Hvorfor er reaktiv kraftkompensasjon nødvendig og hvordan implementeres den

definisjon

Full elektrisk kraft består av aktiv og reaktiv energi:

S = Q + P

Her er Q reaktiv, P er aktiv.

Reaktiv kraft oppstår i magnetisk og elektriske feltsom er karakteristiske for induktive og kapasitive belastninger når du arbeider i vekselstrømskretser. Under aktiv lastdrift er fasene med spenning og strøm de samme og sammenfaller. Når du kobler en induktiv belastning, henger spenningen bak strømmen, og når den er kapasitiv, er den foran.

Kosinus for skjærvinkelen mellom disse fasene kalles kraftfaktoren.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

Vinkelen er alltid mindre enn enhet, den aktive kraften er alltid mindre enn den totale. Reaktiv strøm flyter i motsatt retning i forhold til den aktive og forhindrer dens passasje. Siden en full laststrøm flyter gjennom ledningene:

S = U * I

Selv når du utvikler kraftlinjeprosjekter, er det nødvendig å ta hensyn til forbruket av aktiv og reaktiv energi. Hvis sistnevnte er for mye, må du øke tverrsnittet av linjene, noe som fører til merkostnader. Derfor sliter de med det. Kompensasjon av reaktiv kraft reduserer belastningen på nettverket og sparer energi fra industrielle foretak.

Hvor det er viktig å vurdere kosinus-phi

La oss se hvor og når reaktiv kraftkompensasjon er nødvendig. For å gjøre dette, må du analysere kildene.

Et eksempel på en primær reaktiv belastning er:

• elektriske motorer kollektor og asynkron, spesielt hvis i driftsmodus er belastningen liten for en bestemt motor;
• elektromekaniske aktuatorer (magnetventiler, ventiler, elektromagneter);
• elektromagnetiske koblingsenheter;
• transformatorer, spesielt på tomgang.

Grafen viser endringen i cos Φ til den elektriske motoren når belastningen endres.

Grunnlaget for elektriske anlegg i de fleste industrivirksomheter er en elektrisk stasjon. Derav det høye forbruket av reaktiv kraft. Private forbrukere betaler ikke for forbruket, og foretakene betaler. Dette medfører merkostnader, fra 10 til 30% eller mer av den totale mengden strømregninger.

Typer kompensatorer og driftsprinsipp

For å redusere reagenset brukes reaktive kraftkompensasjonsanordninger, den såkalte UKRM. Som kraftkompensator bruker de i praksis ofte:

• kondensatorbanker;
• synkronmotorer.

Siden mengden reaktiv kraft kan endre seg over tid, betyr det at kompensatorene kan være:

1. Ikke-regulert - vanligvis en kondensatorbank uten evne til å koble fra individuelle kondensatorer for å endre kapasitans.
2. Automatisk - kompensasjonsnivåene varierer avhengig av nettverksstatus.
3. Dynamisk - kompensere når belastningen raskt endrer natur.

Kretsen bruker, avhengig av mengden reaktiv energi, fra ett til et helt batteri av kondensatorer som kan settes inn og fjernes fra kretsen. Da kan ledelse være:

• manuell (effektbrytere);
• halvautomatisk (trykknappposter med kontaktorer);
• ukontrollerbare, så kobles de direkte til lasten, slå av og på med den.

Kondensatorbatterier kan installeres både i transformatorstasjoner og direkte i nærheten av forbrukere, så kobles enheten til kablene eller strømbussene deres. I sistnevnte tilfelle beregnes de vanligvis på den individuelle kompensasjonen av reagenset til en bestemt motor eller annen enhet - det finnes ofte på utstyr i elektriske nettverk på 0,4 kV.

Sentralisert kompensasjon utføres enten ved grensen til nettverksbalansen eller i en transformatorstasjon, og kan gjøres i høyspenningsnett på 110 kV. Det gode er at den losser høyspenningslinjene, men det dårlige er at 0,4 kV-linjene og selve transformatoren ikke blir losset. Denne metoden er billigere enn resten. Samtidig kan også den lave siden på 0,4 kV losses sentralt, deretter kobles UKRM til bussene som transformatorens sekundærvikling er koblet til, og den følgelig blir losset.

Det kan også være et alternativ for gruppekompensasjon. Dette er en mellomform mellom sentralisert og individuell.

En annen måte er kompensasjon av synkronmotorer, som kan kompensere for reaktiv effekt. Det vises når motoren er i over-eksitasjonsmodus. En slik løsning brukes i nettverk på 6 kV og 10 kV, og forekommer også opp til 1000V. Fordelen med denne metoden før du installerer kondensatorbanker er muligheten til å bruke en kompensator for å utføre nyttig arbeid (for eksempel rotasjon av kraftige kompressorer og pumper).

Grafen viser en U-formet karakteristikk av en synkronmotor, som reflekterer statorstrømens avhengighet av eksitasjonsstrømmen. Under den ser du hva cosinus-phi er lik. Når den er større enn null, er motoren kapasitiv i naturen, og når kosinus er mindre enn null, er belastningen kapasitiv og kompenserer for den reaktive effekten til resten av de induktive forbrukerne.

Konklusjon

For å oppsummere, liste hovedpoengene om reaktiv energikompensasjon:

• Formål - lossing av kraftledninger og elektriske nettverk fra foretak. Enheten kan inneholde anti-resonans choker for å redusere nivået nettverksharmonikk.
• Privatpersoner betaler ikke regninger for det, men foretak betaler.
• Kompensatoren inkluderer kondensatorbanker eller synkrone maskiner brukes til samme formål.

Vi anbefaler også å se nyttige videoer om emnet i artikkelen:

Relaterte materialer:

• Årsakene til tap av strøm over lange avstander
• Hvordan bestemme strømforbruk
• Trådløs kraftoverføring over avstander