Din partea circuitului cu conexiune paralelă a rezistorului, bobinei inductive și a condensatorului (Fig.2.21), poate apărea rezonanța curenților. Condiția pentru apariția unui astfel de regim este egalitatea conductivităților reactive bL = bC.
Figura 2.21 - Secțiune de circuit cu conexiune paralelă a unui rezistor, bobină inductivă și condensator
La rezonanța curenților, conductivitatea totală a circuitului devine pur activă și egală cu g. iar curentul total al circuitului Ires = gU este minim. Schimbarea fazelor între tensiune și curent φ = arcCos (g / y). Valoarea introdusă de lanț este zero.
Modul secțiunii circuitului la care trecerea de fază dintre tensiunea la bornele sale și curentul comun este zero este numită rezonanța curenților.
La rezonanță, valorile efective ale curenților în bobină și condensator sunt aceleași: IL = (1 / ωrez L) U = IC = ω tăiat CU. iar schimbarea de fază între curenți este egală cu π. deoarece curentul în inductor se află în spatele tensiunii cu π / 2. iar curentul din condensator avansează tensiunea cu același unghi π / 2.
Dacă rezonanța curenților mărește conductivitățile inductive și capacitive de același număr, atunci curenții IL și IC cresc cu un factor de n, iar curentul total rămâne același: I = Ug. Astfel, în principiu, este posibilă creșterea pe termen nelimitat a curenților în inductanță și capacitate cu un curent sursă nemodificat.
Figura 2.22 prezintă curbele de rezonanță ale unei buclă paralelă. Condensatorul de curent crește IC = ωCU proporțional cu frecvența unghiulară la inductor curent IL = U / (ωL) este invers proporțională cu frecvența de colț în rezistor IR curent = U / R a frecvenței colț depinde. Punctul de intersecție al curbelor IC (ω) și IL (ω) corespunde curentului de rezonanță, în care I = IR = Irez.
Dacă conductivitatea g a rezistorului este zero, atunci conductivitatea totală a y este zero. Curentul total de circuit (curentul sursei) este, de asemenea, zero, echivalentul ruperii circuitului.
Figura 2.22 - Curbe de rezonanță ale circuitului paralel
Observăm că rezonanța curenților, spre deosebire de rezonanța tensiunilor, reprezintă un fenomen de siguranță pentru centralele electrice. Regimurile de rezonanță sunt utilizate pe scară largă în dispozitivele radiotehnice.
Motivele pentru Cosphisul scăzut și modul de îmbunătățire a acestuia
După cum sa menționat mai sus, factorul de putere determină ce parte din puterea totală consumată de instalația electrică este transformată în ea în alte tipuri de energie (mecanică sau termică), adică care parte din puterea totală consumată de instalație este puterea activă:
Factorul de putere al instalației care consumă energie electrică nu rămâne constant: în timp, sarcina motoarelor, transformatoarelor și a altor receptoare se modifică, unele se opresc, altele pornesc etc. Prin urmare, valoarea instantanee a Cosf nu poate fi caracterizată de o instalație. În acest scop, se introduce noțiunea de factor de putere mediu ponderat pentru o anumită perioadă de timp. Se determină prin valorile energiei active și reactive, calculate pentru o anumită perioadă de timp:
Factorul de putere scăzut al instalațiilor electrice conduce la consecințe nedorite. Deci, cu o scădere în Cosphi; pentru a obține o valoare dată a puterii active P, este necesară creșterea puterii totale a sursei de energie (S = P / Cosφ). De exemplu, la Cosφ = 1 pentru a furniza sarcina P = 100kW. O sursă de energie electrică cu o putere totală S = 100 kVA este necesară. și la Cosφ = 0,5 pentru alimentarea aceleiași sarcini deja S = 200kVA.
Creșterea capacității totale afectează mai întâi creșterea costurilor inițiale de creare a acesteia și, în al doilea rând, duce la o creștere a pierderilor absolute de energie electrică.
