Међуоднос између фактора снаге и компензације реактивне снаге

Да ли сте икада наишли на овај загонетни проблем? Инсталирали сте додатне компензационе кондензаторе да бисте побољшали квалитет електричне енергије -, али су вам трошкови електричне енергије порасли, а не смањени. Који је скривени технички узрок овог контраинтуитивног резултата? У овом делу разбијамо основне основе фактора снаге и компензације реактивне снаге, водимо вас кроз прорачуне за капацитет компензације и наводимо практичне мере за ублажавање опасности и спречавање опасности.

 

Фактор снаге зависи од{0}}оптерећења. У ДЦ колима фактор снаге је увек тачно 1, тако да је сам концепт функционално ирелевантан. Када уђемо у свет напајања наизменичном струјом, фактор снаге улази у игру - и он је скоро увек мањи од 1.

 

Фактор снаге је формално дефинисан као однос активне снаге и привидне снаге.

Ацтиве Повер: Стварна електрична енергија коју опрема троши за производњу стварног, корисног рада.

Реацтиве Повер: Никада се не троши теретом; уместо тога. То је енергија која непрекидно кружи и беспослено осцилује унутар електричне мреже.

Геометријски однос између три величине следи ову формулу:

                                                     P²+Q²=S²(Активна снага² + реактивна снага²=привидна снага²)

2. Зашто нам је потребна компензација реактивне снаге?

 

Фактор снаге је у основи одређен капацитивним и индуктивним понашањем ваших електричних водова и оптерећења.

За разлику од типичне опреме за крајње{0}}кориснике, кондензатори и индуктори и црпе и привремено складиште електричну енергију. У већини практичних сценарија, њихова потрошња енергије далеко премашује њихов ускладиштени капацитет. Међутим, ово и даље ствара део струје који циркулише кроз систем, али уопште не обавља продуктиван рад.

 

може питати:Шта ме брига ако снага не ради стварно?

Иако вам то може изгледати ирелевантно, то је критична брига за електране и комунална предузећа. Када генератор ради у границама безбедне струје, нижи фактор снаге директно смањује количину употребљиве, продуктивне снаге коју може да обезбеди. Пошто се електрична енергија наплаћује искључиво на основу активне потрошње енергије. Реактивна енергија губи драгоцене капацитете производње и мрежне инфраструктуре - док не испоручује апсолутно никакав приход добављачима електричне енергије.

 

Размислите о томе на овај начин: то је баш као да се возите подземном. Путник купује једну карту, иде од почетка до краја линије, затим се окреће и вози назад. Петљају напред-назад по цео дан, а никада не излазе са станице. Плаћају само малу цену, а ипак везују транзитни капацитет све време - није ни чудо што оператер метроа на крају изгуби!

 

Дакле, како да то поправимо? Добра вест је: реактивна снага из капацитивних оптерећења и индуктивних оптерећења природно поништавају једно друго. Струја кроз кондензатор води напон за 90 степени, док струја кроз индуктор заостаје за напоном за 90 степени. Када се капацитивна реактанса и индуктивна реактанција савршено балансирају, укупни фактор снаге кола може да достигне идеалну вредност од 1.

 

Сада се поставља кључно питање: у типичном стварном{0}}светском систему дистрибуције електричне енергије, да ли имамо више индуктивних или капацитивних оптерећења?

У најширој дефиницији, кондензатор су једноставно било која два изолована проводна тела и природно представља само врло малу количину капацитивности у већини случајева. Насупрот томе, индуктивност је свуда: она је својствена калемовима, електромоторима и сличним машинама. Сваки комад опреме са намотајима се рачуна као индуктивно оптерећење.

 

Због тога индуктивна оптерећења у великој мери доминирају целокупном свакодневном потрошњом енергије - и управо је то разлог зашто је компензација реактивне снаге скоро увек неопходна. Стандардни индустријски приступ је величина и инсталирање одговарајућих кондензатора снаге у складу са стварним захтевима за реактивну снагу вашег објекта, како би се поуздано повећао укупни фактор снаге система.

