Îmbunătățirea factorului de putere al circuitelor de curent sinusoidale

Majoritatea consumatorilor moderni de energie electrică au curenți de sarcină inductivă care lag faza tensiunii sursei. Astfel, pentru motoare asincrone, transformatoare. sudori și alte tipuri de curent reactiv necesar pentru a crea un câmp magnetic rotativ în aparat electric și variabil transformatoare de flux magnetic.

Energia electrică activă astfel de consumatori la valori date ale tensiunii și curentului depinde de cos # 966;:

P = UICos # 966;. I = P / UCOS # 966;

factor de putere redus conduce la o creștere a curentului.

Cos phi în special puternic redusă atunci când se utilizează motoare și transformatoare la mers în gol sau subsarcina. Dacă rețeaua are un generator de curent de alimentare reactivă, stații și rețele de transformare care nu sunt utilizate în totalitate. Odată cu scăderea cos # 966; crește în mod semnificativ pierderea de energie datorită încălzirii de fire și bobine de mașini electrice.

De exemplu, dacă puterea activă rămâne constantă, curentul de 100 A este prevăzut cu cos # 966; = 1, cos apoi la low # 966; la 0,8 și același curent de putere în rețea crește de 1,25 ori (I a = I x cos de rețea # 966;. I c = I o / cos # 966; ).

Pierdere la rețea de sârmă de încălzire și generatorul (transformator) înfășurări Pnagr = I 2 x rețea Rseti proporțională cu pătratul curentului, adică ele cresc în 2 1,25 = 1,56 ori.

la cos # 966; = 0,5, curentul în rețea la aceeași putere activă este de 100 / 0,5 = 200 A, și o pierdere de rețea crește de 4 ori (!). Creșterea tensiunii pe pierderea de rețea. care perturbă activitatea normală a altor utilizatori.

utilizator Contor contează în toate cazurile, aceeași cantitate de energie activă consumată pe unitatea de timp, dar în acest ultim caz, generatorul furnizează o rețea de curent continuu, un 2 ori mai mare decât în ​​primul. Încărcați generatorul (tratament termic) nu este determinată de puterea activă a consumatorilor, precum și capacitatea deplină în kilovolt-Amperi, care este produsul de tensiune la curent. care curge prin infasurare.

Notând rezistența liniei de cabluri L R, pierderea de putere în ea poate fi definită ca:

Astfel, cea mai mare consumator, cu atât mai mic pierderea de putere în liniile și transmisie de putere mai ieftin.

Prin urmare, creșterea factorului de putere crește gradul de utilizare a generatoarelor electrice.

Pentru a îmbunătăți factorul de putere (cos # 966; ) Instalații electrice utilizate pentru compensarea puterii reactive.

Factor de putere (unghi descrescătoare # 966; - tensiune de offset și faze de curent) se poate realiza în următoarele moduri:

1) înlocuirea motoarelor mici încărcate motoare de putere mai mică,

2) scăderea tensiunii

3) oprirea motoarelor și transformatoarelor, care funcționează la ralanti,

4) includerea în dispozitivele de compensare speciale de rețea sunt generatoare avansate (capacitiv) curent.

La substații regionale puternice în acest scop, set special compensatoarele sincrone - motoare sincrone overexcited.

Pentru a îmbunătăți eficiența centralelor electrice cele mai multe ori folosesc o bancă condensator. paralel conectat la o sarcină inductivă (fig. 2a).

Fig. 2 Pornirea condensatori pentru compensarea puterii reactive: A - diagrama b, c - diagrame vectoriale

Pentru a compensa cos # 966; în instalațiile electrice de până la câteva sute de kVA aplică condensatori cosinus. Acestea sunt produse cu o tensiune 0.22-10 kW.

Este nevoie de capacitatea de a îmbunătăți cos # 966; din valoarea existentă cos # 966; 1 la un cos dorit # 966; 2 poate fi determinată din diagrama (fig. 2 b, c).

La construirea unei diagrame vector ca vector de pornire primit vector al tensiunii sursei. În cazul în care sarcina este inductiv, curentul I 1 vectorul se situează în urma vectorului de tensiune de unghiul # 966; 1 I și coincide cu direcția tensiunii, componenta I curent p reactivă se situează în urma cu 90 ° (fig. 2 b).

După conectarea bateriei la condensator de consum curent I este determinată ca sumă geometrică a vectorilor I 1 și I c. In acest vector de tensiune de curent capacitiv conduce vector de 90 ° (fig. 2c). Diagrama arată că vectorul # 966; 2 februarie) x (tg # 966; 1 - tg # 966; 2).

În practică, de obicei, nu a îmbunătăți factorul de putere de până la 1,0 și la 0.90-0.95, deoarece compensarea totală este necesară instalarea suplimentară a condensatoarelor este de multe ori nu este justificată punct de vedere economic.