Nametljivo oglašavanje na internetu pa čak i na državnim televizijskim kanalima putem teleshopa uporno nudi stanovništvu uređaj za uštedu električne energije u obliku “novih proizvoda” iz elektroničke industrije. Umirovljenici ostvaruju popust od 50% na ukupnu cijenu.
“Saving Box” naziv je jednog od ponuđenih uređaja. O njima je već pisano u članku. Vrijeme je da nastavimo temu na primjeru određenog modela, detaljnije objašnjavajući:
što je reaktancija;
kako se stvara djelatna i jalova snaga;
kako se provodi kompenzacija jalove snage;
na temelju čega rade kompenzatori jalove snage i uređaji za uštedu energije.
Ljudi koji kupe takav uređaj dobiju poštom paket s lijepom kutijom. Unutra se nalazi elegantno plastično kućište s dvije LED diode na prednjoj strani i utikačem za ugradnju u utičnicu na stražnjoj strani.
Čudotvorni uređaj za uštedu energije (kliknite na sliku za povećanje):
Na priloženoj fotografiji prikazane su karakteristike koje je deklarirao proizvođač: 15 000 W pri mrežnom naponu od 90 do 250 V. Procijenimo ih sa stajališta praktičnog električara koristeći formule dane ispod slika.
Pri najnižem navedenom naponu takav bi uređaj kroz sebe trebao propustiti struju od 166,67 A, a pri 250 V - 60 A. Usporedimo dobivene izračune s opterećenjima strojeva za zavarivanje izmjeničnim naponom.
Struja zavarivanja za čelične elektrode promjera 5 mm je 150÷220 ampera, a za debljinu od 1,6 mm dovoljno je 35÷60 A. Ove preporuke mogu se naći u bilo kojem priručniku za elektrozavarivače.
Upamtite težinu i dimenzije aparata za zavarivanje koji zavari elektrodama od 5 mm. Usporedite ih s plastičnom kutijom veličine punjača za mobilni telefon. Razmislite zašto se čelične elektrode od 5 mm tope od struje od 150 A, ali kontakti utikača ovog "uređaja" i sve ožičenje u stanu ostaju netaknuti?
Da bih razumio razlog ove razlike, morao sam otvoriti kućište, pokazujući "unutrašnjost" elektronike. Uz pločicu za osvjetljavanje led dioda i osigurača, tu je još jedna plastična kutija za rekvizite.
Pažnja! Ova shema nema uređaj za uštedu energije ili njezinu kompenzaciju.
Je li to stvarno prijevara? Pokušajmo to shvatiti koristeći osnove elektrotehnike i postojeće industrijske kompenzatore snage koji rade u energetskim poduzećima.
Principi napajanja električnom energijom
Razmotrimo tipični dijagram za spajanje potrošača električne energije na generator izmjeničnog napona, kao mali analog mreže napajanja stana. Radi jasnoće, prikazane su njegove karakteristike induktiviteta, kapacitivnosti i aktivnog opterećenja, i. Pretpostavit ćemo da rade u stacionarnom stanju kada struja iste veličine I prolazi kroz cijeli krug.
Električna shema (kliknite na sliku za povećanje):
Ovdje će energija generatora s naponom U biti raspodijeljena po svojim komponentama na:
namot induktora UL;
ploče kondenzatora UC;
aktivni otpor grijaćeg elementa UR.
Ako promatrane veličine predstavimo u vektorskom obliku i izvršimo njihovo geometrijsko zbrajanje u polarnom koordinatnom sustavu, dobivamo obični naponski trokut u kojem se veličina aktivne komponente UR poklapa u smjeru s vektorom struje.
UX se formira zbrajanjem padova napona preko namota induktora UL i ploča kondenzatora UC. Štoviše, ova radnja uzima u obzir njihov smjer.
Kao rezultat toga, pokazalo se da je vektor napona generatora U odstupio od smjera struje I za kut φ.
Napominjemo još jednom da se struja u krugu I ne mijenja, ista je u svim dijelovima. Stoga komponente trokuta napona dijelimo s vrijednošću I. Na temelju Ohmovog zakona dobivamo trokut otpora.
Ukupni otpor induktiviteta XL i kapaciteta XC obično se naziva izrazom "reaktancija" X. Ukupni otpor našeg kruga Z primijenjen na stezaljke generatora sastoji se od zbroja aktivnog otpora grijaćeg elementa R i reaktivne vrijednosti X.
