Per què és necessària una compensació de potència reactiva i com s’aplica
Definició
La potència elèctrica completa consisteix en energia activa i reactiva:
S = Q + P
Aquí Q és reactiu, P està actiu.
La potència reactiva es produeix en magnètica i camps elèctricsque són característics de les càrregues inductives i capacitives quan es treballa en circuits de corrent alterna. Durant el funcionament de la càrrega activa, les fases de tensió i corrent són iguals i coincideixen. Quan es connecta una càrrega inductiva, la tensió queda darrere del corrent i, quan és capacitiva, s’avança.
El cosinus de l’angle de cisalla entre aquestes fases s’anomena factor de potència.
cos Φ = P / S
P = S * cos Φ
El cosinus de l’angle sempre és menor que la unitat, respectivament, el poder actiu és sempre inferior al total. El corrent reactiu flueix en sentit contrari respecte a l’actiu i impedeix el seu pas. Atès que a través dels cables flueix un corrent de càrrega completa:
S = U * I
Fins i tot en desenvolupar projectes de línia elèctrica cal tenir en compte el consum d’energia activa i reactiva. Si aquest últim és massa, haureu d’augmentar la secció transversal de les línies, fet que comportarà costos addicionals. Per tant, estan lluitant amb ell. La compensació de la potència reactiva redueix la càrrega a la xarxa i estalvia l'energia de les empreses industrials.
On és important considerar el cosinus phi
Vegem on i quan cal una compensació de potència reactiva. Per fer-ho, heu d’analitzar les seves fonts.
Un exemple de càrrega reactiva primària és:
- motors elèctrics col·leccionista i asíncron, sobretot si en mode operatiu la seva càrrega és petita per a un motor en particular;
- actuadors electromecànics (solenoides, vàlvules, electroimants);
- dispositius de commutació electromagnètica;
- transformadors, especialment en ralentí.
El gràfic mostra el canvi de cos Φ del motor elèctric quan canvia la càrrega.
La base de les instal·lacions elèctriques de la majoria de les empreses industrials és un accionament elèctric. D’aquí l’alt consum de potència reactiva. Els consumidors privats no paguen el seu consum i les empreses paguen. Això provoca despeses addicionals, del 10 al 30% o més del total de les factures d’electricitat.
Tipus de compensadors i el seu principi de funcionament
Per reduir el reactiu s’utilitzen dispositius de compensació de potència reactiva, els anomenats UKRM. Com a compensador d'energia, en la pràctica utilitzen més sovint:
- bancs condensadors;
- motors sincrònics.
Atès que la quantitat de potència reactiva pot canviar amb el temps, vol dir que els compensadors poden ser:
- No regulada: normalment un banc de condensadors sense la possibilitat de desconnectar condensadors individuals per canviar de condensació.
- Automàtic: els nivells de compensació varien segons l'estat de la xarxa.
- Dinàmic: compensa quan la càrrega canvia ràpidament la seva naturalesa.
El circuit utilitza, depenent de la quantitat d’energia reactiva, d’una a una bateria sencera de condensadors que es poden inserir i treure del circuit. Aleshores la gestió pot ser:
- manual (disjuntors);
- semiautomàtic (pals de botó amb contactors);
- incontrolables, després es connecten directament a la càrrega, s’encenen i s’apaguen amb aquesta.
Les bateries de condensador es poden instal·lar tant a subestacions com directament a prop dels consumidors, i el dispositiu es connecta als seus cables o bus de corrent. En aquest darrer cas, se solen calcular sobre la compensació individual del reactiu d’un motor o d’un altre dispositiu en particular, sovint es troba en equips en xarxes elèctriques de 0,4 kV.
La compensació centralitzada es realitza o al límit de la secció d’equilibri de les xarxes o a una subestació, i es pot fer en xarxes d’alta tensió de 110 kV. El bo és que descarrega les línies d’alta tensió, però el dolent és que les línies de 0,4 kV i el transformador en si no es descarreguen. Aquest mètode és més barat que la resta. Al mateix temps, també es pot descarregar de forma central la cara baixa de 0,4 kV, llavors el UKRM es connecta als busos als quals està connectat el bobinat secundari del transformador, i també es descarrega.
També hi pot haver una opció de compensació per grups. Es tracta d’una forma intermèdia entre centralitzada i individual.
Una altra forma és la compensació mitjançant motors síncrons, que poden compensar la potència reactiva. Apareix quan el motor està en mode d’excitació. Aquesta solució s'utilitza en xarxes de 6 kV i 10 kV, i també es produeixen fins a 1000V. L’avantatge d’aquest mètode abans d’instal·lar bancs de condensadors és la capacitat d’utilitzar un compensador per realitzar treballs útils (rotació de compressors i bombes potents, per exemple).
El gràfic mostra una característica en forma d’U d’un motor sincrònic, que reflecteix la dependència del corrent d’estator del corrent d’excitació. A sota seu veieu a què és igual el cosini phi. Quan és superior a zero, el motor és de naturalesa capacitiva i quan el cosinus és inferior a zero, la càrrega és capacitiva i compensa la potència reactiva de la resta de consumidors inductius.
Conclusió
En resum, enumerar els principals punts sobre la compensació d’energia reactiva:
- Finalitat: descàrrega de línies elèctriques i xarxes elèctriques de les empreses. El dispositiu pot incloure aixecaments anti-ressonància per reduir el nivell armònics de xarxa.
- Els particulars no paguen cap factura, però les empreses paguen.
- El compensador inclou bancs de condensadors o s'utilitzen màquines síncrones amb el mateix propòsit.
També recomanem veure vídeos útils sobre el tema de l’article:
Materials relacionats:
Carregant ...
Segons el llibre de V.E.Kitaev, L.S. Shlyapintokh "Enginyeria Elèctrica amb Fonaments d'Electrònica Industrial", el paràgraf núm. 54 del llibre de llançament de 1968 i el número 53 del llibre de llançament de 1973, està escrit clarament: .... "que en un circuit de CA que conté només inductància, el corrent retarda la tensió... i per davant de l'autoinducció d'EMF. Podem dir això al circuit inductiu, el voltatge és de 90 graus per davant del corrent.
Pel que fa a la càrrega capacitiva, el mateix llibre (paràgraf següent núm. 55 per a la publicació de 1968 i núm. 54 per a la publicació de 1973) diu: ..."en carregar i descarregar un condensador …. El corrent és a una quarta fase per davant del voltatge de fase, és a dir. 90 graus.
I heu escrit tot el contrari ...