Γιατί απαιτείται αντιστάθμιση άεργου ισχύος και πώς εφαρμόζεται

Ορισμός

Η πλήρης ηλεκτρική ισχύς αποτελείται από ενεργή και άεργη ενέργεια:

S = Q + P

Εδώ το Q είναι αντιδραστικό, το P είναι ενεργό.

Η άεργη ισχύς εμφανίζεται σε μαγνητικά και ηλεκτρικά πεδίατα οποία είναι χαρακτηριστικά επαγωγικών και χωρητικών φορτίων όταν εργάζεστε σε κυκλώματα AC. Κατά τη λειτουργία ενεργού φορτίου, οι φάσεις τάσης και ρεύματος είναι ίδιες και συμπίπτουν. Κατά τη σύνδεση ενός επαγωγικού φορτίου, η τάση υστερεί από το ρεύμα και όταν είναι χωρητική, είναι μπροστά.

Το συνημίτονο της γωνίας διάτμησης μεταξύ αυτών των φάσεων ονομάζεται συντελεστής ισχύος.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

Το συνημίτονο της γωνίας είναι πάντα μικρότερο από την ενότητα, αντίστοιχα, η ενεργή ισχύς είναι πάντα μικρότερη από το σύνολο. Το αντιδραστικό ρεύμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση σε σχέση με το ενεργό και αποτρέπει τη διέλευσή του. Δεδομένου ότι ένα πλήρες ρεύμα φορτίου ρέει μέσω των καλωδίων:

S = U * I

Ακόμη και κατά την ανάπτυξη έργων ηλεκτροδότησης, είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη η κατανάλωση ενεργού και άεργου ενέργειας. Εάν το τελευταίο είναι πάρα πολύ, τότε θα πρέπει να αυξήσετε τη διατομή των γραμμών, γεγονός που οδηγεί σε επιπλέον κόστος. Επομένως, παλεύουν με αυτό. Η αντιστάθμιση της άεργης ισχύος μειώνει το φορτίο στο δίκτυο και εξοικονομεί ενέργεια των βιομηχανικών επιχειρήσεων.

Όπου είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη το συνημίτονο phi

Ας δούμε πού και πότε απαιτείται αντιστάθμιση άεργου ισχύος. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να αναλύσετε τις πηγές του.

Ένα παράδειγμα πρωτεύοντος αντιδραστικού φορτίου είναι:

• ηλεκτρικοί κινητήρες συλλέκτης και ασύγχρονη, ειδικά εάν σε κατάσταση λειτουργίας το φορτίο του είναι μικρό για έναν συγκεκριμένο κινητήρα.
• ηλεκτρομηχανικοί ενεργοποιητές (σωληνοειδή, βαλβίδες, ηλεκτρομαγνήτες).
• ηλεκτρομαγνητικές συσκευές μεταγωγής.
• μετασχηματιστές, ειδικά στο ρελαντί.

Το γράφημα δείχνει την αλλαγή στο cos Φ του ηλεκτροκινητήρα όταν αλλάζει το φορτίο.

Η βάση των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων των περισσότερων βιομηχανικών επιχειρήσεων είναι ένας ηλεκτροκινητήρας. Εξ ου και η υψηλή κατανάλωση άεργου ισχύος. Οι ιδιώτες καταναλωτές δεν πληρώνουν για την κατανάλωσή του και οι επιχειρήσεις πληρώνουν. Αυτό προκαλεί πρόσθετο κόστος, από 10 έως 30% ή περισσότερο του συνολικού ποσού των λογαριασμών ηλεκτρικής ενέργειας.

Τύποι αντισταθμιστών και η αρχή λειτουργίας τους

Προκειμένου να μειωθεί το αντιδραστήριο, χρησιμοποιούνται συσκευές αντιστάθμισης άεργης ισχύος, οι λεγόμενες UKRM. Ως αντισταθμιστής ισχύος, στην πράξη χρησιμοποιούν συχνότερα:

• τράπεζες πυκνωτών ·
• σύγχρονοι κινητήρες.

Δεδομένου ότι η ποσότητα της άεργης ισχύος μπορεί να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου, αυτό σημαίνει ότι οι αντισταθμιστές μπορεί να είναι:

1. Μη ρυθμιζόμενο - συνήθως μια τράπεζα πυκνωτών χωρίς δυνατότητα αποσύνδεσης μεμονωμένων πυκνωτών για αλλαγή της χωρητικότητας.
2. Αυτόματη - τα επίπεδα αποζημίωσης διαφέρουν ανάλογα με την κατάσταση του δικτύου.
3. Dynamic - αντισταθμίζει όταν το φορτίο αλλάζει γρήγορα τη φύση του.