Izvršimo još jednu akciju - množenje vektora naponskog trokuta s I. Kao rezultat transformacija nastaje trokut snage. Aktivan i stvara punu primijenjenu vrijednost. Ukupna energija koju daje generator S troši se na aktivne P i reaktivne Q komponente.
Aktivni dio troše potrošači, a reaktivni dio se oslobađa tijekom magnetskih i električnih transformacija. Kapacitivne i induktivne snage ne koriste potrošači, već opterećuju vodiče s generatorima.
Pažnja! U sva 3 pravokutna trokuta zadržavaju se omjeri stranica, a kut φ se ne mijenja.
Sada ćemo shvatiti kako se reaktivna energija manifestira i zašto kućni mjerači to nisu uzeli u obzir.
Što je kompenzacija jalove snage u industriji?
U energetskom sektoru zemlje, točnije zemalja cijelog kontinenta, veliki broj proizvođača bavi se proizvodnjom električne energije. Među njima su i jednostavni domaći dizajni entuzijastičnih obrtnika i najmoćnija industrijska postrojenja hidroelektrana i nuklearnih elektrana.
Sva njihova energija se sažima, transformira i distribuira do krajnjeg potrošača putem sofisticiranih tehnologija i transportnih ruta na golemim udaljenostima. Ovim načinom prijenosa električna struja prolazi kroz veliki broj induktiviteta u obliku namota transformatora/autotransformatora, reaktora, supresora i drugih uređaja koji stvaraju induktivno opterećenje.
Nadzemne žice, a posebno kabeli, stvaraju kapacitivnu komponentu u krugu. Njegovu vrijednost dodaju razne kondenzatorske jedinice. Metal žica kroz koje teče struja ima aktivni otpor.
Dakle, najsloženiji energetski sustav može se pojednostaviti na krug koji smo razmatrali od generatora, induktiviteta, aktivnog opterećenja i kapaciteta. Samo ga još treba spojiti u tri faze.
Zadaća energetike je osigurati potrošačima kvalitetnu električnu energiju. U odnosu na krajnji objekt to znači napajanje ulazne ploče električnom energijom napona 220/380 V, frekvencije 50 Hz uz odsustvo smetnji i reaktivnih komponenti. Sva odstupanja ovih vrijednosti ograničena su zahtjevima GOST-a.
U ovom slučaju potrošača ne zanima reaktivna komponenta Q, koja stvara dodatne gubitke, već prima djelatnu snagu P, koja obavlja koristan rad. Za karakterizaciju kvalitete električne energije koristi se bezdimenzionalni omjer P prema primijenjenoj energiji S, za koji se koristi kosinus kuta φ. Aktivnu snagu P uzimaju u obzir sva kućna električna brojila.
Uređaji za kompenzaciju električne energije normaliziraju električnu energiju za distribuciju između potrošača i smanjuju reaktivne komponente na normalu. Istodobno se također provodi "poravnavanje" faznih sinusoida, pri čemu se uklanjaju smetnje frekvencije, izravnavaju se posljedice prijelaznih procesa pri sklopnim krugovima i normalizira frekvencija.
Industrijski kompenzatori jalove snage ugrađuju se iza ulaza transformatorskih podstanica ispred razvodnih uređaja: kroz njih se provodi puna snaga električne instalacije. Kao primjer pogledajte fragment jednolinijske električne sheme trafostanice u mreži 10 kV, gdje kompenzator prima struje iz AT i tek nakon obrade struja teče dalje, a opterećenje izvora energije i spajanja žice je smanjena.
Vratimo se na trenutak uređaju Saving Box i postavimo pitanje kako može kompenzirati snagu kada se nalazi u krajnjoj utičnici, a ne na ulazu u stan ispred brojila?
Pogledajte na fotografiji kako impresivno izgledaju industrijske dilatacijske spojnice. Mogu se kreirati i raditi na različitim elementima. Njihove funkcije:
glatka regulacija reaktivne komponente uz brzo rasterećenje opreme iz tokova snage i smanjenje gubitaka energije;
stabilizacija napona;
povećanje dinamičke i statističke stabilnosti kruga.
Ispunjavanje ovih zadataka osigurava pouzdano napajanje i smanjuje troškove za projektiranje strujnih vodiča normalizacijom temperaturnih uvjeta.
Što je kompenzacija jalove snage u stanu?
Električni uređaji u kućnoj električnoj mreži također imaju induktivni, kapacitivni i aktivni otpor. Za njih vrijede svi gore razmotreni odnosi trokuta u kojima su prisutne reaktivne komponente.
Samo trebate razumjeti da se oni stvaraju kada struja (usput rečeno brojilom) prolazi kroz opterećenje koje je već spojeno na mrežu. Generirani induktivni i kapacitivni naponi stvaraju odgovarajuće jalove komponente snage u istom stanu i dodatno opterećuju električne instalacije.
Njihovu vrijednost stari indukcijski brojač ne uzima u obzir. Ali pojedinačni statički računovodstveni modeli to mogu zabilježiti. To vam omogućuje točniju analizu situacije s trenutnim opterećenjima i toplinskim učincima na izolaciju pri radu velikog broja elektromotora. Kapacitivni napon koji stvaraju kućanski aparati vrlo je malen, kao i njegova jalova energija, a brojila ga često ne pokazuju.
Kompenzacija reaktivne komponente u ovom slučaju sastoji se od povezivanja kondenzatorskih jedinica koje "prigušuju" induktivnu snagu. Moraju biti spojeni samo u pravom trenutku tijekom određenog vremenskog razdoblja i imati svoje uklopne kontakte.
Takvi kompenzatori jalove snage imaju značajne dimenzije i prikladniji su za proizvodne svrhe, često rade s kompletom za automatizaciju. Oni ni na koji način ne smanjuju potrošnju aktivne energije i ne mogu smanjiti račune za struju.
Zaključak
Mogućnosti i tehničke karakteristike “Saving Box” deklarirane od strane proizvođača ne odgovaraju stvarnosti i koriste se za oglašavanje na temelju obmane.
Krajnje je vrijeme da Društvo za zaštitu prava potrošača i tijela za provođenje zakona poduzmu mjere za zaustavljanje prodaje nekvalitetnih proizvoda u zemlji, barem putem državnih kanala informiranja.
Metodologija odabira uređaja za kompenzaciju jalove snage (RPC) sastoji se od odabira uređaja koji omogućuju poboljšanje faktora snage potrošača na traženu vrijednost i sastoji se od sljedećih koraka:
- proračun snage PFC uređaja;
- Provođenje potrebnih provjera i izračuna;
- stvarni izbor PFC uređaja.
Odabir mjesta za ugradnju KRM uređaja
Ovisno o karakteristikama pojedine električne instalacije, PFC uređaji se mogu ugraditi kao što je prikazano na sl. 1.
- Na ulazu sa CH strane.
- Na glavnoj distribucijskoj sabirnici.
- Na sekundarnoj distribucijskoj sabirnici.
- Pojedinačni kondenzatori opterećenja.
Proračun snage PFC uređaja, provođenje potrebnih provjera i proračuna
Općenito, snaga PFC uređaja određena je formulom:
- Kc = tanϕ1 – tanϕ2;
- Qc – snaga KRM instalacije;
- P – djelatna snaga;
- Kc – izračunati koeficijent.
Da biste odredili koeficijent Kc, postoji posebna tablica iz koje, znajući cosϕ1 i cosϕ2, možete odrediti ovaj koeficijent bez pribjegavanja matematičkim izračunima.
Metoda izračuna aktivne snage P, kao i provođenje potrebnih provjera i proračuna PFC uređaja ovisi o mjestu njegove ugradnje. U nastavku ćemo dati primjer njegovog izračuna u slučaju ugradnje PFC uređaja na glavnu distribucijsku sabirnicu.
Odabir PLC uređaja
KRM uređaji biraju se prema sljedećim tehničkim karakteristikama:
- nazivna snaga;
- Nazivni napon;
- nazivna struja;
- broj spojenih stupnjeva;
- potreba zaštite od rezonantnih pojava pomoću reaktora.
Potrebna snaga se dobiva u koracima od 25 i 50 kvar, a broj koraka ne smije biti veći od broja izlaza regulatora ugrađenih u PFC instalaciju, jer se na svaki izlaz može spojiti jedan korak.
Broj izlaza regulatora označen je brojem, na primjer, RVC6 (ABB) ima 6 izlaza.
