Warum ist eine Blindleistungskompensation erforderlich und wie wird diese implementiert?

Definition

Volle elektrische Energie besteht aus aktiver und reaktiver Energie:

S = Q + P.

Hier ist Q reaktiv, P ist aktiv.

Blindleistung tritt in magnetischen und elektrische Felderdie für induktive und kapazitive Lasten beim Arbeiten in Wechselstromkreisen charakteristisch sind. Während des aktiven Lastbetriebs sind die Phasen von Spannung und Strom gleich und fallen zusammen. Beim Anschließen einer induktiven Last bleibt die Spannung hinter dem Strom zurück, und wenn sie kapazitiv ist, liegt sie vor.

Der Kosinus des Scherwinkels zwischen diesen Phasen wird als Leistungsfaktor bezeichnet.

cos Φ = P / S.

P = S * cos Φ

Der Kosinus des Winkels ist immer kleiner als Eins, die Wirkleistung ist immer kleiner als die Summe. Der Blindstrom fließt relativ zum Wirkstoff in die entgegengesetzte Richtung und verhindert dessen Durchgang. Da ein Volllaststrom durch die Drähte fließt:

S = U * I.

Auch bei der Entwicklung von Stromleitungsprojekten ist der Verbrauch von aktiver und reaktiver Energie zu berücksichtigen. Wenn letzteres zu viel ist, müssen Sie den Querschnitt der Linien vergrößern, was zu zusätzlichen Kosten führt. Deshalb kämpfen sie damit. Die Kompensation von Blindleistung reduziert die Netzbelastung und spart die Energie von Industrieunternehmen.

Wo es wichtig ist, Cosinus-Phi zu berücksichtigen

Mal sehen, wo und wann eine Blindleistungskompensation erforderlich ist. Dazu müssen Sie die Quellen analysieren.

Ein Beispiel für eine primäre reaktive Last ist:

• Elektromotoren Sammler und asynchroninsbesondere wenn im Betriebsmodus die Last für einen bestimmten Motor gering ist;
• elektromechanische Aktuatoren (Magnete, Ventile, Elektromagnete);
• elektromagnetische Schaltgeräte;
• Transformatoren, insbesondere im Leerlauf.

Die Grafik zeigt die Änderung von cos Φ des Elektromotors, wenn sich die Last ändert.

Die Basis der elektrischen Anlagen der meisten Industrieunternehmen ist ein elektrischer Antrieb. Daher der hohe Blindleistungsverbrauch. Private Verbraucher zahlen nicht für ihren Verbrauch, und Unternehmen zahlen. Dies verursacht zusätzliche Kosten von 10 bis 30% oder mehr des Gesamtbetrags der Stromrechnungen.

Arten von Kompensatoren und deren Funktionsprinzip

Um das Reagenz zu reduzieren, werden Blindleistungskompensationsvorrichtungen verwendet, die sogenannten UKRM. Als Leistungskompensator verwenden sie in der Praxis am häufigsten:

• Kondensatorbänke;
• Synchronmotoren.

Da sich die Blindleistung im Laufe der Zeit ändern kann, bedeutet dies, dass die Kompensatoren:

1. Nicht geregelt - normalerweise eine Kondensatorbank ohne die Fähigkeit, einzelne Kondensatoren zu trennen, um die Kapazität zu ändern.
2. Automatisch - Die Kompensationsstufen variieren je nach Netzwerkstatus.
3. Dynamisch - Kompensieren, wenn die Last schnell ihre Beschaffenheit ändert.

Die Schaltung verbraucht je nach Menge der Blindleistung eine bis eine ganze Batterie von Kondensatoren, die in die Schaltung eingesetzt und aus dieser entfernt werden können. Dann kann das Management sein:

• manuell (Leistungsschalter);
• halbautomatisch (Druckknopfpfosten mit Schützen);
• unkontrollierbar, dann werden sie direkt an die Last angeschlossen, damit ein- und ausgeschaltet.

Kondensatorbatterien können sowohl in Umspannwerken als auch direkt in der Nähe von Verbrauchern installiert werden. Anschließend wird das Gerät an die Kabel oder Strombusse angeschlossen. Im letzteren Fall werden sie normalerweise anhand der individuellen Kompensation des Reagenzes eines bestimmten Motors oder eines anderen Geräts berechnet - dies ist häufig bei Geräten in elektrischen Netzen mit 0,4 kV der Fall.

Die zentrale Kompensation erfolgt entweder an der Grenze des Ausgleichsabschnitts von Netzen oder in einem Umspannwerk und kann in Hochspannungsnetzen mit 110 kV durchgeführt werden. Das Gute ist, dass die Hochspannungsleitungen entladen werden, aber das Schlechte ist, dass die 0,4-kV-Leitungen und der Transformator selbst nicht entladen werden. Diese Methode ist billiger als der Rest. Gleichzeitig kann die niedrige Seite von 0,4 kV auch zentral entladen werden, dann wird das UKRM an die Busse angeschlossen, an die die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen ist, und es wird auch entladen.

Möglicherweise gibt es auch eine Gruppenvergütungsoption. Dies ist eine Zwischenform zwischen zentralisiert und individuell.

Ein anderer Weg ist die Kompensation durch Synchronmotoren, die die Blindleistung kompensieren können. Es erscheint, wenn sich der Motor im Übererregungsmodus befindet. Eine solche Lösung wird in Netzen mit 6 kV und 10 kV verwendet und tritt auch bis zu 1000 V auf. Der Vorteil dieser Methode vor der Installation von Kondensatorbänken ist die Möglichkeit, einen Kompensator für nützliche Arbeiten zu verwenden (z. B. Rotation leistungsstarker Kompressoren und Pumpen).

Die Grafik zeigt eine U-förmige Charakteristik eines Synchronmotors, die die Abhängigkeit des Statorstroms vom Erregerstrom widerspiegelt. Darunter sehen Sie, was das Cosinus-Phi ist. Wenn es größer als Null ist, ist der Motor kapazitiver Natur, und wenn der Kosinus kleiner als Null ist, ist die Last kapazitiv und kompensiert die Blindleistung der übrigen induktiven Verbraucher.

Fazit

Zusammenfassend sind die wichtigsten Punkte zur Kompensation von Blindleistung aufgeführt:

• Zweck - Entladen von Stromleitungen und Stromnetzen von Unternehmen. Die Vorrichtung kann Antiresonanzdrosseln enthalten, um den Pegel zu verringern Netzwerkoberwellen.
• Privatpersonen zahlen keine Rechnungen dafür, aber Unternehmen zahlen.
• Der Kompensator enthält Kondensatorbänke oder Synchronmaschinen, die für den gleichen Zweck verwendet werden.

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