De ce este necesară compensarea puterii reactive și cum este implementată

Definiție

Puterea electrică completă constă din energie activă și reactivă:

S = Q + P

Aici Q este reactiv, P este activ.

Puterea reactivă apare în magnetice și câmpuri electricecare sunt caracteristice sarcinilor inductive și capacitive atunci când lucrați în circuite AC. În timpul funcționării sarcinii active, fazele de tensiune și curent sunt aceleași și coincid. Când conectați o sarcină inductivă, tensiunea rămâne în spatele curentului, iar atunci când este capacitivă, este înainte.

Cosinusul unghiului de forfecare dintre aceste faze se numește factorul de putere.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

Cosinusul unghiului este întotdeauna mai mic decât unitatea, respectiv, puterea activă este întotdeauna mai mică decât totalul. Curentul reactiv curge în direcția opusă în raport cu cel activ și împiedică trecerea acestuia. Din moment ce un curent de încărcare complet curge prin fire:

S = U * I

Chiar și atunci când dezvoltăm proiecte de linii electrice, trebuie să se țină seama de consumul de energie activă și reactivă. Dacă acesta din urmă este prea mult, atunci va trebui să măriți secțiunea transversală a liniilor, ceea ce duce la costuri suplimentare. Prin urmare, se luptă cu asta. Compensarea puterii reactive reduce sarcina din rețea și economisește energia întreprinderilor industriale.

În cazul în care este important să ia în considerare cosinus phi

Să vedem unde și când este nevoie de compensarea puterii reactive. Pentru a face acest lucru, trebuie să analizați sursele sale.

Un exemplu de încărcare reactivă primară este:

• motoare electrice colector și asincron, mai ales dacă în regim de funcționare, sarcina sa este mică pentru un anumit motor;
• actuatoare electromecanice (solenoide, supape, electromagneti);
• dispozitive de comutare electromagnetice;
• transformatoare, mai ales la ralanti.

Graficul arată schimbarea cos Φ a motorului electric atunci când sarcina se modifică.

La baza instalațiilor electrice ale majorității întreprinderilor industriale este o acționare electrică. De aici consumul ridicat de energie reactivă. Consumatorii privați nu plătesc pentru consumul său, iar întreprinderile plătesc. Acest lucru determină costuri suplimentare, de la 10 până la 30% sau mai mult din valoarea totală a facturilor de energie electrică.

Tipuri de compensatoare și principiul lor de funcționare

Pentru a reduce reactivul, se folosesc dispozitive de compensare a puterii reactive, așa-numitele UKRM. Ca compensator de putere, în practică folosesc cel mai des:

• bănci de condensatoare;
• motoare sincrone.

Deoarece cantitatea de putere reactivă se poate modifica în timp, înseamnă că compensatoarele pot fi:

1. Neregulat - de obicei o bancă de condensatori, fără posibilitatea de a deconecta condensatoarele individuale pentru a schimba capacitanța.
2. Automat - nivelurile de compensare variază în funcție de starea rețelei.
3. Dinamic - compensează atunci când sarcina își schimbă rapid natura.

Circuitul folosește, în funcție de cantitatea de energie reactivă, de la o baterie întreagă de condensatoare care pot fi introduse și scoase din circuit. Apoi, managementul poate fi:

• manuale (întreruptoare);
• semiautomate (stâlpi cu buton cu contactori);
• necontrolabile, apoi sunt conectate direct la sarcină, pornesc și opresc cu ea.

Bateriile cu condensator pot fi instalate atât în ​​stații cât și direct în apropierea consumatorilor, apoi dispozitivul este conectat la cablurile lor sau la autobuzele de alimentare. În ultimul caz, acestea sunt de obicei calculate pe compensarea individuală a reactivului unui anumit motor sau al unui alt dispozitiv - este adesea găsit pe echipamente în rețele electrice de 0,4 kV.

Compensarea centralizată se realizează fie la limita secțiunii de echilibru a rețelelor, fie la o sub-stație și se poate realiza în rețele de înaltă tensiune de 110 kV. Lucrul bun este că descarcă liniile de înaltă tensiune, dar răul este că liniile de 0,4 kV și transformatorul în sine nu sunt descărcate. Această metodă este mai ieftină decât restul. În același timp, partea joasă de 0,4 kV poate fi, de asemenea, descărcată central, apoi UKRM este conectat la autobuzele la care este conectată înfășurarea secundară a transformatorului, fiind descărcată în consecință.

Poate exista și o opțiune de compensare a grupului. Aceasta este o formă intermediară între centralizat și individual.

O altă modalitate este compensarea cu motoare sincrone, care pot compensa puterea reactivă. Apare atunci când motorul este în modul de supraexcitare. O astfel de soluție este utilizată în rețele de 6 kV și 10 kV, și apare, de asemenea, până la 1000V. Avantajul acestei metode înainte de instalarea băncilor de condensatoare este capacitatea de a utiliza un compensator pentru a efectua lucrări utile (rotație de compresoare și pompe puternice, de exemplu).

Graficul prezintă o caracteristică în formă de U a unui motor sincron, care reflectă dependența curentului statorului de curentul de excitație. Sub el, vedeți cu ce este cosinus phi. Atunci când este mai mare decât zero, motorul este de natură capacitivă, iar când cosinusul este mai mic decât zero, sarcina este capacitivă și compensează puterea reactivă a restului consumatorilor inductivi.

Concluzie

Pentru a rezuma, enumerarea principalelor puncte despre compensarea energiei reactive:

• Scopul - descărcarea liniilor electrice și a rețelelor electrice ale întreprinderilor. Dispozitivul poate include sufocări anti-rezonante pentru a reduce nivelul armonice de rețea.
• Persoanele private nu plătesc facturi pentru aceasta, dar întreprinderile plătesc.
• Compensatorul include bănci de condensatoare sau mașini sincrone sunt utilizate în același scop.

De asemenea, vă recomandăm să vizionați videoclipuri utile pe tema articolului:

Materiale conexe:

• Motivele pierderii de energie electrică pe distanțe lungi
• Modul de determinare a consumului de energie
• Transmisie de alimentare wireless pe distanțe