Eksperimenton fuqinë aktive dhe reaktive për dummies. Konceptet e fuqisë aktive, të dukshme dhe reaktive

Gjatë llogaritjes së fuqisë elektrike të konsumuar nga çdo pajisje elektrike ose shtëpiake, zakonisht merret parasysh e ashtuquajtura fuqia totale e rrymës elektrike që kryen punë të caktuar në qarkun e një ngarkese të caktuar. Koncepti "fuqi e plotë" nënkupton të gjithë fuqinë që konsumohet nga një pajisje elektrike dhe përfshin një komponent aktiv dhe një komponent reaktiv, i cili nga ana tjetër përcaktohet nga lloji i ngarkesës së përdorur në qark. Fuqia aktive matet dhe raportohet gjithmonë në watts (W), ndërsa fuqia e dukshme zakonisht jepet në Volt-Amps (VA). Pajisjet e ndryshme - konsumatorët e energjisë elektrike mund të funksionojnë në qarqe që kanë komponente aktive dhe reaktive të rrymës elektrike.

Komponent aktiv fuqia e rrymës elektrike të konsumuar nga çdo ngarkesë bën punë të dobishme dhe shndërrohet në llojet e energjisë që na nevojiten (termike, dritë, zë, etj.). Pajisjet elektrike individuale funksionojnë kryesisht në këtë komponent të fuqisë. Bëhet fjalë për llamba inkandeshente, soba elektrike, ngrohës, furra elektrike, hekura, etj.
Me vlerën e konsumit aktiv të energjisë prej 1 kW të treguar në pasaportën e pajisjes, ajo do të konsumojë fuqinë e plotë prej 1 kVA nga rrjeti.

Komponenti reaktiv Rryma elektrike ndodh vetëm në qarqet që përmbajnë elementë reaktivë (induktivë dhe kapacitete) dhe zakonisht shpenzohet për ngrohjen e padobishme të përçuesve që përbëjnë këtë qark. Një shembull i ngarkesave të tilla reaktive janë motorët elektrikë të llojeve të ndryshme, veglat e lëvizshme të energjisë (stërvitje elektrike, mulli, gjuajtëse muri, etj.), si dhe pajisje të ndryshme elektronike shtëpiake. Fuqia totale e këtyre pajisjeve, e matur në volt-amper, dhe fuqia aktive (në vat) lidhen me njëra-tjetrën përmes faktorit të fuqisë cosφ, i cili mund të marrë një vlerë nga 0,5 në 0,9. Këto pajisje zakonisht tregojnë fuqinë aktive në vat dhe vlerën e koeficientit cosφ. Për të përcaktuar konsumin total të energjisë në VA, është e nevojshme të ndahet fuqia aktive (W) me faktorin cosφ.

Shembull: nëse stërvitja elektrike ka një vlerë fuqie prej 600 W dhe cosφ = 0,6, atëherë rrjedh se fuqia totale e konsumuar nga mjeti është 600 / 0,6 = 1000 VA. Në mungesë të të dhënave për cosφ, mund të merrni vlerën e saj të përafërt, e cila për një vegël elektrike shtëpiake është afërsisht 0.7.

Kur shqyrtojmë çështjen e përbërësve aktivë dhe reaktivë të energjisë elektrike (më saktë, fuqisë së tij), zakonisht nënkuptojmë ato dukuri që ndodhin në qarqet e rrymës alternative. Doli se ngarkesa të ndryshme në qarqet AC sillen mjaft ndryshe. Disa ngarkesa përdorin energjinë që u transmetohet për qëllimin e synuar (d.m.th., për të kryer punë të dobishme), dhe lloji tjetër i ngarkesave fillimisht e ruan këtë energji dhe më pas ia kthen burimit të energjisë.

Sipas llojit të sjelljes së tyre në qarqet AC, ngarkesat e ndryshme të konsumatorit ndahen në dy llojet e mëposhtme:

1. Lloji i ngarkesës aktive thith të gjithë energjinë e marrë nga burimi dhe e kthen atë në punë të dobishme (dritën nga një llambë, për shembull), dhe forma e rrymës në ngarkesë saktësisht përsërit formën e tensionit në të (nuk ka zhvendosje fazore).

2. Lloji i ngarkesës reaktive karakterizohet nga fakti se në fillim (për një periudhë të caktuar kohore), akumulon energjinë e furnizuar nga burimi i energjisë. Pastaj energjia e ruajtur (gjatë një periudhe të caktuar kohore) i kthehet këtij burimi. Ngarkesa të tilla përfshijnë elementë të tillë të qarqeve elektrike si kondensatorët dhe induktorët, si dhe pajisjet që i përmbajnë ato. Në të njëjtën kohë, në një ngarkesë të tillë, ekziston një zhvendosje fazore e barabartë me 90 gradë midis tensionit dhe rrymës. Meqenëse qëllimi kryesor i sistemeve ekzistuese të furnizimit me energji elektrike është shpërndarja e dobishme e energjisë elektrike nga prodhuesi drejtpërdrejt te konsumatori (në vend që ta pompojë atë përpara dhe mbrapa) - komponenti i fuqisë reaktive zakonisht konsiderohet një karakteristikë e dëmshme e qarkut.

Humbjet në komponentin reaktiv në rrjet lidhen drejtpërdrejt me vlerën e faktorit të fuqisë të diskutuar më sipër, d.m.th. sa më i lartë të jetë cosφ i konsumatorit, aq më të ulëta janë humbjet e energjisë në linjë dhe aq më e lirë do të jetë transferimi i energjisë elektrike te konsumatori.
Kështu, është faktori i fuqisë që na tregon se sa me efikasitet përdoret fuqia e funksionimit të burimit të energjisë. Për të rritur vlerën e faktorit të fuqisë (cosφ) në të gjitha llojet e instalimeve elektrike, përdoren metoda të veçanta të kompensimit të fuqisë reaktive.
Zakonisht, për të rritur faktorin e fuqisë (duke ulur zhvendosjen e fazës midis rrymës dhe tensionit - këndi φ), në rrjetin operativ përfshihen pajisje të posaçme kompensuese, të cilat janë gjeneratorë ndihmës të rrymës drejtuese (kapacitive).
Përveç kësaj, shumë shpesh, për të kompensuar humbjet për shkak të përbërësit induktiv të qarkut, bankat e kondensatorëve përdoren në të, të lidhura paralelisht me ngarkesën e punës dhe të përdorura si kompensues sinkron.

Ashtu si në teorinë e përgjithshme të lëvizjeve lëkundëse, diagramet vektoriale kanë një përdorim të madh në teorinë e rrymave alternative. Është e qartë se forca elektromotore që ndryshon në mënyrë sinusoidale

mund të përshkruhet si një projeksion në boshtin e ordinatave të një vektori që rrotullohet në drejtim të kundërt të akrepave të orës me një shpejtësi këndore, gjatësia e të cilit është e barabartë dhe pozicioni fillestar i të cilit në këtë moment përkon me boshtin e abshisës.

