§94. Потребители реактивной мощности. Коэффициент мощности

Основные потребители реактивной мощности на карьере — асинхронные двигатели, трансформаторы, (Преобразователи, ре­акторы и сварочные трансформаторы.

В отличие от активной мощности, полезно используемой в работе, реактивная мощность создает лишь магнитные поля в индуктивных электроприемниках и постоянно циркулирует оч источника к электроприемникам, создавая дополнительную на­грузку на элементы электропередачи.

Величина реактивной мощности, потребляемой асинхронны­ми двигателями, почти не зависит от их загрузки и составляет 20 — 40%, а потребляемой трансформаторами — 7 — 10% полной (кажущейся) мощности.

Отношение активной мощности Р к полной мощности 5 на­зывается коэффициентом мощности, который определяется по формуле

Отношение реактивной мощности к активной называется ко­эффициентом реактивной мощности:

!бФ = <?АР. (8.4)

Величина коэффициента мощности созф асинхронных элек­тродвигателей при холостом ходе не превышает 0,35 и достига­ет наибольшего значения (0,92) при номинальной загрузке электрод вигателе и .

Коэффициент мощности приемника электроэнергии карье­ра — величина непостоянная, она изменяется в зависимости от величины и характера нагрузки. Потребитель характеризуется средневзвешенной величиной коэффициента мощности, под ко­торым понимается отношение активной энергии (кВт -ч), по­требляемой в установке за определенное время, к кажущейся энергии (кВ-А-ч), потребляемой за то же время [см. форму­лу (8.6)].

В условиях эксплуатации средневзвешенный коэффициент мощности может быть определен следующими способами.

1. Непосредственным измерением величины созф с помощью фазометра. При этом принимается среднее значение показаний прибора, фиксируемых через каждые 10 — 30 мин за длительный промежуток времени (час, смену, сутки, месяц).

2. По средним значениям показаний киловаттметра, вольт­метра и амперметра. Средневзвешенный коэффициент мощно­сти определяется по формуле

со5ф = ,Р/^з1//, (8.5)

где Р — среднечасовая мощность по показаниям ваттметра, Вт; 1} — напряжение по показаниям вольтметра, В; / — средний ток по показаниям амперметра, А.

3. По показаниям счетчиков активной и реактивной энергии

. (⁸-⁶>

Коэффициент реактивной мощности

(8.7)

При проектировании электроустановок средневзвешенный коэффициент мощности может быть определен по графику су­точной нагрузки подстанции, а также по таблице, составляе­мой для определения нагрузок и мощности карьерной подстан­ции (см. гл. 6).

Основная причина низкого коэффициента мощности — не­полная загрузка асинхронных электродвигателей и трансфор­маторов. Электродвигатели горных машин и трансформаторы на карьерах за время цикла, смены и суток загружены нерав­номерно. Средняя нагрузка за цикл приводного асинхронного электродвигателя преобразовательного агрегата экскаваторов ЭКГ-4 с ковшом вместимостью 5 м³ не превышает 0,5Р„ом-

Нагрузка электродвигателей конвейеров очень различна и в течение смены. Неравномерно загружены электродвигатели буровых станков, трансформаторы преобразовательных агрега­тов и передвижных подстанций (ПТП). Частично недогрузка трансформаторов и асинхронных двигателей объясняется тем, что при проектировании их выбирают мощность с известным за­пасом.

Низкий коэффициент мощности электрических установок уменьшает активную мощность генераторов, вызывает перерас­ход топлива на электростанциях и необходимость увеличения мощности трансформаторов подстанций, в связи с чем'растут капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

Снижение коэффициента мощности обусловливает также до­полнительные потери мощности на нагрев проводов, кабелей и шин, а также увеличение их сечения.

Мощность, которая расходуется на нагрев проводов, прямо пропорциональна квадрату активной составляющей тока и об­ратно пропорциональна квадрату соз ф:

г ч>

К,

СОЗ² ф

(8.8)

где /_а=/со5ф (/ — полный ток, протекающий по линии). Если сопротивление К заменить значением Ь/уР, то

•у^ соз² ср •

Отсюда следует, что при неизменном сечении проводов сниже­ние созф вызывает увеличение потерь мощности в электриче­ских сетях. Следовательно, необходимо повышение соз ф.