Reaktiv güc nədir? Reaktiv gücün kompensasiyası. Reaktiv gücün hesablanması

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Mənzillərdə və fərdi yaşayış evlərində bir ədəd elektrik sayğacı quraşdırılıb, ona görə istehlak edilmiş enerjiyə görə ödəniş hesablanır. Sadə olaraq, gündəlik həyatda yalnız onun aktiv komponentinin istifadə edildiyinə inanılır, baxmayaraq ki, bu tamamilə doğru deyil. Müasir mənzil, dövrələrində fazı dəyişdirən elementlər olan cihazlarla doymuşdur. Bununla belə, məişət texnikası tərəfindən istehlak edilən reaktiv güc sənaye müəssisələri ilə müqayisə olunmayacaq dərəcədə azdır, ona görə də ödənişlər hesablanarkən ənənəvi olaraq ona məhəl qoyulmur.

Rəhbərliyi yük dövrəsindən keçən parazit cərəyanların sərfinə nəzarət etməyən zavod və ya fabrik rayonun və bütövlükdə ölkənin enerji sistemlərinə böyük ziyan vurur. Elektrik ötürücü xəttinin ətrafındakı atmosfer havası tamamilə yararsız şəkildə qızdırılır; Yarımstansiyalarda quraşdırılmış transformatorların sarğıları, xüsusən də pik dövrlərdə yükə tab gətirməyə bilər.

Yük induktiv və tutumlu

Adi istilik cihazı və ya elektrik lampası götürsəniz, o zaman aşağıda göstərilən gücflakonda və ya lövhədəki müvafiq yazı bu cihazdan keçən cərəyanın dəyərlərinin məhsuluna və şəbəkə gərginliyinə uyğun olacaq (bizdə 220 Volt var). Cihazda transformator, induktorları olan digər elementlər və ya kondansatörlər varsa vəziyyət dəyişir. Bu hissələrin xüsusi xassələri var, onlarda axan cərəyanın qrafiki tədarük gərginliyinin sinusoidini geridə qoyur və ya aparır - başqa sözlə, bir faza sürüşməsi baş verir. İdeal kapasitiv yük vektoru -90, induktiv yük isə +90 dərəcə dəyişir. Bu vəziyyətdə güc yalnız cərəyan və gərginlik məhsulunun nəticəsi deyil, müəyyən bir düzəliş faktoru əlavə olunur. Bu hara aparır?

Prosesin həndəsi əksi

Məktəb həndəsə kursundan hamı bilir ki, hipotenuz düzbucaqlı üçbucağın hər hansı ayaqlarından daha uzundur. Aktiv, reaktiv və görünən güc onun tərəflərini təşkil edərsə, bobin və tutumun istehlak etdiyi cərəyanlar müqavimət komponentinə düz bucaq altında, lakin əks istiqamətlərdə istiqamətlərdə olacaqdır. Əlavə edərkən (və ya istəsəniz, çıxdıqda, onlar fərqli işarələrə malikdirlər) ümumi vektor, yəni dövrədə hansı yük növü üstünlük təşkil etməsindən asılı olaraq ümumi reaktiv güc yuxarı və ya aşağı yönəldiləcəkdir. Onun istiqamətinə görə, yükün hansı xüsusiyyətinin üstünlük təşkil etdiyini müəyyən etmək olar.

Aktiv komponentə vektor əlavəsi ilə reaktiv güc istehlak edilən gücün ümumi miqdarını verəcəkdir. Qrafik olaraq göstərilmişdirgüc üçbucağının hipotenuzası. Bu xətt x oxuna nisbətən nə qədər yumşaq yerləşərsə, bir o qədər yaxşıdır.

Kosinus phi

Qrafik φ bucağının tam və aktiv güc olmaqla iki vektor tərəfindən əmələ gəldiyini göstərir. Onların dəyərləri nə qədər az fərqlənirsə, bir o qədər yaxşıdır, lakin onların tam birləşməsinin qarşısını parazitar hesab olunan reaktiv güc alır. Bucaq nə qədər böyükdürsə, elektrik xətlərində, enerji təchizatı sisteminin gücləndirici və endirici transformatorlarında yük bir o qədər yüksək olar və əksinə, vektorlar bir-birinə nə qədər yaxın olarsa, naqillər bütün boyunca bir o qədər az istiləşəcəkdir. dövrə. Təbii ki, bu problemlə bağlı nəsə etmək lazım idi. Və həll sadə və zərif tapıldı. Reaktiv gücün qarşılıqlı kompensasiyası φ bucağını az altmağa və onun kosinusunu (buna güc amili də deyilir) mümkün qədər birliyə yaxınlaşdırmağa imkan verir. Bunu etmək üçün, tutumlu komponentin vektorunu elə uzadın ki, cərəyanların rezonansına nail olsun, bu zaman onlar bir-birini "söndürür" (ideal olaraq tamamilə, lakin praktikada - ən böyük dərəcədə).