Le të pyesim veten se si diagrami vektorial do të përfaqësojë rrymën që rrjedh nën ndikimin e një force elektromotore sinusoidale përmes një bobine me një induktivitet

Oriz. 341. Diagrami vektorial për rastin e rezistencës induktive.

Oriz. 342. Diagrami vektorial për rastin e kapacitetit.

Kemi parë që rryma në këtë rast mbetet pas tensionit me një çerek periode. Një vonesë tremujore do të përfaqësohet në një diagram vektorial nga një vektor i rrymës me vonesë, kështu që vektori i rrymës "induktiv" do të jetë pingul me vektorin e tensionit (Fig. 341), duke mbetur pas tij me 90. Vlera e këtij vektori

Nëse kemi të bëjmë me kalimin e një rryme alternative nëpër një kondensator, atëherë rryma është përpara forcës elektromotore me një të katërtën e periudhës. Kjo do të thotë se vektori që përfaqëson rrymën "kapacitive" duhet të jetë përpara vektorit të tensionit të ndezur (Fig. 342). Vlera e këtij vektori, siç e pamë më lart, përcaktohet nga relacioni

Për rastin e rezistencës omike aktive, rryma është në fazë me tensionin. Kjo do të thotë se vektori i rrymës përkon në drejtim me vektorin e tensionit.Madhësia e tij, natyrisht, përcaktohet nga ligji i Ohm-it.

Rryma, vektori i së cilës përkon me vektorin e tensionit quhet rrymë aktive. Rrymat, vektorët e të cilave mbeten prapa vektorit të tensionit ose e udhëheqin atë, quhen rryma reaktive. Zgjedhja e një emri të tillë shpjegohet me faktin se janë rrymat aktive ato që përcaktojnë konsumin e energjisë së qarkut të rrymës alternative, ndërsa ngacmimi i rrymës reaktive (d.m.th., rryma që mbetet prapa tensionit ose e çon atë me një tremujori i periudhës) gjeneratori konsumon të njëjtën sasi gjatë çdo tremujori të energjisë së periudhës, sa në tremujorin e ardhshëm të periudhës kjo rrymë reaktive i jep gjeneratorit (shih Fig. 337); Si rezultat, rezulton se rryma reaktive nuk prodhon punë.

Në një rast më të përgjithshëm, kur zhvendosja e fazës midis rrymës dhe tensionit përcaktohet nga këndi (në radianë), puna e bërë nga rryma alternative në një numër të plotë (ose gjysmë të plotë) të periudhave është proporcionale me

Në të vërtetë, le që rryma të mbetet prapa tensionit me një kënd

Pastaj puna aktuale për periudhën përcaktohet nga integrali

dhe fuqia mesatare e konsumuar nga rryma përcaktohet nga raporti i kësaj pune me kohëzgjatjen e periudhës:

Nëse prezantojmë vlerat efektive të rrymës dhe tensionit, atëherë

Me dmth, me rryma thjesht reaktive, fuqia e transmetuar përmes qarkut elektrik nga gjeneratori në ngarkesë është mesatarisht e barabartë me zero.

Për çdo vlerë të caktuar të tensionit dhe rrymës, sa më i vogël të jetë diferenca e fazës midis tyre dhe, në përputhje me rrethanat, sa më afër unitetit, aq më shumë energji transferohet nga rryma nga gjeneratori në ngarkesë; prandaj quhet faktori i fuqisë së qarkut.

Në shumë raste nevojiten rryma reaktive. Pra, nëse ushqejmë një elektromagnet me rrymë alternative, të projektuar, të themi, për ngritjen e objekteve prej hekuri, atëherë spiralja e elektromagnetit, që përfaqëson në rastin ideal një rezistencë thjesht induktive, do të konsumojë një rrymë reaktive nga rrjeti, duke mbetur prapa tensionit të rrjetit

Sidoqoftë, në shumicën e rasteve, veçanërisht kur furnizohen transformatorë që shërbejnë për konvertimin e tensioneve alternative, është e rëndësishme rryma aktive, e cila krijohet kur ngarkohet mbështjellja dytësore e transformatorit (§ 84). Rryma reaktive, e cila është e nevojshme për të krijuar një fushë magnetike në bërthamën e transformatorit, është, në thelb, një karakter ndihmës; nuk prodhon drejtpërdrejt ndonjë punë të dobishme.

Le të supozojmë se një numër i madh transformatorësh janë të lidhur në rrjet, siç ndodh shpesh. Secila prej tyre konsumon një rrymë reaktive të njohur për të krijuar fushën magnetike të bërthamës. Kjo degradon ndjeshëm faktorin e fuqisë së instalimit.

Megjithatë, është e mundur të arrihet koincidenca e vektorit të rrymës me vektorin e tensionit, duke përdorur fenomenin e rezonancës (§ 83). Për ta bërë këtë, përveç transformatorëve, në rrjet përfshihet edhe kapaciteti C, duke e zgjedhur atë në mënyrë që rryma reaktive e saj të jetë e barabartë me rrymën totale reaktive të transformatorëve.

Atëherë vetëm rryma aktive do të rrjedhë në qarkun e jashtëm, ndërsa rrymat reaktive të transformatorëve dhe kapaciteteve kompensojnë reciprokisht njëra-tjetrën. Ato do të qarkullojnë vetëm në qark: kapaciteti - mbështjelljet e transformatorit, pa hyrë në rrjetin e furnizimit dhe gjeneratorin e termocentralit. Për linjën e furnizimit dhe për gjeneratorin, termocentrali dhe kushtet e punës së tyre do të jenë më të favorshmet.

Kjo ngjarje ka një rëndësi të madhe ekonomike. Është mjaft e qartë se termocentrali dhe linjat e transmetimit që nuk janë të ngarkuara me rrymë reaktive të padobishme mund të ngarkohen me rryma aktive në një masë më të madhe.

Duhet të theksohet se ideja e një rryme reaktive si një rrymë, faza e së cilës zhvendoset në lidhje me tensionin dhe që për rrjedhojë nuk prodhon asnjë punë mesatarisht dhe nuk shoqërohet me shpërndarje të energjisë (për telat e ngrohjes), natyrisht, është një idealizim (thjeshtim skematik) i proceseve që ndodhin në realitet kur kalon rrymë alternative përmes mbështjelljeve ose kondensatorëve. Konkluzioni që fazat e rrymave që kalojnë nëpër një spirale ose kondensator ndryshojnë nga faza e tensionit me 90° do të ishte i saktë vetëm nëse kalimi i këtyre rrymave nuk shoqërohet me ngrohjen e telave dhe humbje të tjera (siç sugjerohet në paragrafi i mëparshëm). Por rryma që kalon përmes spirales, në lidhje me ngrohjen e telave, e cila ndodh sipas ligjit Joule-Lenz, nuk ndryshon nga rryma aktive e së njëjtës frekuencë (dhe në një frekuencë të lartë, rezistenca e spirales dredha-dredha për shkak të efektit të lëkurës mund të jetë e rëndësishme).

Për më tepër, një pjesë e energjisë së rrymës shpërndahet për shkak të humbjeve të histerezës në bërthamën e spirales (nëse ka) dhe rrymave Foucault në përçuesit përreth, për shembull, në "ekranet" metalike në të cilat vendosen mbështjelljet e radios. Rrjedhja e rrymës mund të ndodhë gjithashtu për shkak të izolimit të papërsosur, etj. Humbjet e energjisë aktuale, por zakonisht më të vogla se në bobina, vërehen gjithashtu kur rryma kalon nëpër kondensatorë. Në këtë rast, ato shkaktohen kryesisht nga një vonesë në kohë nga forca e fushës së polarizimit të dielektrikut (në atë pjesë të tij, që ndikohet nga

ndikimi i lëvizjes termike molekulare), dhe gjithashtu ndonjëherë prania e rrymave të vogla të përcjelljes jonike në dielektrikën e kondensatorit.

Për shkak të humbjeve, rryma përmes një spirale ose kondensatori nuk është kurrë thjesht reaktive, domethënë, zhvendosja e saj e fazës në lidhje me tensionin nuk është kurrë saktësisht e barabartë, por gjithmonë rezulton të jetë më e vogël se këndi i quajtur gjilpërë e humbjes. Nën veprimin e tensionit në një spirale ideale, duhet të kishte rrjedhur një rrymë thjesht reaktive me amplitudë - në fakt, siç tregohet në fund të paragrafit tjetër (në formën e një shpjegimi të ligjit të përgjithësuar të Ohm-it që rrjedh atje), një rrymë është ngacmuar me një amplitudë që është ulur për shkak të humbjeve në vlerën e kësaj rryme aktuale përmes spirales është shuma e rrymës aktive dhe rrymës reaktive që kanë lindur për shkak të humbjeve

me një amplitudë të reduktuar në vlerën që nga Fig. 343. Sipas fig. 343

Oriz. 343. Për shkak të humbjeve, amplituda e rrymës përmes spirales zvogëlohet në një vlerë dhe amplituda e rrymës reaktive - në një vlerë ku këndi i humbjes.

Marrëdhënie të ngjashme dhe i njëjti diagram janë gjithashtu të vlefshme për rrymën përmes kondensatorit. Meqenëse rryma aktive është një rrymë, faza e së cilës përkon me tensionin, është e qartë se fuqia e shpërndarë për shkak të humbjeve është e barabartë me. seri me të (e quajtur rezistencë ndaj humbjes), nëse kjo rezistencë përcaktohet pikërisht nga kushti i barazisë së fuqive të shpërndara:

Siç u përmend më lart,

Prandaj, rezulton se

Duke zëvendësuar këtë vlerë të amplitudës së rrymës aktive në shprehjen e mësipërme për tangjentën e humbjes, arrijmë në një formulë që konsiderohet kryesore kur analizojmë efektin e humbjeve në modalitetin e rrymës alternative në qarqet elektrike:

Nga kuptimi i derivimit të kësaj formule, është e qartë se një marrëdhënie e ngjashme vlen edhe për tangjentën e humbjes në një qark me një kondensator.

Në llogaritjet e inxhinierisë radio, shpesh përdoret reciproku i tangjentës së humbjes, i cili quhet faktor i cilësisë së qarkut elektrik (shih faqet 460 dhe 485):

Humbjet në induktorët e mëdhenj varen shumë nga dizajni dhe vetitë magnetike të bërthamës dhe dizajni i mbështjelljes. Me projektimin e duhur, humbjet në bërthamë dhe në mbështjellje (jo njësoj të varura nga frekuenca) duhet të barazohen sa më shumë që të jetë e mundur.

Për të reduktuar humbjet për shkak të rrymave Foucault, bërthamat janë bërë nga fletë të holla hekuri transformator (0,5-0,35 mm të trasha), të veshura me një shtresë të hollë (0,05 mm) llak për t'i izoluar ato nga njëra-tjetra. Humbjet në bërthama të tilla janë rreth për kilogram të masës së bërthamës. Seksioni kryq i telave zgjidhet duke marrë parasysh rritjen e rezistencës së tyre për shkak të efektit të lëkurës, në mënyrë që gjatë funksionimit humbjet në mbështjellje të jenë afërsisht të barabarta me humbjet në bërthamë. Humbjet totale në bërthamën dhe mbështjelljen e transformatorëve me fuqi të lartë (të rendit 3-4%, dhe në transformatorët me fuqi shumë të lartë (të rendit të disa të dhjetave të përqindjes

Humbjet në transformatorët e vegjël të tipit laboratorik dhe në transformatorët "fuqi" të përdorur në pajisjet radio janë zakonisht jo më pak se 10-12% (më shpesh rreth 30%) janë humbje në mbytjet dhe transformatorët e amplifikatorëve të frekuencës audio. dredha-dredha e transformatorëve për frekuencën audio rrymat përbëhet nga 2000-5000 rrotullime dhe ka një induktivitet

Bobinat e qarqeve rezonante të frekuencave radio kanë një induktivitet të rendit të njëmijtë (dhe për valët e shkurtra, të miliontat) të një henri. Një induktivitet i tillë krijohet nga një numër relativisht i vogël kthesash teli pa një bërthamë ferromagnetike. Në këtë drejtim, humbjet në mbështjelljet RF janë të vogla - rreth 1% (tangjenta e këndit të humbjes - nga 0,02 në 0,005).

Humbjet në kondensatorë (me përjashtim të kondensatorëve elektrolitikë) zakonisht nuk e kalojnë atë që i përgjigjet tangjentës së humbjes.Në kondensatorët elektrolitikë, tangjenta e humbjes mund të arrijë 0.2.

Ndër izoluesit më të mirë (që kanë një rezistencë të rendit om-cm) dallohen nga vlera më e vogël e tangjentës së humbjes: kuarci i shkrirë, mika-muskoviti, parafina dhe polistireni; për ata

Fuqia reaktive dhe energjia degradojnë performancën e sistemit energjetik, domethënë ngarkimi i gjeneratorëve të termocentraleve me rryma reaktive rrit konsumin e karburantit; humbjet në rrjetet e furnizimit dhe marrësit rriten, rënia e tensionit në rrjete rritet.

Rryma reaktive ngarkon gjithashtu linjat e energjisë, e cila çon në një rritje të seksioneve tërthore të telave dhe kabllove dhe, në përputhje me rrethanat, në një rritje të kostove kapitale për rrjetet e jashtme dhe në vend.

Kompensimi i fuqisë reaktive, aktualisht, është një faktor i rëndësishëm që lejon zgjidhjen e çështjes së kursimit të energjisë në pothuajse çdo ndërmarrje.

