Proč je potřeba kompenzace jalového výkonu a jak je implementována

Definice

Plná elektrická energie se skládá z aktivní a reaktivní energie:

S = Q + P

Zde je Q reaktivní, P je aktivní.

Jalový výkon se vyskytuje v magnetickém a elektrická polekteré jsou charakteristické pro induktivní a kapacitní zátěž při práci v obvodech střídavého proudu. Během provozu s aktivní zátěží jsou fáze napětí a proudu stejné a shodné. Při připojování induktivní zátěže napětí zaostává za proudem, a když je kapacitní, je před námi.

Kosinus smykového úhlu mezi těmito fázemi se nazývá účiník.

cos Φ = P / S

P = S * cos Φ

Kosinus úhlu je vždy menší než jednota, respektive činný výkon je vždy menší než součet. Reaktivní proud teče v opačném směru vzhledem k aktivnímu a zabraňuje jeho průchodu. Protože proudem protéká plný vodič:

S = U * I

I při vývoji projektů elektrického vedení je nutné brát v úvahu spotřebu aktivní a reaktivní energie. Pokud je to příliš mnoho, budete muset zvětšit průřez vedení, což vede k dalším nákladům. Proto s tím bojují. Kompenzace jalového výkonu snižuje zatížení sítě a šetří energii průmyslových podniků.

Kde je důležité zvážit cosine phi

Uvidíme, kde a kdy je potřeba kompenzace jalového výkonu. Chcete-li to provést, musíte analyzovat jeho zdroje.

Příklad primární reaktivní zátěže je:

• elektrické motory sběratel a asynchronní, zejména pokud je v provozním režimu jeho zatížení pro určitý motor malé;
• elektromechanické ovladače (solenoidy, ventily, elektromagnety);
• elektromagnetická spínací zařízení;
• transformátory, zejména při volnoběhu.

Graf ukazuje změnu cos Φ elektromotoru při změně zátěže.

Základem elektrických zařízení většiny průmyslových podniků je elektrický pohon. Proto je vysoká spotřeba jalového výkonu. Soukromí spotřebitelé neplatí za svou spotřebu a podniky platí. To způsobuje dodatečné náklady, od 10 do 30% nebo více z celkového množství účtů za elektřinu.

Druhy kompenzátorů a jejich princip fungování

Pro redukci činidla se používají zařízení pro kompenzaci jalového výkonu, tzv UKRM. Jako kompenzátor výkonu v praxi nejčastěji používají:

• kondenzátorové banky;
• synchronní motory.

Protože množství jalového výkonu se může časem měnit, znamená to, že kompenzátory mohou být:

1. Neregulované - obvykle banka kondenzátorů bez schopnosti odpojit jednotlivé kondenzátory pro změnu kapacity.
2. Automaticky - úrovně kompenzace se liší v závislosti na stavu sítě.
3. Dynamický - kompenzuje, když zátěž rychle mění svůj charakter.

Obvod využívá, v závislosti na množství reaktivní energie, z jedné na celou baterii kondenzátorů, které lze vložit a odstranit z obvodu. Poté může být řízení:

• manuální (jističe);
• poloautomatické (tlačítkové sloupky s stykači);
• nekontrolovatelné, pak jsou připojeny přímo k zátěži, zapínají a vypínají se s ním.

Kondenzátorové baterie mohou být instalovány jak v rozvodnách, tak přímo u spotřebitelů, pak je zařízení připojeno k jejich kabelům nebo napájecím sběrnicím. V druhém případě se obvykle počítají na základě individuální kompenzace činidla konkrétního motoru nebo jiného zařízení - často se vyskytují na zařízeních v elektrických sítích 0,4 kV.

Centralizovaná kompenzace se provádí buď na hranici bilanční části sítí nebo v rozvodně a lze ji provést ve vysokonapěťových sítích 110 kV. Dobrá věc je, že uvolňuje vedení vysokého napětí, ale špatné je, že vedení 0,4 kV a samotný transformátor nejsou uvolněny. Tato metoda je levnější než ostatní. Současně může být nízká strana 0,4 kV také vyložena centrálně, poté je UKRM připojena ke sběrnicím, na které je připojeno sekundární vinutí transformátoru, a je proto uvolněna.

Může existovat také možnost skupinové kompenzace. Jedná se o přechodnou formu mezi centralizovanou a individuální.

Dalším způsobem je kompenzace pomocí synchronních motorů, které mohou kompenzovat jalový výkon. Objeví se, když je motor v režimu nadbudení. Takové řešení se používá v sítích 6 kV a 10 kV a vyskytuje se také do 1000V. Výhodou této metody před instalací kondenzátorových bank je možnost použít kompenzátor k provedení užitečné práce (například rotace výkonných kompresorů a čerpadel).

Graf ukazuje charakteristiku synchronního motoru ve tvaru písmene U, která odráží závislost proudu statoru na budícím proudu. Pod tím vidíte, co je cosinské phi stejné. Je-li větší než nula, má motor kapacitní povahu, a když je kosinus menší než nula, je zátěž kapacitní a kompenzuje jalový výkon ostatních indukčních spotřebičů.

Závěr

Abychom to shrnuli, vyjmenujte hlavní body kompenzace reaktivní energie:

• Účel - vykládka elektrických vedení a elektrických sítí podniků. Zařízení může zahrnovat antirezonanční tlumivky pro snížení úrovně síťové harmonické.
• Soukromé osoby za to neplatí účty, ale podniky platí.
• Kompenzátor zahrnuje kondenzátorové banky nebo synchronní stroje, které se používají pro stejný účel.

Doporučujeme také sledovat užitečná videa k tématu článku:

Související materiály:

• Důvody ztráty elektřiny na velké vzdálenosti
• Jak určit spotřebu energie
• Bezdrátový přenos energie na velké vzdálenosti