Nəzəriyyə və təcrübə

Bütün nəzəri hesablamalar daha dəyərlidirsə, praktikada bir o qədər tətbiq oluna bilər. İstənilən inkişaf etmiş sənaye müəssisəsində mənzərə belədir: elektrik enerjisinin böyük hissəsi mühərriklər (sinxron, asinxron, birfazalı, üçfazalı) və digər maşınlar tərəfindən istehlak edilir. Ancaq transformatorlar da var. Nəticə sadədir: real istehsal şəraitində induktiv təbiətin reaktiv gücü üstünlük təşkil edir. Qeyd etmək lazımdır ki, müəssisələrevlərdə və mənzillərdə olduğu kimi bir elektrik sayğacını deyil, ikisini quraşdırırlar, biri aktivdir, digəri isə hansının olduğunu təxmin etmək asandır. Elektrik xətləri vasitəsilə boş yerə “qovulan” enerjinin həddən artıq xərclənməsinə görə aidiyyatı orqanlar amansızcasına cərimələnir, ona görə də rəhbərlik reaktiv gücün hesablanmasında və onun azaldılması üçün tədbirlər görülməsində həyati maraqlıdır. Bu problemi həll edərkən elektrik tutumu olmadan edə bilməyəcəyi aydındır.

Nəzəriyyə Kompensasiyası

Yuxarıdakı qrafikdən parazitar cərəyanların onların tam aradan qaldırılmasına qədər azaldılmasına, ən azı nəzəri cəhətdən necə nail olmaq olduqca aydındır. Bunun üçün induktiv yüklə paralel olaraq müvafiq tutumlu bir kondansatör qoşulmalıdır. Vektorlar əlavə edildikdə sıfır verəcək və yalnız faydalı aktiv komponent qalacaq.

Hesablama düsturla aparılır:

C=1 / (2πFX), burada X şəbəkəyə daxil olan bütün cihazların ümumi reaktivliyidir; F - təchizatı gərginliyinin tezliyi (bizdə - 50 Hz);

Deyəsən - daha asan nədir? "X" və "pi" sayını 50-yə vurun və bölün. Bununla belə, işlər bir qədər daha mürəkkəbdir.

Praktikada necədir?

Düstur sadədir, lakin X-i təyin etmək və hesablamaq o qədər də asan deyil. Bunun üçün siz cihazlar haqqında bütün məlumatları götürməli, onların reaktivliyini və vektor formasında öyrənməlisiniz, hətta onda da… Əslində bunu laboratoriya işində olan tələbələrdən başqa heç kim etmir.

Reaktiv gücü başqa bir şəkildə, xüsusi bir cihazdan - kosinus phi-ni göstərən bir faza sayğacından istifadə edərək və ya vattmetrin oxunuşlarını müqayisə edərək təyin edə bilərsiniz,ampermetr və voltmetr.

Məsələ onunla mürəkkəbdir ki, real istehsal prosesində yük daim dəyişir, çünki bəzi maşınlar iş zamanı işə salınır, digərləri isə əksinə, tələb olunduğu kimi şəbəkədən ayrılır. texnoloji qaydalar. Müvafiq olaraq, vəziyyətin monitorinqi üçün davamlı tədbirlərə ehtiyac var. İşıqlandırma gecə növbələrində işləyir, sexlərdə qışda havanı qızdırmaq, yayda isə havanı soyutmaq olar. Bu və ya digər şəkildə, lakin reaktiv gücün kompensasiyası praktiki ölçmələrin böyük payı ilə nəzəri hesablamalara əsaslanır cos φ.

Kondensatorların qoşulması və ayrılması

Problemi həll etməyin ən asan və ən bariz yolu faza sayğacının yanına lazımi sayda kondensatoru açıb-söndürəcək, oxun vahiddən minimum sapmasına nail olan xüsusi işçi qoymaqdır. Beləliklə, əvvəlcə bunu etdilər, lakin təcrübə göstərdi ki, bədnam insan amili həmişə istədiyiniz effekti əldə etməyə imkan vermir. Hər halda, təbiətdə ən çox induktiv olan reaktiv güc, müvafiq ölçülü bir elektrik tutumunu birləşdirərək kompensasiya edilir, lakin bunu avtomatik olaraq etmək daha yaxşıdır, əks halda səhlənkar bir işçi öz müəssisəsini böyük bir cərimə altına sala bilər. Yenə də bu işi ixtisaslı adlandırmaq olmaz, avtomatlaşdırmaya olduqca uyğundur. Ən sadə sxemə işıq emitterinin və işıq qəbuledicisinin optik elektron cütü daxildir. Ox minimum dəyəri əhatə edib, yəni əlavə etməlisiniztutum.

