Kaj je reaktivna energija? Nadomestilo za reaktivno moč. Izračun reaktivne moči

V apartmajih in zasebnih hišah je en meter električne energije, ki izračuna plačilo za porabljeno energijo. Poenostavljeno je domnevati, da se v vsakdanjem življenju uporablja le njegova aktivna komponenta, čeprav to ni tako. Sodobno stanovanje je nasičeno z napravami, v tokokrogih katerih elementi premikajo fazo. Vendar je reaktivna energija, ki jo porabijo gospodinjski aparati, nesorazmerno manjša kot pri industrijskih podjetjih, zato se pri izračunu plačila tradicionalno zanemarja.

Tovarna ali tovarna, katere upravljanje ne spremlja porabe parazitskih tokov, ki potekajo skozi tokokrog obremenitve, zelo škoduje energetskim sistemom regije in države kot celoti. Absolutno neuporaben ogrevan atmosferski zrak okoli transformatorjev LEP-navijanja, nameščenih v podstranjih, morda ne bo zdržal obremenitve, še posebej med obdobji konic.

Induktivne in kapacitivne obremenitve

Če vzamete konvencionalno ogrevalno napravo ali električno žarnico, bo moč, navedena v ustrezni etiketi na žarnici ali imenski tablici, ustrezala proizvodu toka, ki teče skozi to napravo in omrežno napetost (imamo 220 voltov). Stanje se spremeni, če naprava vsebuje transformator, ki vsebuje druge elemente tuljave induktivnosti, ali kondenzatorji. Ti deli imajo posebne lastnosti, tok, ki teče v njih, zaostaja ali preseže sinusoid napajalne napetosti - z drugimi besedami, pride do faznega premika. Idealna kapacitivna obremenitev prenaša vektor z -90 in induktivno za +90 stopinj. Moč v tem primeru je rezultat ne samo proizvoda toka na napetost, dodan je določen korekcijski faktor. Kaj to vodi do tega?

Geometrijski odraz procesa

Iz šolskega tečaja geometrije vsi vedo, da je hipotenuza daljša od katere koli noge v pravokotnem trikotniku. Če aktivna, reaktivna in navidezna moč tvorita njene stranice, bodo tokovi, ki jih porablja tuljava in kapacitivnost, pravokotni na uporovno komponento, vendar z usmeritvami v nasprotnih smereh. Pri dodajanju (ali, če želite, odštevanje, so večvalentne) vrednosti, bo skupni vektor, to je celotna reaktivna moč, odvisno od tega, kateri prevladuje značilnost nalaganja v shemi, usmerjen navzgor ali navzdol. V svoji smeri lahko presodimo, katera vrsta obremenitve prevladuje.

Reaktivna moč v dodajanju vektorja z aktivno komponento bo dala skupno porabo energije. Grafično je prikazana kot hipotenuza trikotnika moči. Bolj ko bo ta linija nežno nameščena glede na absciso, bolje bo.

Cosine fit

Graf prikazuje, da je kot vpišite dva vektorja, polno in aktivno moč. Manjše so razlike, tem bolje, vendar reaktivna moč, ki se šteje za parazitsko, ovira njihovo združitev. Večji kot, večja je obremenitev električnih vodov, dviganje in spuščanje transformatorjev sistema za oskrbo z električno energijo in obratno, čim bližje so vektorji drug drugemu, manj so žice ogrevane po celotni verigi. Seveda, s tem problemom je bilo treba nekaj storiti. In rešitev je bila najdena, preprosta in elegantna. Vzajemno nadomestilo reaktivne moči omogoča zmanjšanje kota phi- in maksimalno približuje svoj kosinus (ki se imenuje tudi faktor moči) do enotnosti. Za to je treba razširiti vektor kapacitivno komponento, tako da se doseže resonance tok, v katerem so "pogasiti" drug drugega (v najboljšem primeru v celoti, vendar v praksi - največji način).

