Наша сеть партнеров Banwar
Зі шкільного курсу фізики ми знаємо що повна потужність електричної мережі (ланцюга) змінного струму при наявності в ній індуктивного і ємнісного опору фактично витрачається в ланцюзі, завжди менше ніж твір струму «I» на напругу «U», тобто дорівнює P = I * U * k, де «k» є якийсь коефіцієнт, менший одиниці, званий коефіцієнтом потужності ланцюга.
Розрахунок, якого ми не наводитимемо, показує що для змінного (сунусоідального) струму коефіцієнт «k» дорівнює k = cosφ, де кут «φ» є зрушення фаз між струмом і напругою в ланцюзі.
Таким чином у вигляді формули це буде записано P = I x U x cosφ
І цього випливає, що зрушення фаз на кут «φ» між напругою і струмом зростає в міру збільшення відносини ємнісного або індуктивного опору до активної. Але з ростом кута «φ» зменшується значення «cosφ». Тому коефіцієнт потужності споживача змінного струму, тим менше чим більше його ємнісний або індуктивний опір в порівнянні з активним.
Кожна електрична машина (електричний двигун, зварювальний апарат, генератор) включена в ланцюг змінного струму, характеризується своїм граничним нормальним струмом «I», при якому нагрівання машини в слідстві втрат в провідниках не перевищує допустимі значення, і своїм нормальним напругою «U». Твір струму «I» на напругу «U» називається повною потужністю машини, Таку потужність машина могла б дійсно віддати споживачам, якщо її навантаження було чисто активної, тобто якби не було зсуву фаз між струмом і напругою. У цьому випадку кут «φ» = 0 і «cosφ» = 1, але якщо в колі змінного струму є значні ємнісні або індуктивні опору, що обумовлюють зрушення фаз на кут «φ» меджу струмом і напругою, то значення «cosφ», буде менше одиниці і машина не може працювати в повну потужність. При значенні «cosφ» = 0,64 (середнє значення коефіцієнта потужність для електродвигуна), двигун потужністю 20 кВт, видає реально 0,64 * 20 = 12,8 кВт від заявленої потужності. Ясно, наскільки це збитково для будь-якого господарства.
Активна енергія перетворюється в корисну - механічну, теплову і ін. Енергії.
Реактивна енергія не пов'язана з виконанням корисної роботи, проте вона необхідна для створення електромагнітного поля, наявність якого є необхідною умовою для роботи електродвигунів і трансформаторів.
Наявність реактивної потужності є паразитних фактором, несприятливим для мережі в цілому. В результаті цього: виникають додаткові втрати в провід-никах внаслідок збільшення струму; знижується пропускна здатність розподіли-котельної мережі; відхиляється напруга мережі від номіналу (падіння напруги через збільшення реактивної складової струму мережі живлення).
Для зниження частки реактивної потужності в мережі використовуються компенсація реактивної потужності - важлива і необхідна умова економічного та надійного функціонування системи електропостачання підприємства.
Цю функцію виконують пристрої компенсації реактивної потужності основними елементами яких є конденсатори.
Розглянемо невеликий приклад:
Припустимо, є два споживачі використовують однотипні електродвигуни,
- перший застосовує установки компенсації реактивної потужності,
- другий не застосовує установки компенсації реактивної потужності,
що виходить, розглянемо на графіку:
Повна потужність установки першого потребетеля S 1,
де P 1 = 20 кВт, cosφ 1 = 0,90
Повна потужність установки другого потребетеля S 2,
де P 2 = 20 кВт, cosφ 2 = 0,64
різниця 8 кВт, багато це чи мало, в році в середньому близько 265 робочих днів.
- перший споживач споживає в рік, за умови роботи устаткування 4 години на добу: 29,7 кВт х 4 (робочі години) х 265 (кількість робочих днів) = 31 482 кВт при середній вартості 1 кВт близько 4,7 руб. отримаємо суму близько 147 965,4 рулів. -
- другий споживач споживає в рік, за умови роботи устаткування 4 години на добу: 37,3 кВт х 4 (робочі години) х 265 (кількість робочих днів) = 39 538 кВт при середній вартості 1 кВт близько 4,7 руб. отримаємо суму близько 185 828,6 рулів,
різниця виходить 185 828,6 - 147 965,4 = 37 863,2 рублів.
Для вибору установки компенсації реактивної потужності скористаємося формулою
Отримаємо наступний результат Q = 17,5 квар.
З каталогу продукції вибираємо установку більшою потужністю ніж розрахункова найближча по потужності - 20 квар.
Вартість установки потужністю 20 квар становить близько 25 000 - 35 000 руб., В залежності від комплектуючих. Економічний ефект від використання установки компенсації реактивної потужності згідно наведеного розрахунку очевидний.
Навіть з урахуванням всіх необхідних додатковий витрат для пуску установки в експлуатаціяю установка окупиться вже через 1 максим 1,5 року.
Для вибору потужності конденсаторної установки немає необхідності проводити вищенаведені розрахунки, можна зробити розрахунок потужності установки компенсації реактивної потужності скористатися коефіцієнтом "k" ( таблиця вибору коефіцієнта «k» ).
Приклад розрахунку конденсаторної установки з використанням коефіцієнта "k":
Активна потужність - 20 кВт.
діючий cosφ = 0,64
необхідний (бажаний) cosφ = 0,96
таблиці ( коефіцієнта «k» ) Вибираємо значення k = 0.91
Отримуємо результат розрахунку Q = P x k = 20 x 0,91 = 18,2 квар
Найближча по потужності установка компенсації реактивної потужності - 20 квар.
А ось тип необхідної конденсаторної установки
- нерегульована
- з автоматичного регулювання потужності
- з антирезонансним фільтрами гармонік і автоматичним регулюванням потужності
визначається багатьма умовами.
Для визначення параметрів установки, наші фахівці завжди допоможуть з вибором правильного рішення.
Однак, необхідно враховувати, що зазвичай немає необхідності компенсувати реактивну потужність до cosφ = 1, в цьому випадку можлива перекомпенсація, що не бажано. Рекомендується досягати значень cosφ в межах від 0,90 до 0,96
конденсаторні установки