Ce este puterea reactivă? compensarea puterii reactive. Calculul puterii reactive

Apartamentele și case particulare, un contor de energie electrică este instalat, peste care calculul plății pentru energia consumată. Simplist credea că viața este folosit doar componenta sa activă, deși nu este așa. locuințe moderne dispozitive saturate, circuite care are elementele schimbare de fază. Cu toate acestea, puterea reactivă, care consumă aparate, mult mai puțin decât industria, așa că este neglijată în mod tradițional în calculul plății.

Plant sau fabrică, care managementul nu urmează fluxul de curenți parazite care trec prin circuitul de sarcină, provocând daune extrem de mari pentru sistemele energetice ale regiunii și a țării în ansamblu. aerul încălzit complet inutil în jurul liniei de transmisie a puterii; transformatoare instalate în substațiile de lichidare, nu poate rezista la sarcini, în special în perioadele de vârf.

Sarcină inductivă și capacitivă

Dacă luăm în considerare un sistem de încălzire convențional sau un bec, puterea specificată în etichetele respective de pe vasul sau placa placa, va corespunde produsului valorilor curente care curge prin dispozitiv și tensiune (ne este de 220 de volți). Situația se schimbă în cazul în care dispozitivul cuprinde un transformator, celelalte elemente care cuprind inductori, sau condensatoare. Aceste părți au proprietăți speciale, un grafic de curent care curge în ele se află în spatele sau înainte de undă sinusoidală a tensiunii de alimentare - cu alte cuvinte, o schimbare de fază are loc. Ideal capacitiv schimburi vector de sarcină cu -90 și inductivă - +90 de grade. Producția devine în acest caz rezultatul nu numai al lucrărilor curente la tensiune, se adaugă un factor de corecție. Ce nu-l conduce?

proces de reflecție geometrică

Desigur, geometria școală știm cu toții că ipotenuzei este mai lung decât oricare dintre celelalte două părți într-un triunghi dreptunghic. Dacă puterea activă, reactivă și aparentă formează o parte, curenții consumate de bobina și containerul va fi perpendicular pe componenta rezistivă, dar cu direcțiile în direcții opuse. Atunci când adăugați (sau, dacă preferați, scădere, ei raznoznakovye) valorile rezultate vectoriale, de exemplu, puterea reactivă maximă, în funcție de ce natura sarcinii predomină în sistemul va fi direcționat în sus sau în jos. În direcția sa poate fi judecat, ceea ce natura sarcinii prevalează.

Puterea reactivă pentru adăugarea vectorului de component activ ar da o valoare totală de consum de energie. Este reprezentat grafic ca un triunghi ipotenuză putere. Cu cât această linie va fi o rudă clasată gol în interior cu axa x, cu atât mai bine.

cos phi

Graficul arată că unghiul cp format de doi vectori, putere completă și activă. Decât valorile lor diferă cu mai puțin bine, dar finaliza fuziunea lor împiedică puterea reactivă, care este considerat nedorit. Cu cât mai mare unghiul, mai mare sarcina pe linia de alimentare, ridicare și coborâre a transformatoarelor de putere ale sistemului, și invers, cu cât vectorii sunt înclinate unul de altul, cu atât mai puțin va fi firele încălzite în întregul lanț. Este firesc că această problemă este ceva ce trebuie să faci. Și soluția a fost găsit, un simplu și elegant. Compensarea reciprocă a puterii reactive poate reduce unghiul cp și a aproxima cosinus (numit și factor de putere) la o unitate. Pentru aceasta ar trebui să se extindă componenta vectorului capacitiv, astfel încât să se obțină un curent de rezonanță, în care se „stinge“ reciproc (în mod ideal complet, dar în practică - cel mai mare mod).

Teoria și practica

Toate calculele teoretice au valoare, cu atât mai mare acestea sunt aplicabile în practică. Pictura în orice instalație industrială dezvoltată în urma: cea mai mare parte a puterii consumate de către motorul (sincron, asincron, monofazat, cu trei faze), și alte mașini. Dar există, de asemenea, transformatoare. Concluzia este simplă: într-un mediu de producție real, dominat de natura de putere reactivă inductivă. Trebuie remarcat faptul că întreprinderile să stabilească mai mult de un contor de energie electrică ca în case și apartamente, și două, dintre care una este activă, iar celălalt - puteți ghici care unul. Și pentru depășirile în zadar „alungare“ de-a lungul liniilor de energie electrică corespunzătoare corpurilor fără milă amendat, astfel încât administrația este vital interesată în faptul, pentru a calcula puterea reactivă și să ia măsuri pentru reducerea acestuia. Este clar că, fără capacitate nu reușesc să rezolve această problemă.

Compensarea pe teoria

Din graficul de mai sus este clar modul de a realiza o reducere a curenților parazite până la eliminarea completă a acestora, cel puțin teoretic. Pentru a face acest lucru, în paralel cu condensator de sarcină inductivă includ valori capacitance respective. Vectorii în plus va da un zero, și nu va fi doar componentă activă utilă.

Calculul se face în conformitate cu formula:

• C = 1 / (2πFX), în care X - reactanța totală a tuturor dispozitivelor incluse în rețea; F - frecvența tensiunii (avem - 50 Hz);

Se pare a fi - ceea ce ar putea fi mai simplu? Multiplicare «X» și numărul „pi“ 50 DA. Cu toate acestea, totul este mult mai complicat.

Și, în practică?

Formula este simplu, dar pentru a identifica și a calcula X nu este atât de ușor. Pentru a face acest lucru, trebuie să ia toate datele despre dispozitivele, să învețe reactanță lor, în formă vectorială, și chiar și atunci ... De fapt, nimeni nu face acest lucru, cu excepția studenților în munca de laborator.