O scădere a factorului de putere pentru o valoare dată a puterii active P cauzează o creștere a consumului curent:
și din această creștere și pierderi în rețea:
unde R este rezistența unui fir de linie.
La valori scăzute ale cosφ, curentul total crește. Reducerea aceluiași consum de curent la creșterea Cosφ vă permite să includeți în rețea o sarcină suplimentară fără a crește puterea generatoarelor.
În plus, valoarea factorului de putere la care sunt operate generatoarele și transformatoarele are un efect semnificativ asupra eficienței acestora.
Principalele motive pentru Cosphos sunt:- subutilizarea puterii mașinilor, a mașinilor și a echipamentelor de proces și, prin urmare, a capacității instalate a motoarelor electrice și a transformatoarelor datorită încărcării incomplete sau încărcării neuniforme în timp;
- ralanti de motoare electrice si transformatoare, cauzate de imperfectiuni in proiectarea echipamentelor tehnologice. Trebuie remarcat faptul că motoarele asincrone care funcționează la ralanti au un factor de putere scăzut;
- supraîncărcarea capacității instalate a motoarelor electrice și a transformatoarelor, ceea ce duce la încărcarea incompletă a acestora.
- care nu necesită instalarea dispozitivelor de compensare și sunt adecvate în toate cazurile;
- legate de utilizarea dispozitivelor compensatoare;
- permisă ca o excepție.
În mod convențional, activitățile primului grup sunt numite naturale. iar activitățile grupurilor a doua și a treia sunt artificiale.
Următoarele evenimente ar trebui să fie considerate evenimentele cele mai naturale:- raționalizarea proceselor tehnologice care conduc la o îmbunătățire a regimului energetic al echipamentelor, adică o creștere a încărcării echipamentelor de producție la valoarea pasaportului, eliminarea lucrului în gol al motoarelor și transformatoarelor asincrone, înlocuirea motoarelor electrice cu putere excesivă;
- introducerea motoarelor sincrone în locul motoarelor asincrone, dacă este posibil în condițiile tehnologiei;
- oprirea unei părți a transformatoarelor de lucru în perioadele de încărcare redusă și înlocuirea transformatoarelor încărcate în medie cu 30%. la cele mai puțin puternice.
Utilizarea bateriilor cu condensatori și a compensatoarelor sincrone, care joacă rolul generatoarelor locale de energie reactivă, ar trebui să fie luată în considerare în mod artificial.
Utilizarea băncilor de condensatori sau a compensatoarelor sincrone pentru creșterea factorului de putere este clar demonstrată de diagrama vectorială prezentată în Figura 2.23.
Figura 2.23 - Diagrama vectorială care arată utilizarea băncilor de condensatori sau a compensatoarelor sincrone pentru creșterea factorului de putere
Figura 2.23, a arată circuitul în care o bancă de condensatori poate fi conectată în paralel cu receptorul, de exemplu, la un grup de motoare asincrone. Înainte de conectarea condensatoarelor, Id-ul curent se blochează în fază de tensiune cu un unghi φ1.
După comutarea de reactiv (inductiv) componenta de condensatoare I1N motoare de curent parțial compensata curent capacitiv IC (. Figura 2.23, b), și, prin urmare, curentul în derivațiile este redus la I. și unghi de fază - la φ2. Componenta activă care a curentului în firele nu se schimba, prin urmare, puterea activă pe circuitul de modul de funcționare rămâne aceeași.
Compensatorul sincronic este un motor sincron care funcționează atunci când funcționează în regim de mers în gol. În acest mod, motorul sincron se transformă simultan într-un generator de energie reactivă, care este furnizat rețelei și oferă compensare pentru schimbarea de fază globală.
Avantajul unui compensator sincron în fața unei bănci de condensatori este posibilitatea unei reglări netede a curentului reactiv consumat de acesta.
Măsurile autorizate ca excepție includ utilizarea motoarelor sincrone existente și a generatoarelor ca compensatoare sincrone.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: