Lăsați energia electrică receptor este cuplat la o sursă de tensiune sinusoidală u (t) = Usin (# 969; t) și consumă curent sinusoidal i (t) = Păcătuiesc (# 969; t - # 966;) din faza de traduceri menționate despre subliniază într-un unghi # 966 ;. U și I sunt valori efective. Puterea instantanee la bornele receptorului este dată de
și este suma a două cantități, dintre care una este constantă în timp, iar cealaltă pulsază cu o frecvență dublă.
Valoarea medie a p (t) pe o perioadă T este denumită putere activă și este determinată complet de primul termen al ecuației (5.1):
Energia activă caracterizează energia consumată ireversibil de către sursă pe unitatea de timp pentru a produce o muncă utilă de către consumator. Energia activă consumată de receptoarele electrice este transformată în alte tipuri de energie: aer mecanic, termic, aer comprimat și
Valoarea medie a celui de al doilea termen al puterii instantanee (1.1) (frecvență dublă pulsând) timpul T este egal cu zero, adică. E. La crearea sa nu necesită costuri materiale, și, prin urmare, nu se poate efectua roboții pa utile. Cu toate acestea, prezența sa indică faptul că are loc un proces reversibil de schimb de energie între sursă și receptor. Acest lucru este posibil dacă există elemente capabile să acumuleze și să cedeze energia electromagnetică - capacitate și inductanță. Această componentă caracterizează puterea reactivă.
Puterea totală la bornele receptorului în forma complexă poate fi reprezentată după cum urmează:
Unitatea de măsură a puterii totale S = UI - VA.
Puterea reactivă este o cantitate care caracterizează sarcinile create în dispozitivele electrice prin oscilațiile (schimbul) de energie între sursă și receptor. Pentru un curent sinusoidal, acesta este egal cu produsul dintre valorile efective ale curentului I și tensiunea U de către sinusul unghiului de fază dintre ele: Q = sinusul UI # 966; Unitatea de măsură este B # 8729;
Puterea reactivă nu este asociată cu funcționarea utilă a EP și este utilizată doar pentru a crea câmpuri electromagnetice alternante în motoare electrice, transformatoare, aparate, linii etc.
Pentru puterea reactivă, se adoptă concepte precum generarea, consumul, transmisia, pierderea și echilibrul. Se crede că în cazul în care curentul rămâne în tensiune (sarcină inductivă), se consumă puterea reactivă și are un semn pozitiv, iar atunci când curentul conduce tensiunea (natura capacitivă a sarcinii), puterea reactivă și re-Eoliene are o valoare negativă.
mari consumatori de putere reactivă în instalațiile industriale sunt motoare asincrone (60-65% din totalul necesită-ment), transformatoare (20-25%), traductoare de supape, reactoare, aer și alte receptoare de rețele electrice (10%).
Transferul puterii reactive încarcă rețelele electrice și echipamentele instalate în acesta, reducându-le capacitatea de producție. Puterea reactivă este generată de generatoarele sincrone ale centralelor electrice, compensatoarelor sincrone, motoarelor sincrone (controlul curentului de excitație), băncilor de condensatori (BC) și liniilor electrice.
Puterea reactivă generată de capacitatea rețelelor are următoarea ordine de mărime: o linie de aer de 20 kV generează 1 kV # 8729; Ar pe 1 km de linie trifazică; cablu subteran 20 kV - 20 kV # 8729; Ar / km; conductă de aer 220 kV - 150 kV # 8729; Ar / km; cablu subteran 220 kV - 3 MV # 8729; Ar / km.
Factorul de putere și factorul de putere reactivă. Reprezentarea vectorială a cantităților care caracterizează starea rețelei conduce la o reprezentare a puterii reactive Q de către un vector perpendicular pe vectorul puterii active P (Figura 5.2). Suma vectorilor lor dă puterea totală S.
Fig. 5.1. Triunghiul puterii
Conform Fig. 5.1 și (5.2) rezultă că S2 = P2 + Q2; tg # 966; = Q / P; cos # 966; = P / S.
Indicele normativ principal, care caracterizează puterea reactivă, a fost anterior factorul de putere cos # 966; La inputurile care alimentează întreprinderea industrială, valoarea medie ponderată a acestui coeficient ar trebui să fie cuprinsă între 0,92-0,95. Cu toate acestea, alegerea raportului P / S ca normativ nu oferă o idee clară despre dinamica schimbării valorii reale a puterii reactive. De exemplu, atunci când factorul de putere variază de la 0,95 la 0,94, puterea reactivă se modifică cu 10%, iar atunci când același factor este schimbat de la 0,99 la 0,98, creșterea reactivă este deja de 42%. În cadrul calculelor, este mai convenabil să se lucreze cu raportul tg # 966; = Q / P care se numește factorul de putere reactivă.
Valorile limită ale factorilor de putere reactivă (tg # 966;) sunt normalizate în funcție de poziția punctului (tensiunea) de conectare a consumatorului la rețea. Pentru tensiunea rețelei de 100 kV, tg # 966; = 0,5; pentru rețelele 35, 20, 6 kV - tg # 966; = 0,4 și pentru rețea 0,4 kV - tg # 966; = 0,35.
Introducerea noilor directive privind compensarea puterii reactive a vizat creșterea eficienței întregului sistem de alimentare cu energie electrică de la generatoarele de sisteme de energie la receptoarele de putere.
Odată cu introducerea factorului de putere reactivă a devenit posibilă reprezentarea pierderii puterii active prin puterea activă sau reactivă: # 8710; P = (P2 / U2) R (1 + tg2 # 966;).