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί, ανάλογα με την ποσότητα της άεργης ενέργειας, από μία έως μια ολόκληρη μπαταρία πυκνωτών που μπορούν να εισαχθούν και να αφαιρεθούν από το κύκλωμα. Τότε η διαχείριση μπορεί να είναι:

• εγχειρίδιο (διακόπτες κυκλώματος)
• ημι-αυτόματο (θέσεις με κουμπιά με ρελέ)
• ανεξέλεγκτα, τότε συνδέονται απευθείας με το φορτίο, ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται με αυτό.

Οι μπαταρίες συμπυκνωτή μπορούν να εγκατασταθούν τόσο στους υποσταθμούς όσο και απευθείας στους καταναλωτές, και στη συνέχεια η συσκευή είναι συνδεδεμένη με τα καλώδια ή τους ηλεκτρικούς διαύλους τους. Στην τελευταία περίπτωση, συνήθως υπολογίζονται για την ατομική αντιστάθμιση του αντιδραστηρίου ενός συγκεκριμένου κινητήρα ή άλλης συσκευής - βρίσκεται συχνά σε εξοπλισμό σε ηλεκτρικά δίκτυα 0,4 kV.

Η κεντρική αποζημίωση πραγματοποιείται είτε στο όριο του τμήματος ισορροπίας των δικτύων είτε σε έναν υποσταθμό, και μπορεί να γίνει σε δίκτυα υψηλής τάσης 110 kV. Το καλό είναι ότι ξεφορτώνει τις γραμμές υψηλής τάσης, αλλά το κακό είναι ότι οι γραμμές 0,4 kV και ο ίδιος ο μετασχηματιστής δεν εκφορτώνονται. Αυτή η μέθοδος είναι φθηνότερη από την υπόλοιπη. Ταυτόχρονα, η χαμηλή πλευρά των 0,4 kV μπορεί επίσης να εκφορτωθεί κεντρικά, τότε το UKRM συνδέεται με τους διαύλους με τους οποίους συνδέεται η δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή, και συνεπώς εκφορτώνεται.

Μπορεί επίσης να υπάρχει επιλογή ομαδικής αποζημίωσης. Αυτή είναι μια ενδιάμεση μορφή μεταξύ κεντρικού και ατομικού.

Ένας άλλος τρόπος είναι η αντιστάθμιση από σύγχρονους κινητήρες, οι οποίοι μπορούν να αντισταθμίσουν την άεργη ισχύ. Εμφανίζεται όταν ο κινητήρας βρίσκεται σε κατάσταση υπερβολικής διέγερσης. Μια τέτοια λύση χρησιμοποιείται σε δίκτυα των 6 kV και 10 kV, και εμφανίζεται επίσης έως και 1000V. Το πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου πριν από την εγκατάσταση τραπεζών πυκνωτών είναι η δυνατότητα χρήσης αντισταθμιστή για την εκτέλεση χρήσιμων εργασιών (περιστροφή ισχυρών συμπιεστών και αντλιών, για παράδειγμα).

Το γράφημα δείχνει ένα σχήμα σχήματος U ενός συγχρονισμένου κινητήρα, το οποίο αντικατοπτρίζει την εξάρτηση του ρεύματος στάτη από το ρεύμα διέγερσης. Κάτω από αυτό, βλέπετε τι είναι το συνημίτονο phi. Όταν είναι μεγαλύτερη από το μηδέν, ο κινητήρας έχει χωρητικό χαρακτήρα και όταν το συνημίτονο είναι μικρότερο από το μηδέν, το φορτίο είναι χωρητικό και αντισταθμίζει την άεργη ισχύ των υπόλοιπων επαγωγικών καταναλωτών.

Συμπέρασμα

Συνοψίζοντας, παραθέτοντας τα βασικά σημεία σχετικά με την αντίδραση ενεργού ενέργειας:

• Σκοπός - εκφόρτωση ηλεκτρικών γραμμών και ηλεκτρικών δικτύων επιχειρήσεων. Η συσκευή μπορεί να περιλαμβάνει αντι-συντονισμένους πνιγμούς για μείωση του επιπέδου αρμονικές δικτύου.
• Οι ιδιώτες δεν πληρώνουν λογαριασμούς για αυτό, αλλά οι επιχειρήσεις πληρώνουν.
• Ο αντισταθμιστής περιλαμβάνει τράπεζες πυκνωτών ή σύγχρονα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για τον ίδιο σκοπό.

Συνιστούμε επίσης να παρακολουθείτε χρήσιμα βίντεο σχετικά με το θέμα του άρθρου:

Σχετικά υλικά:

• Οι λόγοι για την απώλεια ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις
• Πώς να προσδιορίσετε την κατανάλωση ενέργειας
• Ασύρματη μετάδοση ισχύος σε αποστάσεις