Sipas vlerësimeve të ekspertëve vendas dhe të huaj, pjesa e burimeve energjetike, dhe në veçanti e energjisë elektrike, është rreth 30-40% në koston e prodhimit. Ky është një argument mjaft i fortë që një menaxher t'i qaset seriozisht analizës dhe auditimit të konsumit të energjisë dhe zhvillimi i metodave për kompensimin e fuqisë reaktive. Kompensimi i fuqisë reaktive është çelësi për zgjidhjen e çështjes së kursimit të energjisë.

Konsumatorët e fuqisë reaktive

Konsumatorët kryesorë të fuqisë reaktive- , të cilat konsumojnë 40% të gjithë energjisë elektrike së bashku me nevojat shtëpiake dhe ato vetjake; furra elektrike 8%; konvertues 10%; transformatorë të të gjitha fazave të transformimit 35%; linjat e energjisë elektrike 7%.

Në makinat elektrike, një fluks magnetik i ndryshueshëm shoqërohet me mbështjellje. Si rezultat, emfs reaktive induktohen në mbështjellje kur rrjedh një rrymë alternative. duke shkaktuar një zhvendosje fazore (fi) ndërmjet tensionit dhe rrymës. Ky zhvendosje fazore zakonisht rritet dhe zvogëlohet me ngarkesë të lehtë. Për shembull, nëse kosinusi ph i motorëve AC me ngarkesë të plotë është 0,75-0,80, atëherë me ngarkesë të lehtë do të ulet në 0,20-0,40.

Transformatorët me ngarkesë të lehtë kanë gjithashtu të ulët (cos phi). Prandaj, nëse përdoret kompensimi i fuqisë reaktive, atëherë kosinusi phi që rezulton i sistemit energjetik do të jetë i ulët dhe rryma e ngarkesës elektrike, pa kompensim të fuqisë reaktive, do të rritet me të njëjtën fuqi aktive të konsumuar nga rrjeti. Prandaj, kur fuqia reaktive kompensohet (duke përdorur njësitë automatike të kondensatorëve KRM), rryma e konsumuar nga rrjeti zvogëlohet, në varësi të kosinusit ph, me 30-50%, përkatësisht, ngrohja e telave përçues dhe plakja e izolimit janë reduktuar.

Përveç kësaj, fuqia reaktive së bashku me fuqinë aktive merret parasysh nga furnizuesi i energjisë elektrike, dhe për rrjedhojë e pagueshme me tarifat aktuale, dhe për këtë arsye përbën një pjesë të konsiderueshme të faturës së energjisë elektrike.

Struktura e konsumatorëve të energjisë reaktive në rrjetet e energjisë (sipas fuqisë aktive të instaluar):

Konvertuesit e tjerë: AC në DC, rryma industriale e frekuencës në rrymë me frekuencë të lartë ose të ulët, ngarkesa e furrës (furra me induksion, furra me hark çeliku), saldim (transformatorë saldimi, njësi, ndreqës, pika, kontakt).

Humbjet totale absolute dhe relative të fuqisë reaktive në elementët e rrjetit të furnizimit janë shumë të mëdha dhe arrijnë në 50% të fuqisë së furnizuar në rrjet. Përafërsisht 70 - 75% e të gjitha humbjeve të fuqisë reaktive janë humbje në transformatorë.

Pra, në një transformator me tre dredha-dredha TDTN-40000/220 me një faktor ngarkese prej 0.8, humbjet e fuqisë reaktive janë rreth 12%. Të paktën tre transformime të tensionit ndodhin gjatë rrugës nga termocentrali, dhe për këtë arsye humbjet e fuqisë reaktive në transformatorë dhe autotransformatorë arrijnë vlera të mëdha.

Mënyrat për të reduktuar konsumin e fuqisë reaktive. Kompensimi i fuqisë reaktive

Mënyra më efikase dhe efektive për të reduktuar fuqinë reaktive të konsumuar nga rrjeti është përdorimi i njësive të kompensimit të fuqisë reaktive.(njësi kondensimi).

Përdorimi i njësive të kondensatorëve për kompensimin e fuqisë reaktive lejon:

• shkarkoj linjat e energjisë elektrike, transformatorët dhe stabilimentet;

• zvogëloni faturat e energjisë elektrike

• kur përdorni një lloj të caktuar instalimi, zvogëloni nivelin e harmonikave më të larta;

• shtypni ndërhyrjen në rrjet, zvogëloni çekuilibrin e fazës;

• i bëjnë rrjetet e shpërndarjes më të besueshme dhe ekonomike.
  

Siç e dini, një alternator prodhon dy lloje të energjisë elektrike - aktive dhe reaktive. Energjia aktive shpenzohet në furrat elektrike, llambat, makinat elektrike dhe konsumatorët e tjerë, duke u shndërruar në lloje të tjera të energjisë - termike, të lehta, mekanike. Energjia reaktive nuk konsumohet nga konsumatorët dhe kthehet përmes linjës së furnizimit te gjeneratori. Kjo nënkupton një rritje të rrymës që rrjedh nëpër ES, dhe, në përputhje me rrethanat, kërkon një rritje në zonën e tyre të prerjes kryq.

Kompensimi i fuqisë reaktive

Në qarqet elektrike që përmbajnë rezistenca të kombinuara (ngarkesë), në veçanti, komponentë aktivë (llambat inkandeshente, ngrohës elektrik, etj.) dhe induktiv (motorë elektrikë, transformatorë shpërndarës, pajisje saldimi, llamba fluoreshente, etj.), fuqia totale e marrë nga rrjeti, mund të shprehet me diagramin vektorial të mëposhtëm:

Vonesa fazore e rrymës nga voltazhi në elementet induktive shkakton intervale kohore (shih Fig.) Kur tensioni dhe rryma kanë shenja të kundërta: tensioni është pozitiv, dhe rryma është negative dhe anasjelltas. Në këto momente, fuqia nuk harxhohet nga ngarkesa, por kthehet përmes rrjetit drejt gjeneratorit. Në këtë rast, energjia elektrike e ruajtur në çdo element induktiv përhapet përmes rrjetit, duke mos u shpërndarë në elementë aktivë, por duke bërë lëvizje oshiluese (nga ngarkesa në gjenerator dhe mbrapa). Fuqia përkatëse quhet fuqi reaktive.

Fuqia totale është shuma e fuqisë aktive, e cila kryen punë të dobishme, dhe fuqisë reaktive, e cila shpenzohet për krijimin e fushave magnetike dhe krijimin e një ngarkese shtesë në linjat e energjisë. Raporti ndërmjet fuqisë së dukshme dhe asaj aktive, i shprehur në terma të kosinusit të këndit ndërmjet vektorëve të tyre, quhet faktor i fuqisë.

Energjia aktive shndërrohet në energji të dobishme - mekanike, termike dhe të tjera. Energjia reaktive nuk shoqërohet me kryerjen e punës së dobishme, por është e nevojshme të krijohet një fushë elektromagnetike, prania e së cilës është një kusht i domosdoshëm për funksionimin e motorëve elektrikë dhe transformatorëve. Konsumi i energjisë reaktive nga organizata e furnizimit me energji elektrike është i papërshtatshëm, pasi çon në një rritje të fuqisë së gjeneratorëve, transformatorëve, seksionit kryq të kabllove të furnizimit (zvogëlimi i xhiros), si dhe një rritje e humbjeve aktive dhe rënia e tensionit (për shkak të rritjes së komponentit reaktiv të rrymës së rrjetit të furnizimit). Prandaj, fuqia reaktive duhet të merret (gjenerohet) drejtpërdrejt nga konsumatori. Ky funksion kryhet Njësitë e kompensimit të fuqisë reaktive (KRM), elementet kryesore të të cilit janë kondensatorët.

Instalimet KRM janë marrës të energjisë me rrymë kapacitore, të cilët gjatë funksionimit formojnë fuqinë reaktive drejtuese (rryma në fazën e çon tensionin) për të kompensuar fuqinë reaktive të vonuar të gjeneruar nga një ngarkesë induktive.

Fuqia reaktive Q është proporcionale me rrymën reaktive që rrjedh nëpër elementin induktiv:
Q=UxIL,
ku IL është rryma reaktive (induktive), U është voltazhi i rrjetit. Kështu, rryma totale që furnizon ngarkesën është shuma e përbërësve aktivë dhe induktivë:
I = IR + IL.
Për të zvogëluar përqindjen e rrymës reaktive në sistemin "gjenerator-ngarkesë", kompensuesit (instalimet KRM) lidhen paralelisht me ngarkesën. Në këtë rast, fuqia reaktive nuk lëviz më midis gjeneratorit dhe ngarkesës, por bën lëkundje lokale midis elementëve reaktivë - mbështjelljet e ngarkesës induktive dhe një kompensuesi. Një kompensim i tillë i fuqisë reaktive (reduktimi i rrymës induktive në sistemin e ngarkesës së gjeneratorit) bën të mundur, në veçanti, transferimin e më shumë fuqisë aktive në ngarkesë me të njëjtën fuqi nominale të dukshme të gjeneratorit.

Pse është i nevojshëm kompensimi i fuqisë reaktive?

Ngarkesa kryesore në rrjetet e energjisë industriale janë motorët elektrikë asinkronë dhe transformatorët e shpërndarjes. Kjo ngarkesë induktive gjatë funksionimit është një burim i energjisë elektrike reaktive (fuqia reaktive), e cila lëkundet midis ngarkesës dhe burimit (gjeneratorit), nuk shoqërohet me kryerjen e punës së dobishme, por shpenzohet për krijimin e fushave elektromagnetike dhe krijon një ngarkesë shtesë. në linjat e furnizimit me energji elektrike.
Fuqia reaktive karakterizohet nga një vonesë (në elementët induktivë, rryma mbetet prapa tensionit në fazë) midis sinusoideve të fazave të tensionit dhe rrymës së rrjetit. Treguesi i konsumit të energjisë reaktive është faktori i fuqisë (KM), numerikisht i barabartë me kosinusin e këndit (φ) ndërmjet rrymës dhe tensionit. KM e konsumatorit përcaktohet si raporti i fuqisë aktive të konsumuar me fuqinë totale të marrë nga rrjeti, d.m.th.: cos(f) = P/S. Ky koeficient përdoret për të karakterizuar nivelin e fuqisë reaktive të motorëve, gjeneratorëve dhe rrjetit të ndërmarrjes në tërësi. Sa më afër unitetit të jetë vlera e cos(φ), aq më e vogël është pjesa e fuqisë reaktive që merret nga rrjeti.

Shembull: në cos(f) = 1, kërkohet një rrymë prej 722 A për të transmetuar 500 KW në një rrjet të rrymës alternative prej 400 V. Për të transmetuar të njëjtën fuqi aktive me një koeficient cos(f) = 0.6, vlera aktuale rritet në 1203 A.

• ka humbje shtesë në përcjellës për shkak të rritjes së rrymës;
• zvogëlohet kapaciteti i rrjetit të shpërndarjes;
• tensioni i rrjetit devijon nga vlera nominale (rënia e tensionit për shkak të rritjes së komponentit reaktiv të rrymës së rrjetit).

E gjithë sa më sipër është arsyeja kryesore që kompanitë e furnizimit me energji elektrike kërkojnë nga konsumatorët të ulin pjesën e fuqisë reaktive në rrjet.
Zgjidhja e këtij problemi është Kompensimi i fuqisë reaktive - kusht i rëndësishëm dhe i domosdoshëm për funksionimin ekonomik dhe të besueshëm të sistemit të furnizimit me energji elektrike të ndërmarrjes. Ky funksion kryhet Pajisjet e kompensimit të fuqisë reaktive (njësi KRM-kondensator) , elementet kryesore të të cilave janë kondensatorët.

Kompensimi i duhur i fuqisë reaktive lejon:

• zvogëloni kostot e përgjithshme të energjisë;
• zvogëloni ngarkesën në elementët e rrjetit të shpërndarjes (linjat e furnizimit, transformatorët dhe pajisjet komutuese), duke zgjatur kështu jetën e tyre të shërbimit;
• zvogëloni humbjet e rrymës termike dhe kostot e energjisë elektrike;
• zvogëloni ndikimin e harmonikave më të larta;
• shtypni ndërhyrjen në rrjet, zvogëloni çekuilibrin e fazës;
• për të arritur besueshmëri dhe efikasitet më të madh të rrjeteve të shpërndarjes.

Përveç kësaj, në rrjetet ekzistuese, ai lejon:

• eliminimi i gjenerimit të energjisë reaktive në rrjet gjatë orëve të ngarkesës minimale;
• uljen e kostos së riparimit dhe rinovimit të flotës së pajisjeve elektrike;
• rritja e kapacitetit të sistemit të furnizimit me energji të konsumatorit, i cili do të lejojë lidhjen e ngarkesave shtesë pa rritur koston e rrjeteve;
• të sigurojë informacion në lidhje me parametrat dhe gjendjen e rrjetit,

dhe në rrjetet e krijuara rishtazi - për të zvogëluar fuqinë e nënstacioneve dhe seksionin kryq të linjave kabllore, gjë që do të zvogëlojë koston e tyre.