Ako je potrebna zaštita od rezonantnih pojava, potrebna je uporaba zaštitnih reaktora (trofaznih prigušnica), u tom slučaju treba odabrati instalacije, na primjer, tipa MNS MCR i LK ACUL (ABB).
Primjer odabira KRM uređaja
Ispod je primjer odabira PLC uređaja za mrežu prikazanu na slici 2.
Tehničke karakteristike uređaja koji čine mrežu su sljedeće:
Napajanje:
- Nazivni napon 10 kV;
- Frekvencija 50 Hz;
- Faktor snage cosϕ = 0,75;
Transformatori 1, 2:
- Nazivni napon primarnog namota 10 kV;
- Nazivni napon sekundarnog namota 400 V;
- Nazivna snaga S = 800 kVA;
Podaci o kabelima i trošilima spojenim preko sekundarnih razvodnih ploča prikazani su u tablici 1. Tablica 1
Odabir mjesta za ugradnju KRM uređaja
Glavne distribucijske sabirnice uzimaju se kao mjesto ugradnje PFC uređaja, kao što je prikazano na sl. 3.
1. Određujemo potrebnu snagu uređaja pomoću formule:
2. Ukupna aktivna snaga trošila koja primaju snagu iz svakog od dva transformatora odredit će se formulom:
Zamjenom vrijednosti iz tablice 1 dobivamo:
3. Odredite ponderirani prosjek cosφ za prvi transformator pomoću formule:
4. Odredite ponderirani prosjek cosφ za drugi transformator pomoću formule:
5. Odredimo koeficijent Kc pomoću tablice 2, vodeći računa da je traženi cosφ 2 = 0,95.
- za prvi KRM uređaj Kc1 = 0,474;
- za drugi KRM uređaj Ks2 = 0,526.
6. Poznavajući Kc i P za svaki transformator, određujemo potrebnu snagu PFC uređaja:
- za prvi transformator:
- za drugi transformator:
Proračun snage PFC uređaja na temelju bilance snaga
7. Odredimo snagu PFC uređaja pomoću formule [L5. str. 229]. za prvi transformator:
- za drugi transformator:
8. Odredite tanϕ1 i tanϕ2 znajući cosϕ1 i cosϕ2:
- za prvi transformator tgϕ1:
- za prvi i drugi transformator tgϕ2:
- za drugi transformator tgϕ1:
Kao što se može vidjeti iz dvije opcije za izračunavanje snage upravljačkog uređaja, vrijednosti potrebne snage su praktički iste. Na vama je da odlučite koju ćete od opcija za odabir snage PFC uređaja koristiti. Uzimam snagu PFC uređaja prema opciji s određivanjem koeficijenta Ks prema tablici 2.
Sukladno tome, prihvaćena potrebna snaga PFC uređaja je 270 i 300 kvar.
9. Izračunajmo nazivnu struju PFC uređaja za prvi transformator:
10. Izračunajte nazivnu struju PFC uređaja za drugi transformator:
UKRM zaštita
Prilikom odabira prekidača za zaštitu rasklopnog uređaja, morate se voditi PUE 7. izdanje, klauzula 5.6.15. Prema kojem uređaji i strujni dijelovi u strujnom krugu kondenzatorske baterije moraju omogućiti dugotrajno prolaženje struje u iznosu od 130% nazivne struje baterije.
Određujemo postavku zaštite od preopterećenja:
- za UKRM1: 390 * 1,3 = 507 A;
- za UKRM2: 434*1,3 = 564 A
Postavka zaštite od kratkog spoja mora biti neosjetljiva na udarnu struju. Postavka je 10 x In.
Određujemo postavku zaštite od kratkog spoja:
- za UKRM1: 390 x 10 = 3900 A;
- za UKRM2: 434 x 10 = 4340 A
Provjera KRM instalacije za odsutnost rezonancije
U ovom primjeru PFC instalacija nije provjerena na odsutnost rezonancije, zbog nepostojanja nelinearnog opterećenja, kao i nepostojanja značajnih izobličenja u 10 kV mreži.
Ako imate prevladavajuće nelinearno opterećenje, morate provjeriti UKRM na odsutnost rezonancije, kao i izvršiti izračun kvalitete električne energije nakon instaliranja UKRM-a i učitavanja statičkih kondenzatorskih baterija (SCB).
