Vad är reaktiv effekt? Reaktiv effektkompensering. Beräkning av reaktiv effekt

Lägenheterna och privata hem, en elmätare installeras över vilken beräkningen av betalningen för den förbrukade energin. Förenklat trodde att livet bara används sin aktiva komponenten, även om det inte är så. Moderna bostäder mättad anordningar, kretsar, som har de element som skiftar fasen. Men reaktiv effekt, som förbrukar apparater, långt mindre än branschen, så det är traditionellt försummas i beräkningen av betalningen.

Växt eller fabrik, där ledningen inte följer flödet av parasitströmmar som passerar genom lastkretsen, orsakar stor skada på energisystem i regionen och landet som helhet. Helt värdelös uppvärmd luft runt den kraftledning; lindningstransformatorer installerade i transformatorstationer, inte kan tåla en belastning, särskilt under rusningstid.

Load induktiv och kapacitiv

Om vi tar en konventionell varmare eller en glödlampa, den befogenhet som anges i de respektive etiketter på kolven eller platt plattan, kommer att motsvara produkten av strömvärden som flyter genom anordningen, och spänning (oss är 220 volt). Situationen förändras om anordningen innefattar en transformator, de andra elementen innefattar induktorer, eller kondensatorer. Dessa delar har speciella egenskaper, är en graf över ström som flyter i dem bakom eller framför sinusvågen av matningsspänningen - med andra ord, sker en fasförskjutning. Ideal kapacitiv last vektor skiftar från -90 och induktiv - +90 grader. Produktionen inom detta fall blir resultatet inte bara av det pågående arbetet med spänning, är en korrektionsfaktor till. Vad betyder det leda?

Geometrisk reflektionsprocess

Skolgeometrin Naturligtvis vet vi alla att hypotenusan är längre än någon av de andra två sidorna i en rätvinklig triangel. Om aktiv, reaktiv och skenbar effekt bilda sin sida, kommer de strömmar som konsumeras av spolen och behållaren vara i rät vinkel till den resistiva komponenten, men med de riktningar i motsatta riktningar. När du lägger till (eller, om du föredrar, subtraktion, de raznoznakovye) värden resulterande vektorn, det vill säga fullt reaktiv effekt, beroende på vad den typ av belastning råder i systemet kommer att riktas uppåt eller nedåt. I hans ledning kan bedömas, vad typ av belastning råder.

Reaktiv effekt för vektoraddition av den aktiva komponenten skulle ge en full mängd av effektförbrukning. Det grafiskt avbildad som en krafttriangel hypotenusa. Ju mer denna linje kommer att vara en ihålig placerad i förhållande till x-axeln, desto bättre.

cos phi

Grafen visar att vinkeln cp bildas av två vektorer, komplett och aktiv effekt. Än deras värderingar skiljer sig mindre desto bättre, men slutföra sin fusion förhindrar reaktiv effekt, som anses oönskade. Ju större vinkeln är, desto högre belastningen på kraftledningen, att höja och sänka systemets krafttransformatorer, och omvänt, ju närmare vektor lutar mot varandra, desto mindre blir uppvärmda trådar genom hela kedjan. Det är naturligt att detta problem är något du behöver göra. Och lösningen hittades, en enkel och elegant. Den inbördes kompensation av reaktiv effekt kan minska vinkeln φ och att approximera cosinus (även kallad effektfaktor) till en enhet. Till detta bör sträcka vektor kapacitiva komponenten för att uppnå en resonansström, i vilken de "släcka" varandra (idealt helt, men i praktiken - den största sätt).

Teori och praktik

Alla teoretiska beräkningar har värde, desto större de är tillämpliga i praktiken. Målat i varje utvecklat industrianläggning följande: de flesta av den effekt som förbrukas av motorn (synkron, asynkron, enfas, trefas), och andra maskiner. Men det finns också transformatorer. Slutsatsen är enkel: i en verklig produktionsmiljö domineras av reaktiv effekt induktiv natur. Det bör noteras att företag etablera mer än en elmätare som i hus och lägenheter, och två, varav en är aktiv, och den andra - du kan gissa vilken. Och för överskridanden förgäves "jagar" i linje med elektrisk energi motsvarande organ obarmhärtigt böter, så att administrationen är oerhört intresserad av det faktum, att beräkna den reaktiva effekten och vidta åtgärder för att minska den. Det är uppenbart att utan kapacitansen inte lyckas lösa detta problem.

Ersättning på teorin

Av ovanstående diagram är det tydligt hur man kan uppnå en minskning av parasitströmmar upp till sina fullständig eliminering, åtminstone teoretiskt. Att göra detta parallellt med den induktiva lasten kondensatorn innefattar respektive kapacitansvärden. Vektorerna i tillägg kommer att ge en nolla, och det kommer att finnas endast användbar aktiv komponent.

Beräkningen sker enligt formeln:

• C = 1 / (2πFX), vari X - den totala reaktansen för samtliga enheter som ingår i nätverket; F - spänningsfrekvens (vi har - 50 Hz);

Det verkar vara - vad kan vara enklare? Multiplicera «X» och antalet "pi" 50 JA. Men det är allt mer komplicerad.

Och i praktiken?

Formeln är enkel, men att identifiera och beräkna X är inte så lätt. För att göra detta måste du vidta alla data om enheter lära deras reaktans, och i vektorform, och även då ... Faktum är att ingen man inte göra det, med undantag för elever i laboratoriearbete.

