloogilised eeskirjad. Seetõttu on olukorra jälgimiseks vaja võtta meetmeid. Valgustus töötab öövahetustes, talvel saab töökodades õhku soojendada, suvel õhku jahutada. Nii või teisiti, kuid reaktiivvõimsuse kompenseerimine põhineb teoreetilistele arvutustele, kus on suur osa praktilistest mõõtmistest cos φ.

Kondensaatorite ühendamine ja lahtiühendamine

Lihtsaim ja ilmseim viis probleemi lahendamiseks on panna faasimõõturi lähedusse spetsiaalne töötaja, kes lülitaks sisse või välja vajaliku arvu kondensaatoreid, saavutades noole minimaalse kõrvalekalde ühtsusest. Nii et alguses nad seda ka tegid, kuid praktika on näidanud, et kurikuulus inimfaktor ei võimalda alati soovitud efekti saavutada. Igal juhul kompenseeritakse reaktiivvõimsus, mis on oma olemuselt enamasti induktiivne, ühendades sobiva suurusega elektrimahtuvuse, kuid parem on seda teha automaatselt, vastasel juhul võib hooletu töötaja oma ettevõttele suure trahvi määrata. Jällegi ei saa seda tööd nimetada kvalifitseerituks, see on üsna automatiseeritav. Lihtsaim skeem sisaldab valguskiirguri ja valgusvastuvõtja optilist elektronpaari. Nool on katnud minimaalse väärtuse, mis tähendab, et peate lisamamahutavus.

Automatiseerimine ja intelligentsed algoritmid

Praegu on olemas süsteeme, mis võimaldavad usaldusväärselt hoida cos φ vahemikus 0,9 kuni 1. Kuna kondensaatorite ühendamine neis toimub diskreetselt, on võimatu saavutada ideaalset tulemust, kuid automaatne reaktiivvõimsus kompensaator annab ikka väga hea majandusliku efekti. Selle seadme töö põhineb intelligentsetel algoritmidel, mis tagavad töö kohe pärast sisselülitamist, enamasti isegi ilma lisaseadeteta. Arvutitehnoloogia tehnoloogilised edusammud võimaldavad saavutada kondensaatoripankade kõigi etappide ühtse ühendamise, et vältida ühe või kahe enneaegset riket. Reaktsiooniaeg on samuti minimeeritud ja täiendavad drosselid vähendavad pingelanguse suurust siirde ajal. Kaasaegne ettevõtte võimsuse juhtpaneel on sobiva ergonoomilise paigutusega, mis loob tingimused operaatorile olukorra kiireks hindamiseks ning õnnetuse või rikke korral saab ta koheselt häiresignaali. Sellise kapi hind on märkimisväärne, kuid selle eest tasub maksta, see toob kasu.

Kompensaatorseade

Tavapärane reaktiivvõimsuse kompensaator on standardsete mõõtmetega metallkapp, mille esipaneelil on tavaliselt avatud juht- ja juhtimispaneel. Selle allosas on kondensaatorite (patareide) komplektid. Sellisedasukoht on tingitud lihtsast kaalutlusest: elektrilised võimsused on üsna suured ja on üsna loogiline püüda konstruktsiooni stabiilsemaks muuta. Ülemises osas, operaatori silmade kõrgusel, on vajalikud juhtseadmed, sealhulgas faasiindikaator, mille abil saab hinnata võimsusteguri suurust. Samuti on erinevad näidud, sealhulgas hädaolukorra näidud, juhtnupud (sisse ja välja lülitamine, manuaalrežiimile lülitumine jne). Mõõteandurite näitude võrdluse hindamine ja juhtimistoimingute (nõutava nimiväärtusega kondensaatorite ühendamine) väljatöötamine toimub mikroprotsessoril põhineva ahelaga. Täiturmehhanismid töötavad kiiresti ja vaikselt, need on tavaliselt ehitatud võimsatele türistoritele.

Kondensaatoripankade ligikaudne arvutus

Suhteliselt väikestes tehastes saab ahela reaktiivvõimsust ligikaudselt hinnata ühendatud seadmete arvu järgi, võttes arvesse nende faasinihke omadusi. Niisiis on tavalise asünkroonse elektrimootori (tehaste ja tehaste peamine "kõva töötaja"), mille koormus on pool nimivõimsusest, cos φ 0,73 ja luminofoorlambi - 0,5. kontaktkeevitusmasin on vahemikus 0, 8 kuni 0,9, kaareahi töötab koosinusega φ, mis on võrdne 0,8. Peaaegu iga peaenergeetniku käsutuses olevad tabelid sisaldavad teavet peaaegu igat tüüpi tööstusseadmete kohta ning reaktiivvõimsuse kompenseerimise eelseadistus on võimalik neid kasutanud. Sellised andmed agatoimib ainult lähtejoonena, mille alusel kondensaatoripankade lisamise või eemaldamise abil kohandada.

Üleriigiline

Võib jääda mulje, et riik on tehastele, tehastele ja muudele tööstusettevõtetele usaldanud kogu hoolt elektrivõrgu parameetrite ja selle koormuse ühtluse eest. See ei ole tõsi. Riigi energiasüsteem kontrollib faasinihet riiklikul ja piirkondlikul tasandil, otse oma eritoote elektrijaamadest väljumisel. Teine probleem on see, et reaktiivkomponendi kompenseerimine toimub mitte kondensaatoripankade ühendamise, vaid erineva meetodi abil. Tarbijatele rootorimähistes tarnitava energia kvaliteedi tagamiseks reguleeritakse eelpingevoolu, mis pole sünkroongeneraatorite puhul suur probleem.