Radi praktičnosti izračuna za odabir uređaja za kompenzaciju jalove snage, ovom članku prilažem arhivu sa svom tehničkom literaturom koju sam koristio pri odabiru UKRM.
Književnost:
1. Pravila za izgradnju električnih instalacija (PUE). Sedmo izdanje. 2008. godine
2. Priručnik o električnim instalacijama tvrtke ABB. 2007. godine
3. Priručnik o kompenzaciji jalove snage tvrtke RTR-Energia.
4. Izdanje br. 21. Vodič za kompenzaciju jalove snage uzimajući u obzir utjecaj harmonika tvrtke Schneider Electric. 2008. godine
5. B.Yu.Lipkin. Opskrba električnom energijom industrijskih poduzeća i instalacija, 1990
OSNOVNE VRSTE
Neregulirano (konstantna snaga)
Sastoje se samo od fiksnih koraka. Princip rada: rastavljač se uključuje i isključuje ručno (u nedostatku struje opterećenja). Marke proizvedenih jedinica su KRM, KRM1, UKL, UKL56, UKL57.
Podesivi (automatski)
Sastoje se samo od podesivih stepenica. Princip rada: prebacivanje se vrši automatski uključivanjem i isključivanjem stepenica. U ovom slučaju, snagu i trenutak uključivanja automatski određuje elektronička jedinica. Regulacijom i povećanjem vrijednosti cos(φ) koeficijenta SlavEnergo visokonaponske kondenzatorske jedinice automatski kompenziraju jalovu snagu trošila u električnim mrežama napona 6,3 - 10,5 kV. Najčešće kratice za takve instalacije su KRM, UKRM 6, UKRM 6.3, UKRM 10, UKRL, UKRL56, UKRL57.
- Poluautomatski
Kako bi se smanjili troškovi instalacija za kompenzaciju jalove snage UKRM 10 kV i 6 kV, uz zadržavanje visoke razine kvalitete, SlavEnergo je razvio poluautomatske kompenzatore jalove snage - hibrid dvaju gore navedenih tipova UKRM. Sadrže podesive (automatske) stupnjeve i fiksne (neprilagodljive) stupnjeve. Takvi uređaji su postali široko rasprostranjeni zbog činjenice da je gotovo uvijek neki dio opterećenja u visokonaponskoj mreži stalno prisutan, 24/7. Za ovaj "fiksni" dio opterećenja odabiru se odgovarajući kapaciteti kondenzatorskih baterija smješteni u neregulirane ćelije kondenzatorskih jedinica. Takvi stupnjevi su 2-3 puta jeftiniji u usporedbi s automatskim stupnjevima slične snage, što pak povoljno utječe na cijenu uređaja za kompenzaciju jalove snage UKRM u cjelini.
filtar
Svaka od navedenih visokonaponskih instalacija (neregulirana, podesiva, poluautomatska), po potrebi, opremljena je zaštitnim prigušnicama protiv harmonijskog izobličenja. Možete saznati više o takvim instalacijama
Tehničke karakteristike glavnog visokonaponskog UKRM*
| Ime |
Vlast, |
Koraci prilagodbe kvar |
Dimenzije** |
(pri U=6,3 kV) |
(pri U=10,5 kV) |
|||
| Popraviti. | Reg. | |||||||
| UKRM-6,3 (10,5)-150-50 (100r+50r) | 150 | 1x100 | 1x50 | 2394 x 1800 x 770 | 13,75 | 8,25 | 480 | |
| UKRM-6.3 (10.5)-300-150 (150f+150r) | 300 | 1x150 | 1x150 | 2394 x 1800 x 770 | 27,49 | 16,50 | 530 | |
| UKRM-6,3 (10,5)-450-150 (300f+150r) | 450 | 1x300 | 1x150 | 2394 x 1800 x 770 | 41,24 | 24,74 | 550 | |
| UKRM-6,3 (10,5)-600-300 (300f+300r) | 600 | 1x300 | 1x300 | 2394 x 1800 x 770 | 54,99 | 32,99 | 600 | |
| UKRM-10.5 (6.3)-900-450 (450f+450r) | 900 | 1x450 | 1x450 | 2394 x 1800 x 770 | 82,48 | 49,49 | 600 | |
| UKRM-6.3 (10.5)-1350-450 (450f+2x450r) | 1350 | 1x450 | 2x450 | 3344 x 1800 x 770 | 123,72 | 74,23 | 910 | |
| UKRM-6.3 (10.5)-2250-450 (3x450f+2x450r) | 2250 | 3x450 | 2x450 | 4294 x 1800 x 770 | 206,20 | 123,72 | 1375 | |
| UKRM-6.3 (10.5)-3150-450 (3x450f+4x450r) | 3150 | 3x450 | 4x450 | 6194 x 1800 x 770 | 288,68 | 173,21 | 1850 | |
Previsoka, ili kako je još nazivaju, reaktivna energija i snaga doprinose značajnom pogoršanju rada električnih mreža i sustava. Predlažemo da u našem članku razmotrimo kako se automatska kompenzacija jalove snage (RPC) i prekomjerna kompenzacija provode u mrežama u poduzećima, u stanovima iu svakodnevnom životu.
