Шта је реактивна снага? Компензација реактивне снаге. Израчун реактивне снаге

У апартманима и приватним кућама налази се један бројило струје, који израчунава исплату потрошене енергије. Једноставно је претпоставити да се у свакодневном животу користи само његова активна компонента, иако то није баш тако. Савремени стан је засићен уређајем, у шемама од којих постоје елементи који помичу фазу. Међутим, реактивна потрошња потрошена од стране кућних апарата је неупоредиво мања од оне индустријских предузећа, стога се приликом обрачуна плаћања традиционално занемарује.

Фабрика или фабрика чије управљање не прати потрошњу паразитних струја који пролазе кроз круг терета изазива велику штету енергетским системима региона и земље у цјелини. Апсолутно бескорисни загрејан атмосферски ваздух око далековода; Намотавање трансформатора инсталираних у подстанице не може издржати оптерећење, посебно током периода вршне обраде.

Индуктивно и капацитивно оптерећење

Ако узмете конвенционални уређај за грејање или електричну сијалицу, снага наведена у одговарајућој етикети на сијалици или именски плочици одговара производу струје која тече кроз овај уређај и напонски напон (имамо 220 волти). Ситуација се мења ако уређај садржи трансформатор, друге елементе који садрже индуктор или кондензаторе. Ови делови имају посебне особине, струја која тече у њима заостаје или надмашује синусоид напона напајања - другим ријечима, дође до промјене фазе. Идеално капацитивно оптерећење вектор помера са -90, а индуктивном за +90 степени. Снага у овом случају постаје резултат не само производа од струје до напона, већ се додаје и одређени фактор корекције. Шта то доводи до тога?

Геометријски одраз процеса

Из школског курса геометрије сви знају да је хипотенуза дуже од било које ноге у правоуглог троугла. Ако активна, реактивна и очигледна снага формира своје стране, струје које потроше завојница и капацитивност ће бити под правим углом према отпорној компоненти, али са правцима у супротним правцима. Када додате (или, ако желите, одузимање, оне су вишеструке) вредности, укупни вектор, односно укупна реактивна снага, у зависности од тога који преовлађује оптерећење у кругу, биће усмерен нагоре или надоле. У његовом правцу се може проценити која врста терета превладава.

Реактивна снага у додатку вектора са активном компонентом даје укупну количину потрошње енергије. Графички је приказан као хипотенуза троугла моћи. Што више ова линија буде нежно постављена у односу на абсцису, то је боље.

Цосине фит

Графикон показује да угао φ обликује два вектора, укупну и активну снагу. Што је мања разлика, то боље, али реактивна снага, која се сматра паразитским, омета њихово потпуно спајање. Што је већи угао, то је веће оптерећење на енергетским водовима, трансформатори за подизање и спуштање система напајања, и обратно, што су вектори ближи другој, мање ће се жице загрејати дуж дужег ланца. Наравно, са овим проблемом, нешто се морало учинити. А решење је пронађено, једноставно и елегантно. Обострана компензација реактивне снаге омогућава смањење угла φ и максимизирање његовог косинуса (који се такође назива фактор снаге) до јединства. Да би то учинили, продужите вектор капацитивне компоненте тако да постигнете резонанцу струје на којој се "гашу" једна другој (идеално идеално иу пракси, већина).

Теорија и пракса

Све теоријске прорачуне имају већу вриједност, што су практичније. Слика на било ком развијеном индустријском предузећу је следећа: већину електричне енергије троше мотори (синхрони, асинхрони, једнофазни, трофазни) и друге машине. Али ту су и трансформатори. Закључак је једноставан: реактивна снага индуктивног карактера превладава у стварним производним условима. Треба обратити пажњу на то да у предузећима не постоји један број мерача електричне енергије, као у кућама и становима, али два, од којих је једна активна, а друга - лако је погодити. А за узалудно "вођене" путем електроенергетских водова, надлежне власти су немилосрдно кажњене, тако да је администрација од виталног значаја за израчунавање реактивне снаге и предузимање мјера за његово смањење. Јасно је да се овај задатак не може избјећи без електричног капацитета.

Компензација у теорији

Из горњег графикона је сасвим јасно како смањити паразитске токове све док се потпуно не елиминишу, бар теоретски. Да бисте то урадили, упоредо са индуктивним оптерећењем, укључите кондензатор одговарајуће вредности капацитета. Додатни вектори дају нулу, а остане само корисна активна компонента.

Обрачун се врши према формули:

• Ц = 1 / (2πФКС), где је Кс укупна реактанција свих уређаја укључених у мрежу; Ф - учесталост напона напајања (имамо - 50 Хз);

Изгледа да је - што је лакше? Помножите "Кс" и број "пи" за 50 и поделите. Међутим, све је нешто компликованије.

А како у пракси?

Формула је једноставна, али није тако лако одредити и израчунати Кс. Да бисте то урадили, потребно је да узмете све податке о уређајима, сазнате њихов реактанс и у векторски форми, а затим ... У ствари, то нико не ради осим студената у лабораторијском раду.