Aty ku nevojitet kompensimi i fuqisë reaktive

Një nga drejtimet kryesore për reduktimin e humbjeve të energjisë elektrike dhe rritjen e efikasitetit të instalimeve elektrike të ndërmarrjeve industriale është kompensimi i fuqisë reaktive me një rritje të njëkohshme të cilësisë së energjisë elektrike direkt në rrjetet e ndërmarrjeve. Më e ulëta faktori i fuqisë cos(ph) me të njëjtën ngarkesë aktive të marrësve të energjisë, aq më e madhe është humbja e energjisë dhe rënia e tensionit në elementët e sistemeve të furnizimit me energji elektrike. Prandaj, gjithmonë duhet të përpiqeni të merrni vlerën më të lartë të faktorit të fuqisë.
Për të zgjidhur këtë problem, përdoren pajisje kompensuese, të quajtura instalimet e kompensimit të fuqisë reaktive (KRM), elementet kryesore të të cilave janë kondensatorët. Përdorimi i instalimeve KRM bën të mundur përjashtimin e pagesës për konsum nga rrjeti dhe gjenerimin e fuqisë reaktive në rrjet, ndërsa shuma e pagesës për energjinë e konsumuar, e përcaktuar nga tarifat e sistemit elektroenergjetik, zvogëlohet ndjeshëm.
Aplikimi i instalimeve KRM në mënyrë efektive në ndërmarrjet ku përdoren veglat e makinës, kompresorët, pompat, transformatorët e saldimit, furrat elektrike, impiantet e elektrolizës dhe konsumatorët e tjerë të energjisë me një ngarkesë të mprehtë në ndryshim, domethënë në industrinë metalurgjike, miniera, ushqimore, në inxhinierinë mekanike, përpunimin e drurit dhe prodhimin e materialeve të ndërtimit. - pra, kudo ku për shkak të specifikave të prodhimit dhe proceseve teknologjike, vlera e cos(f) varion nga 0.5 në 0.8.

Aplikimi i njësive të kompensimit të fuqisë reaktive KRM e nevojshme kompanitë që përdorin:

• Motorë asinkron (cos(f) ~ 0.7);
• Motorë asinkronë, me ngarkesë të pjesshme (cos(f) ~ 0.5);
• Impiante elektrolize ndreqës (cos(f) ~ 0.6);
• Furrat me hark elektrik (cos(f) ~ 0,6);
• Furrat me induksion (cos(f) ~ 0,2-0,6);
• Pompat e ujit (cos(f) ~ 0.8);
• Kompresorë (cos(f) ~ 0,7);
• Makina, vegla makinerish (cos(f) ~ 0.5);
• Transformatorët e saldimit (cos(f) ~ 0,4);
• Llambat fluoreshente (cos (f) ~ 0,5-0,6).

Reduktimi i dukshëm i fuqisë me kompensimin e fuqisë reaktive:

* të dhënat e marra në bazë të përvojës së përgjithshme të funksionimit të instalimeve KRM

Është thelbësore për praktikë që një ngarkesë reaktive e një natyre induktive mund të kompensohet duke lidhur një ngarkesë kapacitore paralelisht me të. Pas një studimi të kujdesshëm, ky fenomen bëhet i dukshëm: rryma e vonuar e degës induktive të një qarku të tillë kompensohet nga rryma drejtuese e degës kapacitore. Me zgjedhjen e duhur të kapacitetit, vonesa aktuale në qark mund të kompensohet pothuajse plotësisht (cos f = 1). Kondensatorët e lidhur paralelisht me një ngarkesë induktive për të kompensuar RM-në e saj quhen kompensues, ose kosinus (pasi shërbejnë për të rritur cos f të EM).

Metodat e Kompensimit

Kompensimi i PM mund të jetë individual (lokal), kur kondensatorët montohen në afërsi të çdo konsumatori dhe grupi duke përdorur njësi të posaçme kondensatorësh, të vendosura zakonisht pranë nënstacioneve të transformatorëve, pikave të shpërndarjes etj., të lidhura me fillimin e çdo linje grupi. Kjo metodë është e përshtatshme për termocentrale të mëdha.

Pse nevojitet kompensimi i fuqisë reaktive në rrjetet e shpërndarjes elektrike?

Fuqia aktive prodhohet vetëm nga gjeneruesit e termocentraleve. Fuqia reaktive gjenerohet nga gjeneratorët e termocentraleve (motorët sinkron të stacioneve në modalitetin e mbingacmimit), si dhe pajisjet kompensuese (për shembull, bankat e kondensatorëve).
Transferimi i fuqisë reaktive nga gjeneratorët përmes rrjetit elektrik te konsumatorët (marrësit e fuqisë me induksion) shkakton kosto të energjisë aktive në rrjet në formë humbjesh dhe ngarkon shtesë elementët e rrjetit elektrik, duke ulur xhiron e tyre të përgjithshme.
Kështu, për shembull, një gjenerator me një fuqi të vlerësuar prej 1250 kVA me një faktor të vlerësuar të fuqisë cosφ=0.8 mund t'i japë konsumatorit një fuqi aktive të barabartë me 1250 × 0,8 = 1000 kW. Nëse gjeneratori do të punojë me cosφ=0.6, atëherë rrjeti do të marrë fuqi aktive të barabartë me 1250 × 0.6 = 750 kW (fuqia aktive është e pashfrytëzuar për një të katërtën).
Prandaj, si rregull, rritja e prodhimit të fuqisë reaktive nga gjeneratorët e stacioneve për t'i dorëzuar konsumatorët nuk është e këshillueshme. Efekti më i madh ekonomik arrihet duke vendosur pajisjet kompensuese (prodhimi i energjisë reaktive) pranë marrësve të fuqisë induksioni që konsumojnë fuqi reaktive.

Marrësit e fuqisë induktive ose konsumatorët e fuqisë reaktive

• Transformator.Është një nga hallkat kryesore në transmetimin e energjisë elektrike nga një burim i energjisë elektrike te një konsumator dhe është projektuar për të shndërruar, me anë të induksionit elektromagnetik, një sistem të rrymës alternative të një tensioni në një sistem të rrymës alternative të një tensioni tjetër në një frekuencë konstante dhe pa humbje të konsiderueshme të fuqisë.
• motori asinkron. Motorët asinkron, së bashku me fuqinë aktive, konsumojnë deri në 65% të fuqisë reaktive të sistemit të energjisë.
• Furrat me induksion. Këta janë marrës me fuqi të madhe që kërkojnë një sasi të madhe fuqie reaktive për funksionimin e tyre. Furrat me induksion të frekuencës së energjisë shpesh përdoren për shkrirjen e metaleve.
• Instalimet e konvertuesit që konvertojnë rrymën alternative në rrymë direkte duke përdorur ndreqës. Këto instalime përdoren gjerësisht në ndërmarrjet industriale dhe transportin hekurudhor duke përdorur rrymë të vazhdueshme.
• Sfera sociale. Rritja e numrit të disqeve të ndryshme elektrike, pajisjeve stabilizuese dhe konvertuese, përdorimi i konvertuesve gjysmëpërçues çon në një rritje të fuqisë reaktive të konsumuar, dhe kjo, nga ana tjetër, ndikon në funksionimin e konsumatorëve të tjerë të energjisë, zvogëlon jetën e tyre të shërbimit dhe krijon humbje shtesë të energjisë. Konsumatorë të fuqisë reaktive janë edhe llambat moderne fluoreshente (të ashtuquajturat kursyese), të cilat përdoren gjithnjë e më shumë në apartamente dhe zyra.