Zašto vam je potrebna kompenzacija jalove snage?
Što je više energije potrebno, to je veća razina potrošnje goriva. A to nije uvijek opravdano. Kompenzacija snage, odnosno njezin ispravan izračun, pomoći će uštedjeti do 50% potrošenog goriva u industrijskim mrežama za distribuciju električne energije u proizvodnji, au nekim slučajevima i više.
Morate shvatiti da što je više resursa utrošeno na proizvodnju, to će biti viša cijena konačnog proizvoda. Ako je moguće smanjiti trošak proizvodnje proizvoda, proizvođač ili poduzetnik će moći smanjiti njegovu cijenu i time privući potencijalne klijente i potrošače.
Kao jasan primjer pogledajte nekoliko dijagrama u nastavku. E Ovi vektori vizualno prenose puni učinak instalacije.
Dijagram prije instalacije
Dijagram nakon instalacije Osim toga, rješavamo se i gubitaka u električnim mrežama, što ima sljedeći učinak:
- napon je ravnomjeran, bez padova;
- povećava se trajnost žica (abb - abb, aku) i indukcijskih namota u stambenim prostorijama i tvornicama;
- značajne uštede na radu kućnih transformatora i ispravljača;
- Kompenzacija snage i jalove energije značajno će produžiti vrijeme rada snažnih uređaja (trofazni i jednofazni asinkroni motori).
- značajno smanjenje troškova električne energije.
Opći krug pretvarača Teorija i praksa
Najčešće se jalova energija i snaga troše kod korištenja trofaznog asinkronog motora i tu je kompenzacija najpotrebnija. Prema posljednjim podacima: 40% troše motori (od 10 kW), 30 transformatori, 10 pretvarači i ispravljači, 8% potrošnja rasvjete
Kako bi se smanjio ovaj pokazatelj, koriste se kondenzatorski uređaji ili instalacije. Ali postoji ogroman broj podvrsta ovih električnih uređaja. Koje vrste kondenzatorskih jedinica postoje i kako rade?
Video: Što je kompenzacija jalove snage i zašto je potrebna?
Kako bi se energija i jalova snaga kompenzirale baterijama kondenzatora i sinkronim motorima, bit će potrebna instalacija za uštedu energije. Najčešće se takvi uređaji koriste s relejem, iako se umjesto njih može ugraditi kontaktor ili tiristor. Relejni uređaji za kompenzaciju luka koriste se kod kuće. Ali ako se kompenzacija reaktivne energije i snage provodi u tvornicama, na transformatorima (gdje postoji asimetrično opterećenje), tada je mnogo prikladnije koristiti tiristorske uređaje.
U nekim slučajevima moguće je koristiti kombinirane uređaje; to su uređaji koji istodobno rade preko linearnog pretvarača i releja.
Kako će korištenje postavki pomoći:
- trafostanica će smanjiti naponske udare;
- električne mreže postat će sigurnije za rad električnih uređaja, nestat će problemi s kompenzacijom električne energije i snage u rashladnim jedinicama i strojevima za zavarivanje;
- Osim toga, vrlo su jednostavni za instaliranje i rad.
