Co je jalový výkon? Kompenzace jalového výkonu. Výpočet jalového výkonu

V bytech a soukromých domech je jeden elektroměr, který vypočítává platbu za spotřebovanou energii. Je zjednodušené předpokládat, že v jeho každodenním životě se používá pouze jeho aktivní složka, ačkoli tomu tak není. Moderní obydlí je nasyceno zařízeními, jejichž okruhy mají prvky posunující fázi. Naproti tomu je jalový výkon spotřebovávaný u domácích spotřebičů neporovnatelně nižší než u průmyslových podniků, proto je při výpočtu platby tradičně zanedbáván.

Továrna nebo továrna, jejíž vedení nekontroluje spotřebu parazitních proudů procházejících zatěžovacím obvodem, způsobuje velké škody energetickým systémům regionu a zemi jako celku. Absolutně nepoužitelný ohřátý atmosférický vzduch kolem transformátorů s vinutím LEP, instalovaných v rozvodnách, nemusí vydržet zatížení, zejména v době špičky.

Induktivní a kapacitní zatížení

Vezmeme-li konvenční topení nebo žárovky, napájení uvedené v příslušných štítků na nádoby nebo deskové desky, bude odpovídat součinu hodnot proudu teče přes zařízení, a napětí (us je 220 voltů). Situace se změní, pokud zařízení obsahuje transformátor, další prvky obsahují cívky indukčnosti, nebo kondenzátory. Tyto části mají zvláštní vlastnosti, proud, který v nich proudí, zaostává za sinusoidem napájecího napětí nebo je překonává - jinými slovy dochází k fázovému posunu. Ideální kapacitní zatížení posune vektor o -90 a induktivní zatížení o +90 stupňů. Napájení v tomto případě je výsledkem nejen produkce proudu na napětí, přidává se určitý korekční faktor. Co to vede k tomu?

Geometrický odraz procesu

Z kurzu geometrie školy každý ví, že hypotenze je delší než jakákoliv noha v pravoúhlém trojúhelníku. Pokud aktivní, reaktivní a zdánlivá síla tvoří její strany, proudy spotřebované cívkou a kapacitou budou v pravém úhlu k odporové složce, ale směrem v opačném směru. Při přidávání (nebo, chcete-li, odčítání, že raznoznakovye) hodnoty Výsledný vektor tedy plný jalový výkon, v závislosti na tom, co převažuje povaha zatížení v systému budou směřovat nahoru nebo dolů. Ve svém směru lze určit, jaký typ zatížení převažuje.

Reaktivní výkon ve vektorovém přídavku s aktivní složkou poskytne celkové množství spotřeby energie. Je graficky znázorněn jako hypotenze mocninového trojúhelníku. Čím více bude tento řádek jemně umístěn vzhledem k úsečce, tím lépe.

Kosine fit

Graf ukazuje, že úhel phi- formují dva vektory, plný a aktivní výkon. Čím menší jsou rozdíly, tím lépe, ale reaktivní síla, která je považována za parazitní, zasahuje do jejich slučování. Čím větší je úhel, tím vyšší je zatížení elektrické vedení, zvedání a spouštění transformátorů napájecího systému a naopak, čím blíže jsou vektory k sobě, tím méně bude dráty ohřívány po celém řetězci. Samozřejmě s tímto problémem bylo třeba něco udělat. A řešení bylo nalezeno, jednoduché a elegantní. Vzájemná kompenzace jalového výkonu umožňuje snížit úhel phi- a maximálně přiblíží jeho kosinus (který se také nazývá faktor účinku) k jednotě. K tomu je třeba rozšířit vektor kapacitní součásti tak, aby se dosáhlo rezonance proudů, při nichž se vzájemně "zhasnou" (ideálně ideálně av praxi nejvíce).

Teorie a praxe

Všechny teoretické výpočty mají větší hodnotu, tím jsou praktičtější. Lakování ve všech rozvinutých průmyslových zařízení následující: většina energie spotřebované motoru (synchronní, asynchronní, jednofázový, třífázový), a jiných strojů. Ale existují také transformátory. Závěr je jednoduchý: reaktivní síla indukčního charakteru převládá v reálných výrobních podmínkách. Je třeba poznamenat, že podniky zřídit více než jeden elektroměr jako v domech a bytech, a dva, z nichž jeden je aktivní a druhý - můžete hádat, který z nich. A za překročení marně „honí“ po vzoru elektrické energie odpovídající subjekty nemilosrdně pokutu, takže podání je životně zájem o skutečnosti, pro výpočet jalového výkonu a přijmout opatření k jeho snížení. Je zřejmé, že bez elektrické kapacity nelze tomuto úkolu zabránit.

Teoretická kompenzace

Z výše uvedeného grafu je zcela jasné, jak snížit parazitní proudy, dokud nejsou úplně vyloučeny, alespoň teoreticky. Provedete to paralelně s indukčním zatížením zapnutím kondenzátoru odpovídající hodnoty kapacity. Vektory navíc dodají nulu a zůstane pouze užitečná aktivní složka.

Výpočet se provádí podle vzorce:

• C = 1 / (2pi-FX), kde X je celková reaktance všech zařízení obsažených v síti - F - frekvence napájecího napětí (u nás - 50 Hz);

Zdá se, že - což je snadnější? Vynásobte "X" a číslo "pi" o 50 a dělejte. Nicméně vše je poněkud komplikovanější.

A jak v praxi?

Vzorec je jednoduchý, ale určování a výpočet X není tak snadné. Chcete-li to provést, musíte vzít veškerá data o zařízeních, zjistit jejich reaktanci a ve vektorové podobě, a dokonce i pak hellip. Ve skutečnosti to nikdo nečiní kromě studentů v laboratorní práci.