Teorija in praksa

Vsi teoretični izračuni so večji, bolj praktični so. Slika v vseh razvitih industrijskem obratu naslednjim: večina moči motorja (sinhroni, asinhroni, enofazni, trifazni), in drugih strojev porabljene. Toda tu so tudi transformatorji. Zaključek je preprost: v realnih proizvodnih pogojih prevladuje reaktivna moč induktivnega značaja. Opozoriti je treba, da podjetja vzpostavijo več kot en meter električne energije kot v hišah in stanovanjih, in dve, od katerih je aktivna, in drugo - lahko uganiti, katero. In za prekoračitev zaman "preganja" po vzoru električne energije ustreznimi organi neusmiljeno kaznovali, tako da uprava je zelo zanimajo dejstva, da izračun jalove moči in sprejeti ukrepe za njegovo zmanjšanje. Jasno je, da se te naloge ne da izogniti električni zmogljivosti.

Kompenzacija v teoriji

Iz zgornjega grafikona je povsem jasno, kako zmanjšati parazitske tokove, dokler niso popolnoma eliminirani, vsaj teoretično. Če želite to narediti vzporedno z induktivno obremenitvijo, vklopite kondenzator ustrezne vrednosti kapacitivnosti. Vektorji ob dodatku dajo nič in samo ostala aktivna komponenta ostane.

Izračun se opravi po formuli:

• C = 1 / (2pi-FX), pri čemer je X skupna reaktanca vseh naprav, vključenih v omrežje - F - frekvenca napajalne napetosti (pri nas - 50 Hz);

Zdi se, da je - kar je lažje? Pomnožite "X" in številko "pi" za 50 in delite. Vendar pa je vse bolj zapleteno.

In kako v praksi?

Formula je preprosta, vendar določanje in izračun X ni tako enostavno. Da bi to naredili, boste morali sprejeti vse podatke o napravah, učijo svoje upor, in v vektorski obliki, in že togdahellip- V resnici nihče ne stori, razen za študente v laboratorijskem delu.

Določitev reaktivne moči je lahko tudi drugačna, z uporabo posebne naprave - faznega števca, ki kaže kosinus phi, ali s primerjavo odčitkov vattmetra, ampermetra in voltmetra.

Zapletlo zadeve, ki v realnem proizvodnem procesu obremenitev se nenehno spreminja, saj so vključeni nekateri stroji v delovanju, medtem ko se odklopi od omrežja, kot je določeno v proizvodnih načrtih. Skladno s tem so potrebni stalni ukrepi za spremljanje stanja. V nočnih izmenah lahko razsvetljava pozimi ogrevamo v trgovinah, poleti pa jo lahko ohladimo. Kakorkoli že, nadomestilo reaktivne moči se opravi na podlagi teoretičnih izračunov z velikim deležem praktičnih meritev cos phi-.

Povezovanje in odklop kondenzatorjev

Najenostavnejši in najbolj očiten način za rešitev problema - za zasaditev v bližini faznega metrov specializiranega delavca, ki bi omogoča ali onemogoča želeno število kondenzatorjev, doseči minimalno količino odstopanj od enotnosti puščice. Torej, sprva in naredil, vendar je praksa pokazala, da zloglasni človeški dejavnik ne omogoča vedno, da doseže želeni učinek. V vsakem primeru je odškodnina jalove moči, ki ima predvsem induktivno, je električni priključek na ustrezne vrednosti kapacitivnosti, vendar to storiti bolje v samodejnem načinu, ali malomarno zaposleni lahko prinese izvorno podjetje pod velikim globe. Tudi to delo ne moremo imenovati kvalificirano, lahko ga popolnoma avtomatiziramo. Najpreprostejša shema vključuje optični elektronski par iz oddajnika in svetlobnega sprejemnika. Puščica je zaprla najnižjo vrednost - pomeni, da je treba dodati kapacitete.

