Тема: Методи компенсації реактивної потужності.
План:
Основні споживачі реактивної потужності.
Коефіцієнти потужностей.
Методи компенсації реактивної.
1. Основні споживачі реактивної потужності.
Основними споживачами є:
Електродвигуни виробничих механізмів, які складають 2/3 сумарного навантаження;
Електротермія, електрозварювання, електроліз (1/3 сумарного навантаження);
Електротермічні установки, які поділяються на:
Дугові; електропечі (для плавлення чорних та кольорових металів);
Установки індукційного нагрівання для плавлення і термообробки металів;
Електричні печі опору;
Електрозварювальні установки;
Термічні комунально-побутові прилади.
Найбільше розповсюдження в цехових мережах на напругу 0,38 кВ мають печі опору та установки індукційного нагрівання. Печі опору прямої та не прямої дії (до 2000 кВт) підключаються до мережі напругою 0,38 кВ.
Індукційно-плавильні печі промислової частоти являють собою трьохфазні споживачі, з коефіцієнтом потужності – 0,5.
Електрозварювальні установки дугового та контактного зварювання являють собою однофазну систему, на не синусоїдальному навантаженні, з коефіцієнтом потужності: для дугового зварювання – 0,3; для контактного – 0,7.
Електрохімічні і електролізні установки працюють на постійному струмі, який утворюється шляхом перетворення і коефіцієнт потужності становить 0,8…0,9.
Електроосвітлювальні установки з лампами розжарювання, люмінесцентними , дуговими, ртутними, натрієвими, застосовуються на всіх підприємствах, як для внутрішнього так і для зовнішнього освітлення. В цехах використовують дугові або ртутні лампи високого тиску (DRI або DRL), на напругу 220 В.
2. Коефіцієнти потужностей.
Коефіцієнт потужності для ламп розжарювання – 1; для світильників з конденсаторами – 0,9…0.95; а без конденсаторів – 0,6.
Коефіцієнт потужності або компенсація реактивної потужності промислових підприємств має велике значення і є загальною проблемою підвищення ККД роботи, систем електропостачання та поліпшення якості відпускної електричної енергії. Підвищення коефіцієнту потужності на 0,01 (в масштабі країни), дає можливість додати корисну електричну енергію в 500млн. кВт - год/рік. Споживачі електричної енергії (наприклад асинхронні двигуни) для нормальної роботи потребують активну і реактивну потужність, яка виробляється синхронним генератором електростанції і передається по системі електропостачання. В процесі передачі електроенергії споживачам виникають втрати активної потужності.
∆Р = 3I2 ∙R = S2/U2∙R = P2+Q2/U2∙R = P2/U2∙R+Q2/U2∙R = ∆Pa+∆Pp;
cosφ
= P/S
=
/S
= P/
;
P2+Q2 = P/cos2φ;
Питоме зниження в втратах активної потужності по відношенню до передаваємої активної потужності називається коефіцієнтом зниження втрат або економічним еквівалентом:
Кек = ∆P/Q = ∆P1-∆P2/Q;
Кек залежить від cos φ та залежить від вибору силового трансформатора.
Реактивна потужність, що споживається промисловим підприємством, розподілена між окремими споживачами наступним чином: 65 – 70 % - припадає на асинхронні двигуни; 20 - 25 % - на трансформатори; 10 % - на лінії електропередач та інші електроспоживачі, наприклад: індуктивні споживачі, люмінесцентні лампи і т.п.
Збільшення споживання реактивної потужності будь-якої ділянки, в системі електропостачання електроспоживачів викликає зростання струму в провідниках та зниження коефіцієнту потужності.
Застосування компенсуючих пристроїв збільшує експлуатацію електроустановок, проте, призводить до подорожчання будівництва.
На тих ділянках, де втрати реактивної потужності збільшуються, активна потужність збільшується, і навпаки.
Будь-який елемент, в якому струм випереджає напругу, є генератор. А тому, крім синхронних машин (генератори та двигуни), які працюють з перезбудженням, джерелами реактивної потужності є лінії електропередач як повітряні так і кабельні) Наприклад: кабельні лінії на 10кВ перерізом 70 –150мм2, мають ємність 10-15 кВАр, а ПЛ на 110кВ з проводами АС-150мм2, що підвішені на відстані 3-5м, мають ємність 3,6-3,8 МВАр/100км. Ці дані використовуються при розрахунках компенсуючи пристроїв напругою більше 1000В.