Unghiul dintre vectorii de putere P și S corespunde unghiului # 966; între vectorii componentului activ al curentului Ia și curentul total I, care, la rândul său, este suma vectorială a curentului activ Ia. care este în fază cu tensiunea și curentul reactiv Ip. situat la un unghi de 90 ° față de acesta. Acest aranjament al curenților este o tehnică de calcul asociată cu descompunerea în putere activă și reactivă, care poate fi considerată naturală.
Majoritatea consumatorilor au nevoie de energie reactivă, deoarece funcționează prin schimbarea câmpului magnetic. Pentru motoarele cele mai comune în funcționare normală, pot fi indicate următoarele valori aproximative ale tg # 966;
La momentul pornirii motoarelor, este necesară o cantitate semnificativă de energie reactivă, cu tg # 966; = 4-5 (cos # 966; = 0,2-0,24).
Mașinile sincrone au capacitatea de a consuma sau de a emite puteri reactive în funcție de gradul de excitație.
În generatoarele și motoarele sincrone, dimensiunile circuitelor de excitație limitează posibilitatea de a furniza putere reactivă la valorile maxime ale tg # 966; = 0,75 (cos # 966 = 0,8) sau la tg # 966; = 0,5 (cos # 966; = 0,9) (Tabelul 5.1).
Motoarele sincrone fabricate industrie acasă, calculată pe factorul principal de putere (cos # 966; = 0,9) și o sarcină activă la tensiunea nominală Unom PN și poate produce nominal de putere reactivă ≈ 0,5Pnom Qnom.
Când LED-ul este subîncărcat de puterea activă # 946; = P / Pn <1 возможна перегрузка по реактивной мощности α = Q /Qном> 1.
Avantajul LED-urilor folosite pentru a compensa puterea reactivă, în comparație cu CB, este posibilitatea unei reglări netede a puterii reactive generate. Dezavantajul este că pierderile active pentru generarea puterii reactive pentru SD sunt mai mari decât pentru KB.
Pierderi suplimentare active în înfășurarea LED-ului cauzate de puterea reactivă generată în variația cos # 966; de la 1 la 0,9 la puterea nominală activă a LED-ului, egală cu Pn. kW:
unde Qom este puterea reactivă nominală a LED-ului, kV # 8729; R - rezistența unei singure faze a înfășurării LED-ului în stare încălzită, Ohm; Uom - tensiunea nominală a rețelei, kV.
În sistemele de alimentare cu energie ale întreprinderilor industriale, departamentul de proiectare compensează puterea reactivă a părții de bază (principală) a grafurilor de sarcină, iar LED-urile reduc încărcările de vârf ale graficului.
Dependența coeficientului de suprasarcină asupra puterii reactive
Seria, tensiunea nominală, turația motorului
Tensiunea relativă la bornele motorului U / U
Puterea de supraîncărcare a puterii reactive # 945; la factorul de încărcare # 946;
VOS, 6 și 10 kV (pentru toate vitezele) VOS 6 kV: 600-1000 rot / min 370-500 rot / min 187-300 rot / min 100-167 rot / min VOS 10 kV: 1000 rot / min 250-750 rpm STD, 6 și 10 kV, 3000 rot / min SD și SDS, 380 V (pentru toate vitezele de rotație)
0,95 1,00 1,05 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,95 1,00 1,05 1,10 0,95 1,00 1,05 1, 10
1,31 1,21 1,06 0,89 0,88 0,86 0,81 0,90 0,86 1,30 1,32 1,12 0,90 1,16 1,15 1,10 0, 90
1,39 1,27 1,12 0,94 0,92 0,88 0,85 0,98 0,90 1,42 1,34 1,23 1,08 1,26 1,24 1,18 1, 06
1,45 1,33 1,17 0,96 0,94 0,90 0,87 1,00 0,92 1,52 1,43 1,31 1,16 1,36 1,32 1,25 1, 15
Articulații de dilatare sincrone. O varietate de LED-uri sunt compensatoare sincrone (SC), care sunt LED-uri fără sarcină pe arbore. În prezent, un SK este produs cu o capacitate mai mare de 5000 kV # 8729; Acestea au o aplicare limitată în rețelele întreprinderilor industriale. Pentru a îmbunătăți calitatea tensiunii pentru un EP puternic, cu o sarcină variabilă, cu impact puternic (cuptoare cu arc, laminoare etc.), se utilizează SK.
Dispozitive de compensare tiristoare statice. În rețelele cu o sarcină bruscă de impact la 6-10 kV, se recomandă utilizarea bateriilor fără condensator și surse speciale de tensiune mare de reacție (IWM), care ar trebui instalate în apropierea unui astfel de EP. Schema IRM este prezentată în Fig. 5.2. Utilizează inductivitățile LR și capacitățile C 1-C 3 nereglabile ca inductanță reglabilă.
Fig. 5.2. Surse de putere reactivă rapidă
Inductanța este reglată de grupurile tiristor VS. ale căror electrozi de comandă sunt conectați la circuitul de comandă. Avantajele IRM statice sunt absența părților rotative, netezimea relativă a reglării puterii reactive de ieșire la rețea, posibilitatea de suprasarcină de trei sau patru ori prin puterea reactivă. Dezavantajele includ apariția unor armonici mai mari, care pot apărea cu un control profund asupra puterii reactive.
Datorită pierderilor suplimentare de energie în rețea, cauzate de consumul de energie reactivă, consumul total de energie electrică crește. Prin urmare, reducerea debitului de putere reactivă este una dintre sarcinile principale de funcționare a rețelelor electrice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: