Varför behövs reaktiv kraftkompensation och hur genomförs den

definition

Full elektrisk kraft består av aktiv och reaktiv energi:

S = Q + P

Här är Q reaktiv, P är aktiv.

Reaktiv effekt uppstår i magnetiska och elektriska fältsom är karakteristiska för induktiva och kapacitiva laster vid arbete i växelströmskretsar. Under aktiv lastdrift är spännings- och strömfaserna desamma och sammanfaller. Vid anslutning av en induktiv belastning ligger spänningen bakom strömmen, och när den är kapacitiv är den framåt.

Skjutvinkelens kosinus mellan dessa faser kallas effektfaktorn.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

Vinkans kosinus är alltid mindre än enhet, den aktiva kraften är alltid mindre än den totala. Reaktiv ström flyter i motsatt riktning relativt den aktiva och förhindrar dess passage. Eftersom en full belastningsström flyter genom ledningarna:

S = U * I

Även när man utvecklar kraftledningsprojekt är det nödvändigt att ta hänsyn till förbrukningen av aktiv och reaktiv energi. Om det senare är för mycket, måste du öka tvärsnittet av linjerna, vilket leder till extra kostnader. Därför kämpar de med det. Kompensation av reaktiv effekt minskar belastningen på nätverket och sparar energi från industriföretag.

Där är det viktigt att överväga kosinus-phi

Låt oss se var och när reaktiv kraftkompensation behövs. För att göra detta måste du analysera dess källor.

Ett exempel på en primär reaktiv belastning är:

• elmotorer kollektor och asynkron, speciellt om driften är liten för en viss motor;
• elektromekaniska ställdon (solenoider, ventiler, elektromagneter);
• elektromagnetiska omkopplingsanordningar;
• transformatorer, särskilt på viloläge.

Grafen visar förändringen i cos Φ för elmotorn när belastningen ändras.

Grunden för de flesta industriföretagens elektriska anläggningar är en elektrisk enhet. Därför den höga förbrukningen av reaktiv effekt. Privata konsumenter betalar inte för sin konsumtion och företag betalar. Detta orsakar ytterligare kostnader, från 10 till 30% eller mer av den totala mängden elräkningar.

Typer av kompensatorer och deras funktionsprincip

För att reducera reagenset används reaktiva effektkompensationsanordningar, den så kallade UKRM. Som kraftkompensator använder de i praktiken oftast:

• kondensatorbanker;
• synkronmotorer.

Eftersom mängden reaktiv effekt kan förändras över tid, betyder det att kompensatorerna kan vara:

1. Icke-reglerad - vanligtvis en kondensatorbank utan förmågan att koppla bort enskilda kondensatorer för att ändra kapacitans.
2. Automatisk - kompensationsnivåerna varierar beroende på nätverksstatus.
3. Dynamisk - kompensera när lasten snabbt ändrar sin natur.

Kretsen använder beroende på mängden reaktiv energi från ett till ett helt batteri kondensatorer som kan sättas in och tas bort från kretsen. Då kan ledningen vara:

• manuell (brytare);
• halvautomatiska (tryckknappar med kontaktorer);
• okontrollerbara, då kopplas de direkt till lasten, slå på och stänga av den.

Kondensatorbatterier kan installeras både i transformatorstationer och direkt i närheten av konsumenter, då är enheten ansluten till deras kablar eller elbussar. I det senare fallet beräknas de vanligtvis på en individuell kompensation av reagenset för en viss motor eller annan anordning - det finns ofta på utrustning i elektriska nätverk på 0,4 kV.

Centraliserad kompensation utförs antingen vid gränsen för nätets balansdel eller vid en transformatorstation och kan göras i högspänningsnät på 110 kV. Det bästa är att det lossar högspänningsledningarna, men det dåliga är att 0,4 kV-ledningarna och själva transformatorn inte lossas. Denna metod är billigare än resten. Samtidigt kan den låga sidan av 0,4 kV också lossas centralt, sedan är UKRM ansluten till bussarna till vilka transformatorns sekundära lindning är ansluten, och den lossas följaktligen.

Det kan också finnas ett gruppkompensationsalternativ. Detta är en mellanform mellan centraliserad och individuell.

Ett annat sätt är kompensation med synkronmotorer, som kan kompensera för reaktiv effekt. Det visas när motorn är i över-excitationsläge. En sådan lösning används i nätverk på 6 kV och 10 kV och förekommer också upp till 1000V. Fördelen med denna metod innan du installerar kondensatorbanker är möjligheten att använda en kompensator för att utföra användbart arbete (till exempel rotation av kraftfulla kompressorer och pumpar).

Grafen visar en U-formad egenskap hos en synkronmotor, som återspeglar statorns beroende av excitationsströmmen. Under den ser du vad kosinusphi är lika med. När den är större än noll är motorn kapacitiv till sin natur, och när kosinus är mindre än noll är lasten kapacitiv och kompenserar för den reaktiva kraften hos resten av de induktiva konsumenterna.

slutsats

För att sammanfatta, lista huvudpunkterna om reaktiv energikompensation:

• Syfte - lossa kraftledningar och elektriska nätverk för företag. Enheten kan innehålla anti-resonans kvävningar för att sänka nivån nätverksharmonik.
• Privatpersoner betalar inte räkningar för det, men företag betalar.
• Kompensatorn inkluderar kondensatorbanker eller synkronmaskiner används för samma ändamål.

Vi rekommenderar också att du tittar på användbara videor om artikeln:

Relaterade material:

• Orsakerna till elförlust över långa avstånd
• Hur man bestämmer strömförbrukningen
• Trådlös kraftöverföring över avstånd