Bestämma den reaktiva effekten kan vara ett annat sätt, med hjälp av en speciell anordning - fasmätare, indikerar effektfaktorn, eller genom att jämföra avläsningen effektmätare, amperemeter och voltmetern.

Komplicerande frågor som i den verkliga produktionen lasten ständigt förändras, eftersom vissa maskiner i drift ingår, medan andra är bortkopplad från nätverket, i enlighet med produktionsscheman. Således de nödvändiga permanenta åtgärder övervaka situationen. Under nattskiftet varselljus, kan vintern i butikerna vara uppvärmning av luften, och på sommaren - dess kylning. Ett eller annat sätt, men den reaktiva effektkompensering görs på grundval av teoretiska beräkningar med en hög grad av praktiska mätningar cos φ.

Ansluta och koppla kondensatorer

Det enklaste och mest uppenbara sättet att lösa problemet - att plantera nära fasmätaren specialiserade arbetstagare som skulle Aktiverar eller inaktiverar önskat antal kondensatorer uppnå den minsta avvikelse från enhet pilen. Så i början och har gjort, men praxis har visat att den beryktade mänskliga faktorn är inte alltid möjligt att uppnå den önskade effekten. I varje fall, ersättning av reaktiv effekt, som har mestadels induktiva, koms elektrisk kontakt motsvarande kapacitansvärden, men göra det bättre i automatiskt läge, eller en vårdslös anställd kan ge nativt företag under höga böter. Återigen kan kvalificerad arbetskraft inte namnges, är det ganska mottaglig för automatisering. Den enklaste systemet innefattar en optisk elektronpar av en emitter och en ljusmottagare. Arrow blockerade minimivärdet - måste du lägga till kapacitet.

Automation och intelligenta algoritmer

För närvarande finns det system för att säkert hålla cos φ i intervallet 0,9 till 1. Eftersom anslutningen av kondensatorerna i dem sker diskret, inte kan uppnås perfekt resultat, men den ekonomiska effekten av reaktiv effekt automatiska kompensator ger fortfarande mycket bra. Driften av den här enheten är intelligenta algoritmer för att säkerställa omedelbar användning, ofta till och med utan några ytterligare inställningar. Teknologiska framsteg inom datortekniken gör det möjligt att uppnå en jämn anslutning av alla stadier av kondensatorbatterier för att undvika förtida fel på en eller två av dem. Svarstid är också minimeras och de ytterligare induktorer reducera storleken av spänningsfallet under transienter. Modern styrkortet catering har en lämplig ergonomisk utformning, vilket skapar förutsättningar för en snabb bedömning av situationen av operatören, och i händelse av en olycka eller haveri, kommer han att få en omedelbar larm. Priset på en sådan stor skåp, utan att betala för det värt förmån det innebär.

kompenseringsanordningen

Gemensam reaktiv effekt kompensator är en metallskåp av standardstorlek med en monitor och kontrollpanel på framsidan, normalt öppen. Längst ner har en uppsättning kondensatorer (batteri). Detta arrangemang beror på en enkel filosofi: kapacitanser är ganska tunga, och det är ganska logiskt önskan att göra strukturen mer stabil. I den övre delen av operatörens ögonnivå, är de nödvändiga styranordningar, inklusive fasen indikator, med vilket vi kan bedöma storleken på effektfaktorn. Det finns också en annan skärm, inklusive larm, kontrollelement (till- och från, byta till manuellt läge, och så vidare.). Bedömning att jämföra avläsningarna av de mätgivare och utveckling av styråtgärder (anslut den önskade nominella kondensator) krets utför, är basen en mikroprocessor. Actuators fungerar snabbt och tyst, de tenderar att byggas på kraft tyristorer.

Den ungefärliga beräkning av kondensatorbankar

En relativt liten företag kedja reaktiv effekt kan grovt bedömas av antalet anslutna enheter i enlighet med deras fasförskjutande egenskaper. Sålunda, en konventionell asynkronmotor (huvudsakliga "plodder" fabriker och anläggningar) vid en last som är lika med hälften av dess märkeffekt, har cos φ, lika med 0,73, och armatur - 0,5. Parameter kontaktsvetsapparaten sträcker sig från 0,8 till 0,9, Ijusbågsugn fungerar med cosinus för φ, lika med 0,8. Tabeller är tillgängliga för så gott som alla större energi, innehåller uppgifter om alla typer av industriell utrustning och förinstallation av reaktiv effektkompensering kan utföras med hjälp av dem. Emellertid dessa data ger endast en bas på vilken det är nödvändigt att göra justeringar genom att lägga till eller kopplar kondensatorbanker.

nationellt

Det kan ge intryck av att hela hand om spänningsmatningen och lasten jämnt på hennes tillstånd läggs på fabriker och andra industriföretag. Det är inte så. Energi systemet styr fasförskjutning i nationell och regional nivå, precis vid utgången av varorna från sin speciella makt. En annan fråga är att ersättningen av den reaktiva komponenten inte uppnås genom förbindelsekondensatorbanker, och en annan metod. Att säkerställa kvaliteten på levererade energiförbrukare i rotorlindningama är justerbar förspänningsström som är synkrona generatorer är inte ett stort problem.