Uzroci smanjenja faktora snage i načini njegova poboljšanja

Tehnička i ekonomska vrijednost faktora snage

Vrijednost faktora snage karakterizira stupanj iskorištenja djelatne snage izvora napajanja. Što je viši faktor snage električnih prijemnika, to su bolji generatori elektrana i njihovi glavni pogoni (turbine, itd.), transformatori trafostanica i električne mreže.

Niske vrijednosti cos phi (cos phi) pri istim vrijednostima djelatne snage dovode do dodatnih troškova za izgradnju snažnijih stanica, trafostanica i mreža, kao i do dodatnih pogonskih troškova.

Prava moć naprednih korisnika komunalnih usluga neprestano se mijenja tijekom vremena. To je zbog činjenice da se rad pojedinih odjela ili radionica poduzeća vremenski ne podudara. Osim toga, neka oprema može raditi pod djelomičnim opterećenjem ili čak u stanju mirovanja.Promjena djelatne i jalove snage električnih prijamnika dovodi do promjena cos phi.

Razlozi niskog faktora snage

Glavni potrošači jalove energije su asinkroni elektromotori, transformatori i indukcijske peći, aparati za zavarivanje, plinske žarulje i dr.

Najveću cos phi vrijednost ima indukcijski motor koji radi s opterećenjem blizu nazivnog. Kako se opterećenje motora smanjuje, faktor snage se smanjuje.

To je zbog činjenice da se djelatna snaga na stezaljkama elektromotora mijenja proporcionalno njegovom opterećenju, dok jalova snaga, zbog male promjene struje magnetiziranja, praktički ostaje konstantna. U praznom hodu cos phi ima najmanju vrijednost, koja se, ovisno o vrsti elektromotora, snazi ​​i brzini vrtnje, kreće u rasponu 0,1 — 0,3.

Energetski transformatori, kao što su indukcijski motori, imaju smanjeni faktor snage opterećenja manji od 75%.

Preopterećeni indukcijski motori također imaju nizak cos phi zbog povećanih magnetskih tokova curenja.

Motori s boljim uvjetima hlađenja od zatvorenih motora mogu nositi više opterećenja (aktivna snaga) i stoga će imati veći cos phi.

Motori s kaveznim rotorom, zbog nižih vrijednosti induktivnog otpora curenja, imaju veći cos phi od motora s namotanim rotorom.

Vrijednost cos phi za strojeve iste vrste povećavat će se s povećanjem nazivne snage i brzine rotora, jer se time smanjuje relativna veličina struje magnetiziranja.

Povećanje napona na sekundarnoj strani energetskih transformatora zbog smanjenja opterećenja (na primjer, tijekom noćnih smjena i tijekom pauze za ručak) dovodi do povećanja napona u usporedbi s nazivnim naponom stezaljki radnih elektromotora. . To pak dovodi do povećanja struje magnetiziranja i jalove snage elektromotora, što rezultira nižim faktorom snage.

Rotacija rotora, koja se događa trošenjem ležajeva, tako da rotor ne dodiruje stator, uzrokuje povećanje zračnog raspora između statora i rotora, što dovodi do povećanja struje magnetiziranja i smanjenja jer fi.

Smanjenje broja žica u utoru statora tijekom premotavanja uzrokuje povećanje struje magnetiziranja i smanjenje cosphi asinkronog motora.

Upotreba plinskih žarulja (DRL i fluorescentnih) koje imaju induktivni otpor (prigušnica) u strujnom krugu u nedostatku kompenzacijskih uređaja također smanjuje faktor snage električnih instalacija (vidi - Kako su raspoređene i rade prigušnice za fluorescentne svjetiljke).

Tehnike poboljšanja faktora snage

Faktor snage električne instalacije potrebno je povećati, prije svega, pravilnim i racionalnim radom električne opreme, odnosno prirodnim putem. Snaga elektromotora mora biti odabrana strogo u skladu sa snagom potrebnom za pogonski mehanizam, a već ugrađene, ali malo opterećene elektromotore potrebno je zamijeniti elektromotorima odgovarajuće manje snage.

Međutim, treba uzeti u obzir da ponekad takva zamjena može dovesti do povećanja gubitaka aktivne energije u samom elektromotoru iu mreži, ako se učinkovitost novougrađenog elektromotora pokaže manjom od prethodno ugrađene. jedan. Stoga se izvedivost takve zamjene mora provjeriti proračunom.

Osim toga, potrebno je provjeriti pomoćni elektromotor prema uvjetima dopuštenog zagrijavanja i preopterećenja, a ponekad i vrijeme ubrzanja. Zamjeni podliježu u pravilu elektromotori opterećeni s manje od 40%. Kada je opterećenje veće od 70%, zamjena postaje neisplativa.

U svim mogućim slučajevima, kaveznom motoru treba dati prednost pred faznim rotorom. Potrebno je odustati od uporabe zatvorenih elektromotora ako je zbog uvjeta okoline dopuštena uporaba elektromotora u otvorenoj ili zaštićenoj izvedbi.

Elektromotori koji pokreću razne strojeve i mehanizme ne rade stalno pod punim opterećenjem. Na primjer, prilikom postavljanja novog obradnog dijela na stroj, elektromotor ponekad radi u praznom hodu s niskim cos phi. Stoga se preporuča isključiti elektromotor iz mreže za vrijeme mirovanja s trajanjem razdoblja interakcije od 10 sekundi ili više (ovaj zahtjev je također obavezan radi uštede aktivne električne energije).

Razdoblje interakcije je vrijeme utrošeno da se alat povuče u prvobitni položaj, skine obrađeni dio sa stroja, ugradi novi dio na stroj i dovede alat u radni položaj.Na strojevima i mehanizmima u kojima se razdoblja rada izmjenjuju s razdobljima interoperabilnosti, preporučuje se ugradnja automatskih limitatora praznog hoda.

Također se preporuča zamijeniti ili privremeno isključiti transformatore opterećene prosječno manje od 30% njihove nazivne snage.

Kvalitetan popravak asinkronog elektromotora značajno utječe na povećanje vrijednosti cos phi. Dobro popravljen motor mora imati natpisnu pločicu. Morate pažljivo pratiti veličinu zračnog raspora između statora i rotora, ne dopustiti odstupanja od norme, staviti broj aktivnih žica u utore prema izračunu. Popravljene motore treba temeljito ispitati, uključujući provjeru struje praznog hoda.

U nekim slučajevima mjere za poboljšanje prirodnog faktora snage ne dopuštaju povećanje cos phi na 0,92 - 0,95 prema uvjetima tehnološkog procesa. U takvim električnim instalacijama koriste se umjetne metode za kompenzaciju jalove snage — povećanje faktora snage pomoću specijalni kompenzacijski uređaji.

U takve uređaje spadaju: statički kondenzatori, sinkroni kompenzatori i preuzbudjeni sinkroni motori. Međutim, sinkroni elektromotori i kompenzatori proizvedeni velikom snagom rijetki su u tvornicama. Najčešće korišteni za povećanje faktora snage su statički kondenzatori.

Odgovarajućim izborom kapaciteta kondenzatora moguće je fazni kut između napona i struje dovesti na bilo koju traženu vrijednost.Smanjenje struje u opskrbnoj mreži postiže se zbog reaktivne komponente, koja se kompenzira kapacitivnom strujom kondenzatorske baterije.