Se determină puterea reactivă poate fi un alt mod, cu ajutorul unui dispozitiv special - contor de fază, indicând factorul de putere, sau prin compararea citirea contorului de energie, ampermetru și voltmetru.

Complicând că în procesul de producție reală a sarcinii este în continuă schimbare, deoarece unele mașini în funcțiune sunt incluse, în timp ce altele sunt deconectate de la rețea, în conformitate cu programele de producție. În consecință, măsurile permanente necesare pentru monitorizarea situației. În timpul tura de noapte luminile de funcționare, de iarnă în magazine pot fi de încălzire a aerului, iar vara - răcirea acestuia. Într-un fel sau altul, dar compensarea puterii reactive se face pe baza calculelor teoretice cu un grad ridicat de măsurători practice cos φ.

Conectarea și deconectarea condensatori

Cel mai simplu și cel mai evident mod de a rezolva problema - pentru a planta în apropierea contorului lucrător specializat în fază care ar Activează sau dezactivează numărul dorit de condensatoare, realizând cantitatea minimă de abatere de la unitatea de săgeată. Deci, la început și-au făcut, dar practica a arătat că factorul uman notoriu nu este întotdeauna posibil pentru a obține efectul dorit. În orice caz, compensarea puterii reactive, care are cea mai mare parte inductiv, conexiunea electrică se realizează valori de capacitate corespunzătoare, dar fă-o mai bine în modul automat, sau un angajat neglijent poate aduce întreprindere nativ sub o amendă mare. Din nou, muncă calificată nu poate fi numit, este destul de adaptabilă pentru automatizare. Cea mai simplă schemă include o pereche de electroni optic un emițător și un receptor de lumină. Arrow a blocat valoarea minimă - atunci trebuie să adăugați capacitate.

Automatizare și inteligente algoritmi

În prezent, există sisteme care să dețină în siguranță, în cp cos în intervalul de la 0,9 la 1. Deoarece conexiunea condensatoarelor din ele are loc discret, rezultatul perfect nu poate fi atins, dar efectul economic al automate de compensare a puterii reactive oferă în continuare foarte bine. Funcționarea acestui dispozitiv sunt algoritmi inteligenți pentru a asigura utilizarea imediată, de multe ori chiar și fără setări suplimentare. Progresele tehnologice în domeniul tehnologiei de calculator face posibilă pentru a realiza conexiunea uniformă a tuturor etapelor de bănci de condensatoare pentru a evita defectarea prematură a uneia sau a două dintre ele. Timpul de răspuns este, de asemenea, reduse la minimum și inductori suplimentare reduc amploarea căderea de tensiune în timpul regimurilor tranzitorii. Modern panou de control de catering are un aspect ergonomic, ceea ce creează condiții pentru evaluarea rapidă a situației de către operator, iar în cazul unui accident sau a unei defecțiuni, el va primi o alarmă imediată. Prețul unui astfel de cabinet considerabil, dar să plătească pentru ea în valoare de prestația pe care o aduce.

dispozitiv compensatorului

Compensator comună de putere reactivă este un dulap metalic de dimensiuni standard, cu un panou de control și de monitorizare de pe panoul frontal, în mod normal deschis. În partea de jos are un set de condensatoare (baterie). Acest aranjament se datorează o filozofie simpla: capacitances sunt destul de grele, și este dorința destul de logic pentru a face structura mai stabila. În partea superioară a nivelul ochilor operatorului, sunt dispozitivele de control necesare, inclusiv indicatorul de fază, prin care putem judeca amploarea factorului de putere. Există, de asemenea, un ecran diferit, inclusiv alarma, elemente de control (pornire și de oprire, comutați la modul manual, și așa mai departe.). Evaluarea comparând citirile senzorilor de măsurare și dezvoltarea acțiunilor de control (conectează condensatorul nominal dorit) circuitul efectuează, baza este un microprocesor. Actuatori funcționează rapid și în liniște, ele tind să fie construite pe tiristoarelor de putere.

Calculul aproximativ al băncilor de condensatoare

O putere reactivă relativ mică a lanțului de întreprinderi pot fi judecate aproximativ de numărul de dispozitive conectate, în conformitate cu caracteristicile lor fazomotor. Astfel, un convențional cu motor asincron (principalele fabrici „corvoadă“ și plante) la o sarcină egală cu jumătate din ei putere nominală, are cos φ, egal cu 0,73, și corpul de iluminat - 0.5. Aparate de sudare Parametru variază de la 0,8 până la 0,9, cuptor cu arc funcționează cu cosinusul φ, egal cu 0,8. Tabelele disponibile pentru aproape fiecare energie majore, conțin date cu privire la toate tipurile de echipamente industriale, și pre-instalarea de compensare a puterii reactive poate fi realizată folosindu-le. Cu toate acestea, aceste date oferă doar o bază pe care este necesar să se facă ajustări prin adăugarea sau deconectarea bateriilor de condensatoare.

La nivel național

Acesta poate da impresia că toată grija a tensiunii de alimentare și sarcina în mod uniform pe starea ei pus pe fabrici și alte întreprinderi industriale. Acest lucru nu este așa. Sistemul energetic controlează trecerea de faza în nivel național și regional, chiar la ieșirea bunurilor din puterea sa specială. O altă problemă este aceea că compensarea componentei reactive, care nu se realizează prin conectarea bănci de condensatoare, și o altă metodă. Pentru a asigura calitatea consumatorilor de energie furnizate în înfășurările rotorului este curent prejudecată reglabil, care este generatoare sincrone nu este o mare problemă.