 

Избор компензационог приступа

 

Локална на{0}}компензација на сајту:Реактивна снага{0}}ниског напона ће се компензовати на ниском-нивоу помоћу нисконапонских кондензатора, док се високонапонском{2}}напонском реактивном снагом управљају ВН кондензатори. Схунт кондензатори никада не смеју бити инсталирани на страни високог{4}}напона ако нема високог-напонског оптерећења.

 

Схема пребацивања:Ручно пребацивање најбоље функционише за статичка основна реактивна оптерећења са стабилним радним условима. Аутоматско пребацивање је идеално за спречавање прекомерне{1}}компензације и елиминисање проблема пренапона током рада са малим-оптерећењем.

 

Контрола и регулација:Када је енергетска ефикасност примарни циљ, контрола параметара заснована на реактивној снази{0}}је пожељно решење. За флуктуирајућа, ударна-тип, брза-променљива оптерећења, тиристорска-контролисана компензација обезбеђује глатко пребацивање-без налета и подржава независну корекцију подељене{6}}фазе.

 

Принцип груписања банака:Груписање кондензатора мора бити правилно усклађено са спецификацијама све системске опреме, како би се елиминисао ризик од резонанције током догађаја пребацивања.

 

Хармониц & Сурге Митигатион:Високонапонске{0}}баче кондензатора ће бити опремљене серијским пригушницама. На нисконапонским системима-можете да повећате појединачне преклопне степене или примените наменски{3}}контактере/тиристорске прекидаче уграђене за наменске намене, да ефикасно потиснете ударне струје комутације.

 

4. Како одредити величину потребног капацитета реактивне компензације

 

Три основна параметра морају бити потврђена пре одређивања величине компензације:

Почетни радни фактор снаге цосφ1​

Циљни жељени фактор снаге цосφ2​

Активна снага система П

 

Формула за израчунавање:

Пример практичне примене

 

Сајт ради а630 кВАтрансформатора, који тренутно ради са почетним фактором снаге од 0,6 и треба да побољша фактор снаге на циљ од 0,9. Који компензациони капацитет је потребан?

 

Примена горње формуле даје израчунату реактивну потражњу од приближно334 квар. За ову примену, 334 квар аутоматски укључена кондензаторска банка је оптимално и правилно усклађено решење.

 

Брза процена за нови пројекат

За нове инсталације где постојећи историјски подаци о факторима снаге нису доступни, стандардна пракса у индустрији је да се капацитет компензације процени на30% до 40% номиналног називног капацитета трансформатора.

 

5. Који су ризици преко{1}}надокнаде?

 

Капацитивна компензација снаге функционише тако што се користе шант кондензатори да би се одржала стабилност напона мреже и спречио пад напона. Међутим, превелика величина ваше банке компензација уводи озбиљне недостатке:

 

Непотребни губици мреже:Из перспективе предузећа, и капацитивна и индуктивна реактивна струја стварају додатне стварне губитке снаге. Свака компензација изнад онога што је стварно потребно доноси нулту оперативну предност.

 

Ресонанце Хазард:Када мрежа{0}}корисничке стране постане превише капацитивна, док мрежа за дистрибуцију узводно остаје инхерентно индуктивна, неусклађене вредности реактансе могу да изазову резонанцију система. Ово покреће екстремне догађаје пренапона и прекомерне струје, који могу трајно да униште повезану опрему - иу најгорем-сценарију, чак и да изазову искључење локалне мреже.

 

Из тог разлога, преко{0}}надокнаду увек треба спречити. Најбоља пракса у индустрији захтева само одржавање фактора снаге од око 0,9. У овој задатој тачки, отприлике половина тока активне снаге и даље се састоји од реактивне струје, што повећава губитке у линији за 56%. Чак и када се повећа на ПФ од 0,95, реактивне компоненте и даље чине приближно 31% укупне снаге.

 

У стварном{0}}светском раду на терену, додатне мере као што је инсталирање серијских пригушница су такође потребне да би се елиминисали опасни ефекти појачања напона и струје.