Në çfarë çon mungesa e kompensimit të fuqisë reaktive për abonentët?

• Për transformatorët me ulje cosφ xhiroja e fuqisë aktive zvogëlohet për shkak të rritjes së ngarkesës reaktive.
• Rritja e fuqisë bruto me zbritjen cosφçon në një rritje të rrymës dhe, rrjedhimisht, humbjet e fuqisë, të cilat janë proporcionale me katrorin e rrymës.
• Një rritje e rrymës kërkon një rritje të seksioneve tërthore të telave dhe kabllove, dhe kostot kapitale për rrjetet elektrike po rriten.
• Rritja e rrymës ndërsa zvogëlohet cosφçon në një rritje të humbjes së tensionit në të gjitha pjesët e sistemit elektroenergjetik, gjë që shkakton ulje të tensionit për konsumatorët.
• Në ndërmarrjet industriale, një ulje e tensionit prish funksionimin normal të marrësve elektrikë. Frekuenca e rrotullimit të motorëve elektrikë zvogëlohet, gjë që çon në një ulje të produktivitetit të makinave të punës, zvogëlohet produktiviteti i furrave elektrike, përkeqësohet cilësia e saldimit, zvogëlohet fluksi i ndritshëm i llambave, zvogëlohet xhiroja e rrjeteve elektrike të fabrikës dhe si rezultat, cilësia e produktit përkeqësohet.

dhe është shuma e dy madhësive, njëra prej të cilave është konstante në kohë dhe tjetra pulson me një frekuencë të dyfishtë.

Mesatarja p(t) për periudhën T quhet fuqi aktive dhe përcaktohet plotësisht nga termi i parë i ekuacionit (5.1):

Fuqia aktive karakterizon energjinë e konsumuar në mënyrë të pakthyeshme nga burimi për njësi të kohës për prodhimin e punës së dobishme nga konsumatori. Energjia aktive e konsumuar nga konsumatorët elektrikë shndërrohet në lloje të tjera të energjisë: energji mekanike, termike, e ajrit të kompresuar dhe gazit, etj.

Vlera mesatare e termit të dytë të fuqisë së menjëhershme (1.1) (pulson me një frekuencë të dyfishtë) me kalimin e kohës T është zero, d.m.th., krijimi i tij nuk kërkon ndonjë kosto materiale dhe për këtë arsye nuk mund të kryejë punë të dobishme. Megjithatë, prania e tij tregon se një proces i kthyeshëm i shkëmbimit të energjisë po zhvillohet midis burimit dhe marrësit. Kjo është e mundur nëse ka elementë të aftë për të grumbulluar dhe lëshuar energji elektromagnetike - kapacitet dhe induktivitet. Ky komponent karakterizon fuqinë reaktive.

fuqi e plote në terminalet e marrësit në një formë komplekse mund të përfaqësohet si më poshtë:

Njësia e dukshme e fuqisë S = UI - VA.

Fuqia reaktive- një vlerë që karakterizon ngarkesat e krijuara në pajisjet elektrike nga luhatjet (shkëmbimi) i energjisë midis burimit dhe marrësit. Për një rrymë sinusoidale, është e barabartë me produktin e vlerave të rrymës efektive Unë dhe stresi U nga sinusi i këndit të zhvendosjes së fazës ndërmjet tyre: P = UI sinφ. Njësia matëse - VAR.

Fuqia reaktive nuk lidhet me punën e dobishme të EP dhe shpenzohet vetëm në krijimin e fushave elektromagnetike të ndryshueshme në motorët elektrikë, transformatorët, pajisjet, linjat, etj.

Për fuqinë reaktive, koncepte të tilla si gjenerimi, konsumi, transmetimi, humbjet, bilanci pranohen. Besohet se nëse rryma vonon në fazë me tensionin (natyra induktive e ngarkesës), atëherë fuqia reaktive konsumohet dhe ka një shenjë pozitive, dhe nëse rryma udhëheq tensionin (natyra kapacitive e ngarkesës), atëherë fuqia reaktive. gjenerohet dhe ka vlerë negative.

Konsumatorët kryesorë të fuqisë reaktive në ndërmarrjet industriale janë motorët asinkronë (60-65% e konsumit total), transformatorët (20-25%), konvertuesit e valvulave, reaktorët, rrjetet elektrike ajrore dhe marrës të tjerë (10%).

Transferimi i fuqisë reaktive ngarkon rrjetet elektrike dhe pajisjet e instaluara në të, duke reduktuar xhiron e tyre. Fuqia reaktive gjenerohet nga gjeneratorët sinkron të termocentraleve, kompensuesit sinkron, motorët sinkron (kontrolli i rrymës së ngacmimit), bankat e kondensatorëve (BC) dhe linjat e energjisë.

Fuqia reaktive e gjeneruar nga kapaciteti i rrjetit është e rendit të madhësisë së mëposhtme: një linjë ajrore 20 kV gjeneron 1 kvar për 1 km të një linje trefazore; kabllo nëntokësore 20 kV - 20 kvar/km; Linja ajrore 220 kV - 150 kvar/km; kabllo nëntokësore 220 kV - 3 MVAr/km.

Faktori i fuqisë dhe faktori i fuqisë reaktive.

Paraqitja vektoriale e sasive që karakterizojnë gjendjen e rrjetit çon në paraqitjen e fuqisë reaktive P vektor pingul me vektorin e fuqisë aktive R(Fig. 5.2). Shuma e tyre vektoriale jep fuqinë totale S.

Oriz. 5.1. Trekëndëshi i fuqisë

Sipas fig. 5.1 dhe (5.2) rrjedh se S 2 \u003d P 2 + Q 2; tgφ = Q/P; cosφ = P/S.

Treguesi kryesor standard që karakterizon fuqinë reaktive ishte më parë faktori i fuqisë cosφ. Në inputet që furnizojnë një ndërmarrje industriale, vlera mesatare e ponderuar e këtij koeficienti duhet të ishte në intervalin 0,92-0,95. Megjithatë, zgjedhja e raportit P/S si normative, nuk jep një ide të qartë të dinamikës së ndryshimeve në vlerën reale të fuqisë reaktive. Për shembull, kur faktori i fuqisë ndryshon nga 0,95 në 0,94, fuqia reaktive ndryshon me 10%, dhe kur i njëjti faktor ndryshon nga 0,99 në 0,98, rritja e fuqisë reaktive është tashmë 42%. Në llogaritje, është më i përshtatshëm për të vepruar me relacionin tgφ = Q/P, i cili quhet faktori i fuqisë reaktive.