Kako instalirati kondenzatorske uređaje
Prvo će vam trebati dijagram rada električne mreže i dokumenti iz PUE-a, koji će se koristiti za donošenje odluke o naknadi energije i jalove snage EAF-a. Zatim je potreban ekonomski izračun:
- zbroj potrošnje energije svih uređaja (to su peći, podatkovni centri, automatski strojevi, rashladne jedinice itd.);
- količina struje koja ulazi u mrežu;
- proračun gubitaka u krugovima prije dolaska energije u uređaje i nakon tog dolaska;
- frekvencijska analiza.
Zatim morate generirati dio energije odmah na mjestu gdje ulazi u mrežu pomoću generatora. To se zove centralizirana kompenzacija. Također se može izvesti pomoću cos, električnih, schneider, tg instalacija.
Ali postoji i pojedinačna jednofazna kompenzacija jalove energije i snage (ili poprečno), cijena joj je mnogo niža. U tom slučaju se naručeni upravljački uređaji (kondenzatori) ugrađuju izravno na svaki potrošač. Ovo je optimalno rješenje ako se upravlja trofaznim motorom ili električnim pogonom. Ali ova vrsta kompenzacije ima značajan nedostatak - nije podesiva, pa se stoga naziva i neregulirana ili nelinearna.
Statički kompenzatori ili tiristori rade pomoću međusobne indukcije. U ovom slučaju, prebacivanje se provodi pomoću dva ili više tiristora. Najjednostavniji i najsigurniji način, ali njegov značajan nedostatak je da se harmonici generiraju ručno, što značajno komplicira proces instalacije.
Uzdužna kompenzacija
Uzdužna kompenzacija provodi se metodom varistora ili odvodnika.
Uzdužna kompenzacija jalove snage Sam proces nastaje zbog prisutnosti rezonancije, koja nastaje zbog usmjeravanja induktivnih naboja jedan prema drugom. Ova tehnologija i teorija kompenzacije snage koristi se, na primjer, za mlazne i vučne motore, proizvodnju čelika ili harmonike alatnih strojeva, a naziva se i umjetnim.
Tehnička strana kompenzacije
Postoji ogroman broj proizvođača i tipova kondenzatorskih instalacija:
- tiristor;
- regulatori ferolegura (Češka);
- otpornik (proizveden u St. Petersburgu);
- Niski napon;
- detuning reaktori (Njemačka);
- modularni - najnoviji i najskuplji uređaji u ovom trenutku;
- kontaktori (Ukrajina).
Njihov trošak varira ovisno o organizaciji; za točnije i sveobuhvatnije informacije posjetite forum na kojem se raspravlja o kompenzaciji jalove snage.
Električna oprema troši energiju tijekom rada. U ovom slučaju ukupna snaga se sastoji od dvije komponente: aktivne i jalove. Jalova snaga ne obavlja koristan rad, već u strujni krug unosi dodatne gubitke. Stoga je nastoje smanjiti, za što dolaze do raznih tehničkih rješenja za kompenzaciju jalove snage u električnim mrežama. U ovom članku ćemo pogledati što je to i zašto je potreban kompenzacijski uređaj.
Definicija
Ukupna električna snaga sastoji se od djelatne i jalove energije:
Ovdje je Q reaktivan, P je aktivan.
Jalova snaga javlja se u magnetskim i električnim poljima koja su karakteristična za induktivna i kapacitivna opterećenja pri radu na krugovima izmjenične struje. Kada radi aktivno opterećenje, faze napona i struje su iste i podudaraju se. Pri priključenju induktivnog opterećenja napon zaostaje za strujom, a pri priključenju kapacitivnog trošila vodi.
Kosinus kuta pomaka između ovih faza naziva se faktor snage.
cosF=P/S
P=S*cosF
Kosinus kuta je uvijek manji od jedan, stoga je djelatna snaga uvijek manja od ukupne snage. Jalova struja teče u suprotnom smjeru u odnosu na aktivnu i sprječava njezin prolaz. Budući da žice nose struju punog opterećenja:
Pri izradi projekata dalekovoda potrebno je voditi računa o potrošnji aktivne i jalove energije. Ako ima previše potonjeg, tada će se morati povećati presjek vodova, što dovodi do dodatnih troškova. Zato se bore protiv toga. Kompenzacija jalove snage smanjuje opterećenje mreže i štedi energiju za industrijska poduzeća.
Gdje je važno uzeti u obzir kosinus Phi
Shvatimo gdje i kada je potrebna kompenzacija jalove snage. Da biste to učinili, morate analizirati njegove izvore.
