Reaktyviosios galios elektros tinkluose kompensavimas

Elektros įranga eksploatacijos metu sunaudoja energiją. Šiuo atveju bendra galia susideda iš dviejų komponentų: aktyviosios ir reaktyviosios. Reaktyvioji galia neatlieka naudingo darbo, tačiau į grandinę įveda papildomų nuostolių. Todėl stengiamasi ją mažinti, dėl ko imamasi įvairių techninių sprendimų, kaip kompensuoti reaktyviąją galią elektros tinkluose. Šiame straipsnyje apžvelgsime, kas tai yra ir kam reikalingas kompensacinis įtaisas.

Apibrėžimas

Bendra elektros galia susideda iš aktyviosios ir reaktyviosios energijos:

S = Q + P

Čia Q yra reaktyvus, P yra aktyvus.

Reaktyvioji galia atsiranda magnetiniuose ir elektriniuose laukuose, kurie būdingi indukcinėms ir talpinėms apkrovoms, kai veikia kintamosios srovės grandinėse. Kai veikia varžinė apkrova, įtampos ir srovės fazės yra vienodos ir sutampa. Prijungus indukcinę apkrovą, įtampa atsilieka nuo srovės, o prijungus talpinę – veda.

Poslinkio kampo tarp šių fazių kosinusas vadinamas galios koeficientu.

cosФ = P / S

P = S * cosФ

Kampo kosinusas visada mažesnis už vienetą, todėl aktyvioji galia visada mažesnė už pilnąją. Reaktyvioji srovė teka priešinga kryptimi, palyginti su aktyvia, ir neleidžia jai praeiti. Kadangi visos apkrovos srovė teka per laidus:

S = U * I

Net ir rengiant elektros perdavimo linijų projektus būtina atsižvelgti į aktyviosios ir reaktyviosios energijos suvartojimą. Jei pastarųjų bus per daug, tuomet teks didinti linijų skerspjūvį, o tai sukelia papildomų išlaidų. Todėl jie su tuo kovoja. Reaktyviosios galios kompensavimas sumažina tinklo apkrovą ir taupo pramoninę energiją.

Kur svarbu atsižvelgti į kosinusą phi

Išsiaiškinkime, kur ir kada reikia reaktyviosios galios kompensavimo. Norėdami tai padaryti, turite išanalizuoti jo šaltinius.

Pagrindinės reaktyviosios apkrovos pavyzdys:

• elektros varikliai, kolektoriai ir asinchroniniai, ypač jei darbo režimu jo apkrova yra maža konkrečiam varikliui;
• elektromechaninės pavaros (solenoidai, vožtuvai, elektromagnetai);
• elektromagnetiniai perjungimo įrenginiai;
• transformatoriai, ypač dirbant tuščiąja eiga.

Grafike parodytas elektros variklio cosФ pokytis kintant apkrovai.

Daugumos pramonės įmonių elektros įrangos pagrindas yra elektrinė pavara. Taigi didelis reaktyviosios galios suvartojimas. Privatūs vartotojai už jo vartojimą nemoka, o verslas – už tai. Tai sukelia papildomų išlaidų, nuo 10 iki 30% ar daugiau visos sąskaitos už elektrą.

Kompensatorių tipai ir jų veikimo principas

Siekiant sumažinti reagentą, naudojami reaktyviosios galios kompensavimo įrenginiai, vadinamieji. UKRM. Praktiškai jie dažniausiai naudojami kaip galios kompensatorius:

• kondensatorių baterijos;
• sinchroniniai varikliai.

Kadangi reaktyviosios galios dydis laikui bėgant gali keistis, tai reiškia, kad kompensatoriai gali būti:

1. Nereguliuojamas – dažniausiai kondensatorių bankas be galimybės atjungti atskirus kondensatorius talpai pakeisti.
2. Automatinis – kompensavimo žingsniai keičiasi priklausomai nuo tinklo būsenos.
3. Dinaminis – kompensuoja, kai apkrova greitai keičiasi.