Përcaktohen ndërmarrjet me kapacitet të lidhur më shumë se 150 kW (me përjashtim të konsumatorëve "vendas"). kufijtë e faktorit të fuqisë reaktive konsumuar gjatë orëve të ngarkesave të larta ditore të rrjetit elektrik - nga 7 deri në 23 orë (Urdhri i Ministrisë së Industrisë dhe Energjisë së Federatës Ruse, datë 22 shkurt 2007 Nr. 49 "Për procedurën e llogaritjes së vlerave të raportit të konsumit të energjisë aktive dhe reaktive për pajisjet individuale të marrjes së energjisë të konsumatorëve të energjisë elektrike të përdorura për të përcaktuar detyrimet e palëve në kontratat për ofrimin e shërbimeve për transmetimin e energjisë elektrike ").

Kufijtë e faktorit të fuqisë reaktive (tgφ) normalizohen në varësi të pozicionit të pikës (tensionit) të lidhjes së konsumatorit me rrjetin. Për një tension rrjeti prej 100 kV tgφ = 0,5; për rrjetet 35, 20, 6 kV - tgφ = 0,4 dhe për një rrjet 0,4 kV - tgφ = 0,35.

Prezantimi i dokumenteve të reja direktive për kompensimin e fuqisë reaktive kishte për qëllim përmirësimin e efikasitetit të të gjithë sistemit të furnizimit me energji elektrike nga gjeneratorët e sistemit të energjisë deri te marrësit e energjisë.

Me futjen e faktorit të fuqisë reaktive, u bë e mundur të përfaqësohen humbjet e fuqisë aktive në terma të fuqisë aktive ose reaktive: R= (P 2 /U 2) R(l + tan 2 φ).

Këndi ndërmjet vektorëve të fuqisë R dhe S korrespondon me këndin φ ndërmjet vektorëve të komponentit të rrymës aktive Unë a dhe rrymë e plotë Unë, e cila, nga ana tjetër, është shuma vektoriale e rrymës aktive Unë a, e cila është në fazë me tension, dhe rrymë reaktive Unë p në një kënd prej 90° me të. Ky rregullim i rrymave është një teknikë projektimi që lidhet me zbërthimin në fuqi aktive dhe reaktive, e cila mund të konsiderohet e natyrshme.

Shumica e konsumatorëve kanë nevojë për fuqi reaktive sepse funksionojnë duke ndryshuar fushën magnetike. Për motorët më të zakonshëm në funksionim normal, mund të jepen vlerat e mëposhtme të përafërta të tgφ.

Në momentin e ndezjes së motorëve kërkohet një sasi e konsiderueshme fuqie reaktive, ndërsa tgφ = 4-5 (cosφ = 0,2-0,24).

Makinat sinkrone kanë aftësinë të konsumojnë ose të japin fuqi reaktive në varësi të shkallës së ngacmimit.

Në gjeneratorët dhe motorët sinkron, dimensionet e qarqeve të ngacmimit kufizojnë mundësinë e furnizimit të fuqisë reaktive në vlerat maksimale tgφ = 0,75 (cosφ = 0,8) ose deri në tgφ = 0,5 (cosφ = 0,9) (Tabela 5.1).

Motorët sinkron të prodhuar nga industria vendase janë projektuar për një faktor fuqie kryesore (cosφ = 0,9) dhe me një ngarkesë aktive të vlerësuar P nom dhe tension U e vlerësuar mund të gjenerojë fuqi reaktive të vlerësuar P nom ≈ 0,5 P nom.

Kur SM është i nënngarkuar për sa i përket fuqisë aktive β = P/P nom< 1 возможна перегрузка по реактивной мощности α = P/P nom > 1.

Avantazhi i SM që përdoret për kompensimin e fuqisë reaktive në krahasim me CB është mundësia e rregullimit të qetë të fuqisë reaktive të gjeneruar. Disavantazhi është se humbjet aktive për prodhimin e energjisë reaktive për SM janë më të mëdha se për CB.

Humbjet aktive shtesë në mbështjelljen SM të shkaktuara nga fuqia reaktive e gjeneruar brenda intervalit cosφ nga 1 në 0,9 në fuqinë aktive të vlerësuar SM të barabartë me P nom, kW:

R nom = P numër 2 R /U 2 nom,

ku P nominale - fuqia reaktive e vlerësuar e SM, kV Ar; R- rezistenca e një faze të mbështjelljes LED në gjendje të nxehtë, Ohm; U nominale - tensioni nominal i rrjetit, kV.

Në sistemet e furnizimit me energji elektrike të ndërmarrjeve industriale, CB-të kompensojnë fuqinë reaktive të pjesës bazë (kryesore) të kurbave të ngarkesës, dhe SD zvogëlon majat e ngarkesës së grafikut.

Tabela 5.1

Varësia e faktorit të mbingarkesës nga fuqia reaktive e motorëve sinkron th

Kompensuesit sinkron.

Një shumëllojshmëri SD janë kompensues sinkron (SC), të cilët janë SD pa ngarkesë në bosht. Aktualisht po prodhohet SC me kapacitet më shumë se 5000 kV?Ar. Ato janë me përdorim të kufizuar në rrjetet e ndërmarrjeve industriale. Për të përmirësuar cilësinë e tensionit në qarqet elektrike me fuqi të lartë me një ngarkesë të mprehtë të ndryshueshme, goditje (furra me hark, mullinj rrotullimi, etj.), Përdoren SC.

Pajisjet kompensuese statike të tiristorit.

Në rrjetet me një ngarkesë goditjeje të ndryshueshme ashpër në një tension prej 6-10 kV, rekomandohet të mos përdoren banka kondensatorësh, por burime speciale të fuqisë reaktive me shpejtësi të lartë (RRP), të cilat duhet të instalohen pranë EP të tillë. Skema IRM është paraqitur në fig. 5.2. Ai përdor induktancat si një induktancë të rregullueshme LR dhe kontejnerë të parregulluar NGA 1-NGA 3.

Oriz. 5.2. Burimet e shpejta të energjisë reaktive

Rregullimi i induktivitetit kryhet nga grupet e tiristorit VS elektrodat e kontrollit të të cilave lidhen me qarkun e kontrollit. Përparësitë e RPM statike janë mungesa e pjesëve rrotulluese, butësia relative e rregullimit të fuqisë reaktive të furnizuar në rrjet, mundësia e mbingarkesës së fuqisë reaktive tre dhe katërfish. Disavantazhet përfshijnë shfaqjen e harmonikave më të larta, të cilat mund të ndodhin me rregullimin e thellë të fuqisë reaktive.

Për shkak të humbjeve shtesë të energjisë në rrjet të shkaktuara nga konsumi i fuqisë reaktive, rritet konsumi total i energjisë elektrike. Prandaj, reduktimi i flukseve të fuqisë reaktive është një nga detyrat kryesore në funksionimin e rrjeteve elektrike.