Primjer osnovnog reaktivnog opterećenja su:
- elektromotori, komutatorski i asinkroni, osobito ako je u načinu rada njegovo opterećenje malo za određeni motor;
- elektromehanički aktuatori (solenoidi, ventili, elektromagneti);
- elektromagnetski sklopni uređaji;
- transformatora, posebno u praznom hodu.
Grafikon prikazuje promjenu cosF elektromotora pri promjeni opterećenja.
Osnova električne opreme većine industrijskih poduzeća je električni pogon. Otuda velika potrošnja jalove snage. Privatni potrošači ne plaćaju njegovu potrošnju, već poduzeća. To uzrokuje dodatne troškove, koji se kreću od 10 do 30% ili više od ukupnog računa za energiju.
Vrste kompenzatora i njihov princip rada
Za smanjenje reaktanta koriste se uređaji za kompenzaciju jalove snage, tzv. UKRM. Kao kompenzator snage u praksi se najčešće koriste:
- baterije kondenzatora;
- sinkroni motori.
Budući da se količina reaktivne snage može mijenjati tijekom vremena, to znači da kompenzatori mogu biti:
- Neregulirano - obično kondenzatorska baterija bez mogućnosti odvajanja pojedinačnih kondenzatora za promjenu kapaciteta.
- Automatski – razine kompenzacije mijenjaju se ovisno o stanju mreže.
- Dinamički - kompenzirati kada opterećenje brzo promijeni svoj karakter.
U krugu se, ovisno o količini jalove energije, koristi od jednog do cijele baterije kondenzatora, koji se mogu uvoditi i uklanjati iz kruga. Tada kontrola može biti:
- ručno (automatski prekidači);
- poluautomatski (stanice s tipkama s kontaktorima);
- nekontrolirano, tada su spojeni izravno na opterećenje, uključeni i isključeni zajedno s njim.
Kondenzatorske baterije mogu se instalirati i na trafostanicama i neposredno u blizini potrošača, a zatim se uređaj spaja na njihove kabele ili strujne sabirnice. U potonjem slučaju, obično se izračunavaju za pojedinačnu kompenzaciju reaktanta određenog motora ili drugog uređaja - koji se često nalaze na opremi u električnim mrežama od 0,4 kV.
Centralizirana kompenzacija izvodi se ili na granici bilančne dionice mreže ili na trafostanici, a može se izvoditi u visokonaponskim mrežama 110 kV. Dobro je jer rasterećuje visokonaponske vodove, ali loše je što se ne rasterećuju vodovi 0,4 kV i sam transformator. Ova metoda je jeftinija od ostalih. U ovom slučaju moguće je centralno rasteretiti nisku stranu od 0,4 kV, tada je UKRM spojen na sabirnice na koje je spojen sekundarni namot transformatora, te je u skladu s tim također istovaren.
Također može postojati opcija grupne kompenzacije. Ovo je srednji tip između centraliziranog i individualnog.
Drugi način je kompenzacija sinkronim motorima, koji mogu kompenzirati jalovu snagu. Pojavljuje se kada motor radi u režimu pretjeranog uzbuđenja. Ovo rješenje se koristi u mrežama od 6 kV i 10 kV, a nalazi se i do 1000V. Prednost ove metode u odnosu na instaliranje kondenzatorskih baterija je mogućnost korištenja kompenzatora za obavljanje korisnog rada (rotirajući snažni kompresori i pumpe, na primjer).
Grafikon prikazuje karakteristiku sinkronog motora u obliku slova U, koja odražava ovisnost struje statora o struji polja. Ispod njega možete vidjeti koliko je kosinus phi jednak. Kada je veći od nule, motor je kapacitivan, a kada je kosinus manji od nule, opterećenje je kapacitivno i kompenzira jalovu snagu ostalih induktivnih potrošača.
Zaključak
Ukratko ćemo navesti glavne točke o kompenzaciji jalove energije:
- Namjena - rasterećenje vodova i električnih mreža poduzeća. Uređaj može uključivati antirezonantne prigušnice za smanjenje razine.
- Račune za to ne plaćaju pojedinci, već poduzeća.
- Kompenzator uključuje baterije kondenzatora ili se za iste svrhe koriste sinkroni strojevi.
Materijali
