Причини за намаляване на фактора на мощността и методи за подобряването му

Техническа и икономическа стойност на фактора на мощността

Стойността на коефициента на мощност характеризира степента на използване на активната мощност на източника на захранване. Колкото по -високо коефициент на мощност на електрическите приемници, толкова по -добри са генераторите на електроцентрали и техните основни двигатели (турбини и др.), трансформатори на подстанции и електрически мрежи.

Ниските стойности на cos phi (cos phi) при същите стойности на активна мощност водят до допълнителни разходи за изграждането на по -мощни станции, подстанции и мрежи, както и до допълнителни експлоатационни разходи.

Истинската мощ на потребителите на електроенергия на предприятието се променя непрекъснато с течение на времето. Това се дължи на факта, че работата на отделни секции или цехове на предприятия не съвпада във времето. В допълнение, част от оборудването може да работи при частично натоварване или дори да е в състояние на празен ход. Промяната в активната и реактивната мощност на електрическите приемници води до промени в cos phi.

Причини за нисък коефициент на мощност

Основните консуматори на реактивна енергия са асинхронни електродвигатели, трансформатори и индуктивни пещи, заваръчни машини, газоразрядни лампи и др.

Асинхронен електродвигател, работещ с товар, близък до номиналния, има най -високата cos phi стойност. Тъй като натоварването на двигателя намалява, коефициентът на мощност намалява.

Това се дължи на факта, че активната мощност на клемите на електродвигателя се променя пропорционално на натоварването му, докато реактивната мощност, поради лека промяна в магнетизиращия ток, практически остава постоянна. На празен ход cos phi има най -малката стойност, която в зависимост от вида на електродвигателя, мощността и скоростта на въртене е в диапазона 0,1 — 0,3.

Силовите трансформатори, като асинхронните двигатели, имат намален коефициент на мощност при натоварване по -малко от 75%.

Претоварените асинхронни двигатели също имат ниски cos phi, което се дължи на увеличените магнитни потоци на изтичане.

Двигателите с по -добри условия на охлаждане от затворените двигатели могат да носят по -голямо натоварване (активна мощност) и следователно ще имат по -висока cos phi.

Електродвигателите с ротор с катеричка клетка, поради по-ниските стойности на индуктивното съпротивление на изтичане, имат cos phi по-висок от електродвигателите с навит ротор.

Стойността на cos phi за машини от същия тип ще се увеличи с увеличаване на номиналната мощност и скоростта на ротора, тъй като това намалява относителната величина на магнетизиращия ток.

Увеличаването на напрежението на вторичната страна на силовите трансформатори поради намаляване на натоварването (например по време на нощни смени и по време на обедната почивка) води до увеличаване на напрежението в сравнение с номиналното напрежение на клемите на работещи електродвигатели. Това от своя страна води до увеличаване на намагнитващия ток и реактивната мощност на електродвигателите, което води до по -нисък коефициент на мощност.

Завъртането на ротора, което се извършва при износване на лагерите, така че роторът да не докосва статора, води до увеличаване на въздушната междина между статора и ротора, което води до увеличаване на намагнитващия ток и намаляване на cos phi.

Намаляването на броя на проводниците в слота на статора по време на пренавиване причинява увеличаване на магнетизиращия ток и намаляване на cos phi на асинхронния двигател.

Използването на газоразрядни лампи (DRL и флуоресцентни), имащи индуктивно съпротивление (дросел) във веригата при липса на компенсиращи устройства, също намалява коефициента на мощност на електрическите инсталации (виж — Как са подредени и работят баластите на флуоресцентни лампи).

Техники за подобряване на фактора на мощността

Необходимо е да се увеличи коефициентът на мощност на електрическа инсталация, на първо място, чрез правилната и рационална работа на електрическото оборудване, тоест по естествен начин. Мощността на електродвигателя трябва да бъде избрана в строго съответствие с мощността, необходима за задвижвания механизъм, а вече инсталираните, но леко натоварени електродвигатели трябва да бъдат заменени с електродвигатели със съответно по -ниска мощност.

Трябва обаче да се има предвид, че понякога подобна подмяна може да доведе до увеличаване на загубите на активна енергия в самия електродвигател и в мрежата, ако ефективността на новоинсталирания електродвигател се окаже по -малка от предварително инсталираната един. Следователно осъществимостта на такава подмяна трябва да се провери чрез изчисление.

Освен това е необходимо да се провери резервния електродвигател според условията на допустимо нагряване и претоварване, а понякога и времето за ускорение. По правило електрическите двигатели, натоварени с по -малко от 40%, подлежат на подмяна. Когато натоварването е повече от 70%, подмяната става нерентабилна.

Във всички възможни случаи трябва да се даде предпочитание на електродвигател с клетка на катерица, а не на фазов ротор. Необходимо е да се изостави използването на затворени електродвигатели, ако поради условията на околната среда е разрешено използването на електродвигатели в отворен или защитен дизайн.

Електродвигателите, които задвижват различни машини и механизми, не работят при пълно натоварване през цялото време. Например, когато инсталирате нова част за механична обработка на машина, електродвигателят понякога работи на празен ход с ниско cos phi. Поради това е препоръчително да изключите електродвигателя от мрежата за времето на празен ход с продължителност на периода на взаимодействие от 10 секунди или повече (това изискване също е задължително, за да се спести активна електроенергия).

Периодът на взаимодействие е времето, прекарано за прибиране на инструмента в първоначалното му положение, изваждане на обработената част от машината, инсталиране на нова част на машината и привеждане на инструмента в работно положение. На машини и механизми, в които периодите на работа се редуват с периодите на оперативна съвместимост, е препоръчително да се инсталират автоматични ограничители на празен ход.

Препоръчва се също да се сменят или временно да се изключат трансформатори, натоварени средно по -малко от 30% от номиналната им мощност.

Качественият ремонт на асинхронен електродвигател значително влияе върху увеличаването на стойността на cos phi. Добре ремонтираният двигател трябва да има табелка с табелка. Трябва внимателно да следите размера на въздушната междина между статора и ротора, да не допускате отклонения от нормата, да поставите броя на активните проводници в жлебовете според изчислението. Ремонтираните двигатели трябва да бъдат внимателно тествани, включително проверка на тока на празен ход.

В някои случаи мерките за подобряване на естествения фактор на мощността не позволяват увеличаване на cos phi до 0,92 — 0,95 според условията на технологичния процес. При такива електрически инсталации се използват изкуствени методи за компенсация на реактивната мощност — увеличаване на коефициента на мощност чрез използване специални компенсаторни устройства.

Такива устройства включват: статични кондензатори, синхронни компенсатори и свръхвъзбудени синхронни двигатели. Синхронните електродвигатели и компенсаторите, произведени с висока мощност, обаче са рядкост във фабриките. Най -широко използваните за увеличаване на коефициента на мощност са статични кондензатори.

При подходящ избор на капацитета на кондензаторите е възможно фазовият ъгъл между напрежението и тока да се доведе до всяка необходима стойност. Намаляването на тока в захранващата мрежа се постига поради реактивния компонент, който се компенсира от капацитивния ток на кондензаторната банка.