Одредити реактивну снагу такође може бити различита, користећи посебан уређај - фазни мерач који указује на косинус пхи, или упоређивање очитавања ватметра, ампера и волтметра.

Ситуација је компликована чињеницом да се под условима стварног производног процеса количина терета константно мења, пошто се неке машине укључују у процес рада, док су друге, напротив, одвојене од мреже, како то захтијевају технолошки прописи. Сходно томе, неопходне су сталне мере за праћење стања. У ноћним сменама, радови осветљења, зими, грејање ваздуха се може изводити у продавницама, а током лета може се хладити. У сваком случају, компензација реактивне снаге базирана је на теоријским прорачунима са великим бројем практичних мерења цос φ.

Повезивање и одвајање кондензатора

Најједноставнији и најочигледнији начин решавања проблема је постављање специјалног радника близу фазног мерача који укључује или искључује потребан број кондензатора, постижећи минимално одступање стрелице од јединства. Дакле, у почетку и учинили, али пракса је показала да злогласни људски фактор не дозвољава увек да постигнете жељени ефекат. У сваком случају, компензација реактивне снаге, која је често индуктивна у природи, врши се повезивањем електричног капацитета одговарајуће величине, али је боље то урадити аутоматски, у супротном небригарни запосленик може довести своје матично предузеће у велику казну. Поново, овај рад се не може квалификовати да би био квалификован, може бити потпуно аутоматизован. Најједноставнија схема обухвата оптички електронски пар из емитера и свјетлосног пријемника. Стријела је затворила минималну вриједност - значи, потребно је додати капацитете.

Аутоматизација и интелигентни алгоритми

Тренутно постоје системи који могу поуздано држати цос φ у распону од 0,9 до 1. С обзиром на то да се повезивање кондензатора у њима одвија дискретно, немогуће је остварити идеалан резултат, али економски ефекат аутоматског компензатора реактивне снаге и даље даје врло добар резултат. У срцу рада овог уређаја налазе се интелигентни алгоритми који омогућавају рад одмах након укључивања, често чак и без додатних поставки. Технолошки напредак у области компјутерске технологије омогућио је да се постигне чак и веза свих фаза кондензаторских банака како би се избјегао превремени отказ једног или два од њих. Време одзива је такође смањено, а додатне додаци смањују количину падова напона током транзијента. Савремени савет за управљање енергијом предузећа има одговарајући ергономски изглед који ствара услове за брзо процењивање од стране оператора ситуације, ау случају несреће или неуспјеха добиће тренутни алармни сигнал. Цена таквог кабинета је знатна, али то кошта плаћање за то, користи се.

Компензатор

Уобичајени компензатор реактивне снаге је метални ормарић стандардне величине са контролном плочом на предњој плочи, нормално отворен. У доњем делу налазе се скупови кондензатора (батерија). Овај аранжман је услед једноставног разматрања: електрични капацитети су прилично тешки, и сасвим је логично тежити да структура постане стабилнија. У горњем дијелу, на нивоу ока оператера, постоје потребни контролни уређаји, укључујући фазни индикатор, помоћу кога је могуће процијенити вриједност фактора снаге. Ту су и разни дисплеји, укључујући и хитне контроле (укључени и искључени, идите у ручни режим итд.). Евалуација поређења очитавања мјерних сензора и стварања управљачких активности (повезивање кондензатора жељене вриједности) врши се склопом базираним на микропроцесору. Погони брзо и тихо раде, обично се граде на моћним тиристорима.

Приближан прорачун кондензаторских банака

У релативно малим предузећима, реактивна снага кола може се процијенити приближно с бројем прикључених уређаја узимајући у обзир њихове карактеристике промјене фазе. Дакле, уобичајени асинхрони електромотор (главни "напоран радник" фабрика и биљака) при оптерећењу једнак пола номиналне снаге, има цос φ једнак 0,73, а флуоресцентна лампа 0,5. Параметар контактне заваривачке варијанте креће се од 0,8 до 0,9, лучна пећница ради са косинусом φ једнаким 0,8. Табеле доступне виртуелно сваком великом инжењеру енергије садрже информације о практично свим врстама индустријске опреме, а за њих се може извршити унапред инсталација компензације реактивне снаге. Међутим, такви подаци служе само као основа, на основу којих је неопходно извршити прилагођавање додавањем или уклањањем кондензаторских батерија.

На националном нивоу

Изгледа да је држава поверила све забринутости у погледу параметара електричних мрежа и јединствености терета за фабрике, фабрике и друга индустријска предузећа. Није тако. Електроенергетски систем земље контролише фазну промену на националном и регионалном нивоу, директно на излазу из свог специјалног производа из електрана. Друга ствар је да се реактивна компонента надокнађује не повезивањем кондензаторских банака, већ другачијим методом. Да би се осигурало квалитет енергије која се испоручује потрошачима у намотајима ротора, регулисана је струја пристраности, која у синхроним генераторима није велики проблем.