Priklausomai nuo reaktyviosios energijos kiekio, grandinė naudoja nuo vieno iki viso banko kondensatorių, kurie gali būti įvesti ir išvesti iš grandinės. Tada valdymas gali būti:

• rankinis (automatiniai jungikliai);
• pusiau automatinis (mygtukų stulpeliai su kontaktoriais);
• nekontroliuojami, tada jie prijungiami tiesiai prie apkrovos, su juo įjungiami ir išjungiami.

Kondensatorių baterijas galima montuoti tiek pastotėse, tiek tiesiai prie vartotojų, tuomet įrenginys prijungiamas prie jų laidų arba maitinimo magistralių. Pastaruoju atveju jos dažniausiai skaičiuojamos individualiai kompensuojant konkretaus variklio ar kito įrenginio reagentą – jis dažnai randamas ant įrenginių 0,4 kV elektros tinkluose.

Centralizuotas kompensavimas atliekamas arba ties tinklų balansinio ruožo riba, arba pastotėje ir gali būti atliekamas 110 kV aukštos įtampos tinkluose. Gerai tai, kad iškrauna aukštos įtampos linijas, bet blogai tai, kad neapkraunamos 0,4 kV linijos ir pats transformatorius. Šis metodas yra pigesnis nei kiti. Tuo pačiu metu galima centralizuotai iškrauti žemąją 0,4 kV pusę, tada UKRM prijungiamas prie magistralių, prie kurių prijungta transformatoriaus antrinė apvija, ir atitinkamai ji taip pat iškraunama.

Taip pat gali būti grupinės kompensacijos parinktis. Tai tarpinis tipas tarp centralizuoto ir individualaus.

Kitas būdas – kompensavimas sinchroniniais varikliais, kurie gali kompensuoti reaktyviąją galią. Jis pasirodo, kai variklis veikia per didelio sužadinimo režimu. Šis sprendimas naudojamas 6 kV ir 10 kV tinkluose, pasitaiko ir iki 1000 V. Šio metodo pranašumas prieš kondensatorių bankų montavimą yra galimybė naudoti kompensatorių naudingiems darbams atlikti (pavyzdžiui, galingų kompresorių ir siurblių sukimasis).

Grafike parodyta sinchroninio variklio U formos charakteristika, kuri atspindi statoriaus srovės priklausomybę nuo lauko srovės. Po juo matote, kas yra kosinusas phi. Kai jis didesnis už nulį, variklis turi talpinį pobūdį, o kai kosinusas yra mažesnis už nulį, apkrova yra talpinė ir kompensuoja likusių indukcinių vartotojų reaktyviąją galią.

Išvada

Apibendrinkime išvardindami pagrindines reaktyviosios energijos kompensavimo tezes:

• Paskirtis - įmonių elektros linijų ir elektros tinklų iškrovimas. Įrenginyje gali būti antirezonansinių droselių, kad sumažintų lygį harmonikų tinkle.
• Fiziniai asmenys sąskaitų už tai nemoka, o įmonės – moka.
• Kompensatorius apima kondensatorių baterijas arba sinchroninės mašinos naudojamos tais pačiais tikslais.

Taip pat rekomenduojame žiūrėti naudingus vaizdo įrašus straipsnio tema:

Susijusios medžiagos:

• Galios praradimo dideliais atstumais priežastys
• Kaip nustatyti energijos suvartojimą
• Belaidis elektros energijos perdavimas atstumu

Pagal knygą V.E.Kitajevas, L.S. Shlyapintokh „Elektros inžinerija su pramoninės elektronikos pagrindais“ pastraipa Nr. 54 knygos leidimui 1968 m. ir 1973 m. leidimo knygos Nr. 53 pastraipoje aiškiai nurodyta:... „kad kintamosios srovės grandinėje, kurioje yra tik induktyvumas, srovė atsilieka nuo įtampos... ir lenkia saviindukcijos EML. Galime tai pasakyti indukcinėje grandinėje įtampa viršija srovę fazėje 90 laipsnių.

Kalbant apie talpinę apkrovą toje pačioje knygoje (kita pastraipa Nr. 55, 1968 m. leidimas. ir Nr. 54 1973 m. leidimui) sakoma:... "įkraunant ir iškraunant kondensatorių... Srovė faze lenkia įtampą ketvirtadaliu periodo, t.y. 90 laipsnių".

O tu viską parašei atvirkščiai...