Avtomatizacija in inteligentni algoritmi

Trenutno obstajajo sistemi, ki zanesljivo držijo cos phi- v razponu od 0,9 do 1. Od priključitev kondenzatorjev v njih poteka diskretno, odlična rezultata ni mogoče doseči, vendar je gospodarski učinek avtomatsko kompenzator jalove moči še vedno daje zelo dober. Delovanje te naprave so inteligentni algoritmi, ki zagotavljajo takojšnjo uporabo, pogosto celo brez dodatnih nastavitev. Tehnološki napredek v računalniški tehnologiji bi bilo mogoče doseči enotno povezavo vseh fazah kondenzator bank, da bi se izognili prezgodnje odpovedi enega ali dva izmed njih. Odzivni čas je tudi zmanjšan, dodatne dušilke pa zmanjšujejo količino padca napetosti med prehodnimi. Moderna nadzorna plošča ima moč podjetja ustrezen ergonomski izgled, ki ustvarja pogoje za hitro oceno s strani operaterja, v primeru nesreče ali neuspeha pa bo dobil takojšen alarmni signal. Cena takega kabineta je precejšnja, vendar pa to plača za to, koristi.

Kompenzacijska naprava

Konvencionalen kompenzator reaktivne moči je kovinska omara standardnih dimenzij z nadzorno ploščo na sprednji plošči, običajno odprta. V spodnjem delu so sklopi kondenzatorjev (baterij). Ta ureditev je posledica preprostega upoštevanja: električne kapacitivnosti so precej težke in popolnoma logično je, da bi bila konstrukcija bolj stabilna. V zgornjem delu, na ravni oči operaterja, so potrebni kontrolni elementi, vključno s faznim indikatorjem, s pomočjo katerih je mogoče oceniti vrednost faktorja moči. Obstaja tudi druga indikacija, vključno s sili, kontrolniki (vklop in izklop, pojdite na ročni način itd.). Ovrednotenje primerjave odčitkov merilnih senzorjev in generiranje nadzornih ukrepov (povezava kondenzatorjev želene vrednosti) izvede vezje, ki temelji na mikroprocesorju. Pogoni delujejo hitro in tiho, običajno so zgrajeni na tiristorjih velikih moči.

Približni izračun kondenzatorskih bank

V sorazmerno majhnih podjetjih se reaktivna moč vezja lahko približno oceni s številom povezanih naprav, pri čemer se upoštevajo njihove fazne spremembe. Torej, običajen asinhroni elektromotor (glavni "trdi delavec" tovarn in rastlin) pri obremenitvi, ki je enaka polovici nazivna moč, ima cos phi-, kar je enako 0,73, in fluorescenčna sijalka - 0,5. Parameter kontaktnega varilnega stroja se giblje od 0,8 do 0,9, obločna peč deluje s kosinusom fi- enak 0,8. Tabele, ki so na voljo skoraj vsakemu večjemu inženirju elektrike, vsebujejo informacije o praktično vseh vrstah industrijske opreme in prednastavitev kompenzacije reaktivne moči z njimi. Vendar pa ti podatki služijo le kot osnovo, na podlagi katere je treba prilagoditi z dodajanjem ali odstranjevanjem kondenzatorskih baterij.

V nacionalnem merilu

Zdi se, da je država zaupala vse skrbi glede parametrov električnih omrežij in enotnosti obremenitve tovarn, tovarn in drugih industrijskih podjetij. Ni tako. Elektrarna v državi nadzira fazni premik na nacionalni in regionalni ravni, neposredno na izhodu svojega posebnega izdelka iz elektrarn. Druga težava je, da reaktivno komponento ni kompenzirana s povezavo bank kondenzatorja, temveč z drugačno metodo. Za zagotovitev kakovosti energije, ki se sprosti potrošnikom v navitjih rotorja, je reguliran tok pristranskosti, ki v sinhronih generatorjih ni velik problem.