Avtomatlaşdırma və ağıllı alqoritmlər

Hazırda cos φ-ni 0,9-1 diapazonunda etibarlı saxlamağa imkan verən sistemlər var. Onlarda kondansatörlərin qoşulması diskret baş verdiyi üçün ideal nəticə əldə etmək mümkün deyil, lakin avtomatik reaktiv güc kompensator hələ də çox yaxşı iqtisadi effekt verir. Bu cihazın işləməsi, işə salındıqdan dərhal sonra, əksər hallarda əlavə parametrlər olmadan da işləməyi təmin edən ağıllı alqoritmlərə əsaslanır. Kompüter texnologiyasındakı texnoloji irəliləyişlər bir və ya ikisinin vaxtından əvvəl sıradan çıxmaması üçün kondansatör banklarının bütün mərhələlərinin vahid birləşməsinə nail olmağa imkan verir. Cavab müddəti də minimuma endirilir və əlavə boğucular keçidlər zamanı gərginliyin düşməsinin miqdarını azaldır. Müasir müəssisənin elektrik idarəetmə paneli operatorun vəziyyəti tez qiymətləndirməsi üçün şərait yaradan müvafiq erqonomik quruluşa malikdir və qəza və ya nasazlıq halında o, dərhal həyəcan siqnalı alacaq. Belə bir kabinetin qiyməti kifayət qədərdir, lakin bunun üçün ödəməyə dəyər, fayda gətirir.

Kompensator cihazı

Adi reaktiv güc kompensatoru, adətən açıq olan ön paneldə idarəetmə və idarəetmə paneli olan standart ölçülü metal şkafdır. Bunun altındakı kondansatörlər (batareyalar) dəstləri var. Bu cüryer sadə bir mülahizə ilə bağlıdır: elektrik tutumları olduqca ağırdır və strukturu daha sabit hala gətirməyə çalışmaq olduqca məntiqlidir. Üst hissədə, operatorun gözləri səviyyəsində, güc amilinin böyüklüyünü mühakimə edə biləcəyiniz bir faza göstəricisi də daxil olmaqla zəruri nəzarət cihazları var. Həm də müxtəlif əlamətlər var, o cümlədən fövqəladə hallar, idarəetmələr (açmaq və söndürmək, əl rejiminə keçmək və s.). Ölçmə sensorlarının oxunuşlarının müqayisəsinin qiymətləndirilməsi və nəzarət hərəkətlərinin inkişafı (lazımi reytinqin kondansatörlərini birləşdirən) mikroprosessor əsasında bir dövrə tərəfindən həyata keçirilir. Ötürücülər tez və səssiz işləyir, adətən güclü tiristorlar üzərində qurulur.

Kondensator sıralarının təxmini hesablanması

Nisbətən kiçik qurğularda dövrənin reaktiv gücünü onların faza dəyişmə xüsusiyyətlərini nəzərə almaqla, qoşulmuş cihazların sayı ilə təxmini olaraq qiymətləndirmək olar. Belə ki, şərti asinxron elektrik mühərriki (fabrik və zavodların əsas "zəhmətkeşi") nominal gücünün yarısına bərabər yüklə, cos φ 0,73-ə, flüoresan lampa isə 0,5-ə malikdir. əlaqə qaynaq maşını 0, 8 ilə 0,9 arasında dəyişir, qövs sobası 0,8-ə bərabər kosinus φ ilə işləyir. Demək olar ki, hər bir baş energetik üçün mövcud olan cədvəllər demək olar ki, bütün növ sənaye avadanlığı haqqında məlumatları ehtiva edir və reaktiv gücün kompensasiyası əvvəlcədən təyin edilə bilər. onlardan istifadə etməklə həyata keçirilir. Bununla belə, bu cür məlumatlaryalnız kondansatör sıralarını əlavə etmək və ya çıxarmaqla düzəlişlər etmək üçün əsas kimi xidmət edir.

Ümummilli

Sizdə belə bir təəssürat yarana bilər ki, dövlət elektrik şəbəkəsinin parametrləri və ona düşən yükün vahidliyi ilə bağlı bütün qayğıları fabrik, zavod və digər sənaye müəssisələrinə həvalə edib. Bu doğru deyil. Ölkənin enerji sistemi xüsusi məhsulunun elektrik stansiyalarından birbaşa çıxışında milli və regional miqyasda faza keçidinə nəzarət edir. Başqa bir məsələ, reaktiv komponentin kompensasiyası kondansatör banklarını birləşdirməklə deyil, fərqli bir üsulla həyata keçirilir. Rotor sarımlarında istehlakçılara verilən enerjinin keyfiyyətini təmin etmək üçün əyilmə cərəyanı tənzimlənir ki, bu da sinxron generatorlarda böyük problem deyil.