Určení jalového výkonu může být také odlišné pomocí speciálního zařízení - fázového měřícího přístroje indikujícího kosinus phi nebo porovnání naměřených hodnot wattmetru, ampérmetru a voltmetru.

Komplikovat věci, které ve skutečném výrobním procesu zatížení se neustále mění, protože některá elektrická zařízení v provozu jsou zahrnuty, zatímco jiní jsou odpojeni od sítě, jak to vyžaduje výrobní plány. V souladu s tím jsou pro sledování situace potřeba trvalá opatření. Během nočních směn, osvětlení funguje v zimě topení v obchodech a v létě je možné ho ochladit. Každopádně, ale kompenzace jalového výkonu se provádí na základě teoretických výpočtů s velkým podílem praktických měření cos phi.

Připojení a odpojení kondenzátorů

Nejjednodušší a nejobvyklejší způsob, jak vyřešit tento problém - zasadit v blízkosti fázového metr specializovaného pracovníka, který by se zapíná nebo vypíná požadovaný počet kondenzátorů, dosáhnout minimální velikost odchylky od jednoty šipky. Takže nejprve a udělal, ale praxe ukázala, že notoricky známý lidský faktor neumožňuje vždy dosáhnout požadovaného účinku. V každém případě, kompenzace jalového výkonu, který má většinou indukční, elektrické připojení je provedeno odpovídající hodnoty kapacitní, ale to lepší v automatickém režimu, nebo z nedbalosti zaměstnanec může přinést rodný podnik pod velkým pokuty. Opět nelze tuto práci nazvat kvalifikovanou, může být plně automatizovaná. Nejjednodušší schéma zahrnuje optický elektronový pár z emitoru a přijímače světla. Šipka uzavřela minimální hodnotu - znamená, že je třeba přidat kapacity.

Automatizace a inteligentní algoritmy

V současné době existují systémy, které spolehlivě drží cos od 0,9 do 1. Vzhledem k tomu, že spojení kondenzátorů v nich probíhá diskrétně, nelze dosáhnout ideálního výsledku, avšak ekonomický efekt automatického kompenzátoru jalového výkonu stále přináší velmi dobré výsledky. Srdcem práce tohoto zařízení jsou inteligentní algoritmy, které poskytují práci okamžitě po zapnutí, často i bez dalších nastavení. Technologický pokrok v oblasti výpočetní techniky umožňuje dosáhnout jednotného spojení všech stupňů kondenzátorových bank, aby se předešlo předčasnému selhání jednoho nebo dvou z nich. Doba odezvy je také minimalizována a další tlumivky snižují množství poklesu napětí během přechodů. Moderní ovládacího panelu výkonnost podniku má odpovídající ergonomické uspořádání, které vytváří podmínky pro rychlé posouzení situace provozovatelem a v případě nehody nebo selhání obdrží okamžitý poplachový signál. Cena takového kabinetu je značná, ale stojí za to zaplatit, to těží.

Kompenzátorové zařízení

Konvenční kompenzátor jalového výkonu je kovová skříň standardních rozměrů s ovládacím panelem na předním panelu, obvykle otevřená. V jeho spodní části jsou sestavy kondenzátorů (baterií). Toto uspořádání je dáno jednoduchým zvážením: elektrické kapacity jsou poměrně těžké a je logické usilovat o to, aby byla struktura stabilnější. V horní části, na úrovni očí obsluhy, jsou k dispozici potřebná řídicí zařízení včetně indikátoru fáze, pomocí kterých lze posoudit hodnotu účiníku. K dispozici je také indikace, včetně nouzových, ovládacích prvků (zapnutí a vypnutí, přechodu na ruční režim apod.). Vyhodnocení porovnání čtení měřicích senzorů a generování řídících akcí (připojení kondenzátorů požadované hodnoty) se provádí obvodem založeným na mikroprocesoru. Akční členy pracují rychle a tiše, jsou obvykle postaveny na tyristorech s vysokým výkonem.

Přibližný výpočet kondenzátorových bank

V relativně malých podnicích lze reaktivní výkon obvodu odhadnout přibližně na počet připojených zařízení s přihlédnutím k jejich charakteristice fázového posuvu. Takže obvyklý asynchronní elektromotor (hlavní "tvrdý pracovník" továren a závodů) s nákladem rovným polovině jmenovitý výkon, má cos phi, rovnající se 0,73 a fluorescenční lampě - 0,5. Parametr zařízení pro kontaktní svařování se pohybuje od 0,8 do 0,9, oblouková pec pracuje s kosinusem phi = 0,8. Tabulky, které jsou k dispozici prakticky všem významným energetickým technikům, obsahují informace o prakticky všech typech průmyslových zařízení a lze s nimi předem nastavit kompenzace jalového výkonu. Tyto údaje slouží pouze jako základna, na jejímž základě je nutné provést úpravy přidáním nebo vyjmutím kondenzátorových baterií.

V celostátním měřítku

To může vyvolat dojem, že celá péče o napětí a zátěž rovnoměrně na jejím stavu kladen na továren a ostatních průmyslových podniků. Není to tak. Energetický systém reguluje fázový posun na národní i regionální úrovni, přímo u výstupu zboží z jeho zvláštní moc. Dalším problémem je skutečnost, že reaktivní složka není kompenzována připojením kondenzátorových bank, ale jinou metodou. Aby byla zajištěna kvalita dodávaných spotřebitelů energie ve vinutí rotoru je nastavitelná klidový proud, který je synchronní generátory není velký problém.