Waarom is compensatie van blindvermogen nodig en hoe wordt dit geïmplementeerd

Definitie

Volledig elektrisch vermogen bestaat uit actieve en reactieve energie:

S = Q + P

Hier is Q reactief, P is actief.

Reactief vermogen komt voor bij magnetische en elektrische veldendie kenmerkend zijn voor inductieve en capacitieve belastingen bij het werken in wisselstroomcircuits. Tijdens actieve belasting zijn de fasen van spanning en stroom hetzelfde en vallen samen. Bij het aansluiten van een inductieve belasting blijft de spanning achter op de stroom en wanneer deze capacitief is, loopt deze voor.

De cosinus van de afschuifhoek tussen deze fasen wordt de arbeidsfactor genoemd.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

De cosinus van de hoek is altijd kleiner dan de eenheid, respectievelijk is het actieve vermogen altijd kleiner dan het totaal. Reactieve stroom stroomt in de tegenovergestelde richting ten opzichte van de actieve en verhindert zijn doorgang. Omdat de stroom met volledige belasting door de draden stroomt:

S = U * I

Zelfs bij het ontwikkelen van hoogspanningslijnprojecten moet rekening worden gehouden met het verbruik van actieve en reactieve energie. Is dat laatste teveel, dan moet je de doorsnede van de lijnen vergroten, wat leidt tot extra kosten. Daarom worstelen ze ermee. Compensatie van blindvermogen vermindert de belasting van het netwerk en bespaart de energie van industriële ondernemingen.

Waar het belangrijk is om cosinus phi te overwegen

Laten we eens kijken waar en wanneer compensatie van blindvermogen nodig is. Om dit te doen, moet je de bronnen analyseren.

Een voorbeeld van een primaire reactieve belasting is:

• elektrische motoren verzamelaar en asynchroon, vooral als in bedrijfsmodus de belasting voor een bepaalde motor klein is;
• elektromechanische aandrijvingen (elektromagneten, kleppen, elektromagneten);
• elektromagnetische schakelinrichtingen;
• transformatoren, vooral bij inactiviteit.

De grafiek toont de verandering in cos Φ van de elektromotor wanneer de belasting verandert.

De basis van de elektrische voorzieningen van de meeste industriële ondernemingen is een elektrische aandrijving. Vandaar het hoge verbruik van blindvermogen. Particuliere consumenten betalen niet voor het verbruik en bedrijven betalen. Dit brengt extra kosten met zich mee, van 10 tot 30% of meer van het totale bedrag aan elektriciteitsrekeningen.

Soorten compensatoren en hun werkingsprincipe

Om het reagens te verminderen, worden compensatoren voor blindvermogen gebruikt, de zogenaamde UKRM. Als vermogenscompensator gebruiken ze in de praktijk meestal:

• condensatorbanken;
• synchrone motoren.

Aangezien de hoeveelheid blindvermogen in de loop van de tijd kan veranderen, betekent dit dat de compensatoren kunnen zijn:

1. Niet-gereguleerd - meestal een condensatorbank zonder de mogelijkheid om individuele condensatoren los te koppelen om de capaciteit te wijzigen.
2. Automatisch - compensatieniveaus variëren afhankelijk van de netwerkstatus.
3. Dynamisch - compenseer wanneer de belasting snel van aard verandert.

Het circuit gebruikt, afhankelijk van de hoeveelheid reactieve energie, één tot een hele batterij condensatoren die in het circuit kunnen worden geplaatst en verwijderd. Beheer kan dan zijn:

• handmatig (stroomonderbrekers);
• halfautomatisch (drukknoppalen met magneetschakelaars);
• oncontroleerbaar, dan worden ze rechtstreeks op de belasting aangesloten, hiermee in- en uitgeschakeld.

Condensorbatterijen kunnen zowel in onderstations als direct in de buurt van consumenten worden geïnstalleerd, waarna het apparaat wordt aangesloten op hun kabels of stroombussen. In het laatste geval worden ze meestal berekend op basis van de individuele compensatie van het reagens van een bepaalde motor of ander apparaat - het wordt vaak aangetroffen op apparatuur in elektrische netwerken van 0,4 kV.

Gecentraliseerde compensatie wordt uitgevoerd aan de grens van de balanssectie van netwerken of aan een onderstation en kan worden gedaan in hoogspanningsnetwerken van 110 kV. Het goede is dat het de hoogspanningslijnen ontlaadt, maar het slechte is dat de 0,4 kV-lijnen en de transformator zelf niet worden gelost. Deze methode is goedkoper dan de rest. Tegelijkertijd kan de lage zijde van 0,4 kV ook centraal worden gelost, dan wordt de UKRM aangesloten op de bussen waarop de secundaire wikkeling van de transformator is aangesloten, en wordt deze dienovereenkomstig gelost.

Er kan ook een optie voor groepsvergoeding zijn. Dit is een tussenvorm tussen gecentraliseerd en individueel.

Een andere manier is compensatie door synchrone motoren, die het blindvermogen kunnen compenseren. Het verschijnt wanneer de motor in de modus voor overmatige bekrachtiging staat. Zo'n oplossing wordt gebruikt in netwerken van 6 kV en 10 kV, en komt ook voor tot 1000V. Het voordeel van deze methode voordat condensatorbanken worden geïnstalleerd, is de mogelijkheid om een ​​compensator te gebruiken om nuttig werk uit te voeren (bijvoorbeeld rotatie van krachtige compressoren en pompen).

De grafiek toont een U-vormig kenmerk van een synchrone motor, die de afhankelijkheid van de statorstroom van de bekrachtigingsstroom weerspiegelt. Daaronder zie je waar de cosinus phi gelijk aan is. Als deze groter is dan nul, is de motor capacitief van aard en als de cosinus kleiner is dan nul, is de belasting capacitief en compenseert het reactief vermogen van de rest van de inductieve verbruikers.

Conclusie

Samenvattend, een opsomming van de belangrijkste punten over compensatie van reactieve energie:

• Doel - het lossen van hoogspanningslijnen en elektrische netwerken van bedrijven. Het apparaat kan anti-resonante smoorspoelen bevatten om het niveau te verlagen netwerk harmonischen.
• Particulieren betalen er geen rekeningen voor, maar bedrijven betalen.
• De compensator bevat condensatorbanken of synchrone machines worden voor hetzelfde doel gebruikt.

We raden ook aan om nuttige video's over het onderwerp van het artikel te bekijken:

Gerelateerde materialen:

• Oorzaken van energieverlies over lange afstanden
• Hoe het stroomverbruik te bepalen
• Draadloze krachtoverdracht over afstanden