Miért szükséges a reaktív teljesítmény kompenzálása és hogyan valósul meg?

meghatározás

A teljes villamos energia aktív és reaktív energiából áll:

S = Q + P

Itt Q reaktív, P aktív.

A reaktív teljesítmény mágneses és elektromos mezőkamelyek váltakozó áramú áramkörökben történő induktív és kapacitív terhelésekre jellemzőek. Az aktív terhelés alatt a feszültség és az áram fázisa megegyezik és egybeesik. Induktív terhelés csatlakoztatásakor a feszültség elmarad az áramtól, és ha kapacitív, akkor előre.

Az ezen fázisok közötti nyírási szög koszinuszát teljesítménytényezőnek nevezzük.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

A szög koszinusa mindig kisebb, mint egység, az aktív teljesítmény mindig kisebb, mint az összérték. A reaktív áram az aktívhoz képest ellentétes irányban áramlik, és megakadályozza annak áthaladását. Mivel egy teljes terhelési áram áramlik át a vezetékeken:

S = U * I

Még az áramvezeték-projektek fejlesztésekor is figyelembe kell venni az aktív és a reaktív energia fogyasztását. Ha ez utóbbi túl sok, akkor meg kell növelnie a vonalak keresztmetszetét, ami további költségeket eredményez. Ezért küzdenek vele. A reaktív teljesítmény kompenzálása csökkenti a hálózat terhelését és megtakarítja az ipari vállalkozások energiáját.

Ahol fontos a koszinusz phi figyelembevétele

Lássuk, hol és mikor szükséges reaktív teljesítmény kompenzáció. Ehhez elemeznie kell a forrásait.

Az elsődleges reaktív terhelés példája:

• elektromos motorok gyűjtő és aszinkron, különösen akkor, ha működési módban a terhelése egy adott motornál kicsi;
• elektromechanikus hajtóművek (mágnesszelepek, szelepek, elektromágnesek);
• elektromágneses kapcsolók;
• transzformátorok, különösen alapjáraton.

A grafikon az elektromos motor cos Φ változását mutatja, amikor a terhelés megváltozik.

A legtöbb ipari vállalkozás elektromos létesítményeinek alapja az elektromos meghajtás. Ezért nagy a reaktív teljesítmény fogyasztás. A magánfogyasztók nem fizetnek a fogyasztásért, a vállalkozások pedig fizetnek. Ez további költségeket okoz, a villamosenergia-számlák teljes összegének legalább 10–30% -áig.

A kompenzátorok típusai és működési elve

A reagens csökkentése érdekében reaktív teljesítmény kompenzáló eszközöket használnak, az úgynevezett UKRM. Teljesítménykompenzátorként a gyakorlatban leggyakrabban az alábbiakat használják:

• kondenzátor bankok;
• szinkron motorok.

Mivel a reaktív teljesítmény mennyisége idővel változhat, ez azt jelenti, hogy a kompenzátorok lehetnek:

1. Nem szabályozott - általában egy kondenzátor-bank, anélkül, hogy képesek lenne az egyes kondenzátorok leválasztására a kapacitás megváltoztatására.
2. Automatikus - a kompenzációs szintek a hálózat állapotától függően változnak.
3. Dinamikus - kompenzálja, ha a terhelés gyorsan megváltoztatja természetét.

Az áramkör a reaktív energia mennyiségétől függően egy kondenzátor teljes elemét használja fel, amelyet be lehet helyezni és ki lehet venni az áramkörből. Akkor a menedzsment lehet:

• kézi (megszakítók);
• félautomata (nyomógombos oszlopok kontaktorokkal);
• ellenőrizetlen, majd közvetlenül a rakományhoz kapcsolódnak, be- és kikapcsolhatók vele.

A kondenzátor elemek telepíthetők mind alállomásokra, mind közvetlenül a fogyasztók közelében, majd a készüléket csatlakoztatják kábelükhöz vagy tápvezetékeikhöz. Az utóbbi esetben ezeket általában egy adott motor vagy más eszköz reagense egyedi kompenzációján alapulnak - egy 0,4 kV-os elektromos hálózatok berendezésein.

A központosított kompenzációt vagy a hálózatok kiegyensúlyozási szakaszának határán, vagy egy alállomáson hajtják végre, 110 kV-os nagyfeszültségű hálózatokban. A jó dolog az, hogy kiüríti a nagyfeszültségű vezetékeket, de a rossz az, hogy a 0,4 kV-os vezetékek és a transzformátor sem merülnek fel. Ez a módszer olcsóbb, mint a többi. Ugyanakkor az alacsony, 0,4 kV-os oldal is központilag ki is terhelhető, majd az UKRM csatlakozik a buszokhoz, amelyekhez a transzformátor másodlagos tekercsét csatlakoztatják, és ennek megfelelően ki vannak terhelve.

Lehet, hogy egy csoportos kompenzációs lehetőség is. Ez egy köztes forma a központosított és az egyén között.

Egy másik módszer a szinkronmotorokkal történő kompenzáció, amely kompenzálja a reaktív energiát. Ez akkor jelenik meg, amikor a motor túl gerjesztési üzemmódban van. Egy ilyen megoldást 6 kV és 10 kV hálózatokban alkalmaznak, és 1000 V feszültségig is előfordulnak. Ennek a módszernek a előnye a kondenzátorbankok telepítése előtt az, hogy kompenzátort használunk hasznos munka elvégzésére (például erős kompresszorok és szivattyúk forgatása).

A grafikon egy szinkronmotor U-alakú jellemzőjét mutatja, amely tükrözi az állórész áramának a gerjesztő áramtól való függését. Alatta láthatod, hogy a koszinusz phi milyen egyenlő. Ha nullánál nagyobb, akkor a motor kapacitív jellegű, és ha a koszinusz nulla alatt van, akkor a terhelés kapacitív és kompenzálja az induktív fogyasztók többi részének reaktív teljesítményét.

következtetés

Összefoglalva, felsorolva a reaktív energia kompenzációjának fő kérdéseit:

• Cél - a vállalatok vezetékeinek és elektromos hálózatainak kirakodása. A berendezés tartalmazhat anti-rezonáns fojtót a szint csökkentése érdekében hálózati harmonikusok.
• A magánszemélyek nem fizetnek számlát érte, de a vállalkozások fizetnek.
• A kompenzátor tartalmaz kondenzátor bankokat, vagy ugyanarra a célra szinkron gépeket használnak.

Azt is javasoljuk, hogy nézzen meg hasznos videókat a cikk témájáról:

Kapcsolódó anyagok:

• A hosszú távú villamosenergia-veszteség okai
• Az energiafogyasztás meghatározása
• Vezeték nélküli energiaátvitel távolságoktól