Reaktiv quvvat kompensatsiyasi nima va kompensatsiya miqdori qanday hisoblanadi?

Kundalik ishda bunday savolga tez-tez duch kelasizmi: transformatorlarning quvvati kilovolt-amper (kVA), dvigatellarning chiqish quvvati kilovattda (kVt) va kondansatör kompensatsiyasi quvvati vars yoki kilovarda (var) o'lchanadi. Nima uchun elektr quvvatini ifodalovchi birliklar uchun uchta turli atamalar mavjud?

Bu bizni bugun muhokama qiladigan mavzuga olib boradi: reaktiv quvvat (birlik: var yoki kvar), faol quvvat (birlik: Vt yoki kVt), ko'rinadigan quvvat (birlik: VA yoki kVA) va quvvat omili o'rtasidagi o'ziga xos bog'liqlik.

 

I. Elektr tarmog'ida manba tomonidan yukga beriladigan elektr quvvati ikki turga bo'linishi mumkin: faol quvvat va reaktiv quvvat.

(1) Reaktiv quvvat (Q):
Ko'pgina elektr qurilmalari tarqatish transformatorlari va motorlar kabi elektromagnit induksiya tamoyillari asosida ishlaydi. Dvigatellar rotorni haydash uchun aylanadigan magnit maydonni o'rnatish va saqlashni talab qiladi, bu esa o'z navbatida mexanik harakatni amalga oshiradi. Dvigateldagi rotorning magnit maydoni quvvat manbaidan reaktiv quvvat olish orqali hosil bo'ladi.
Transformatorlar, shuningdek, birlamchi o'rashda magnit maydon hosil qilish va ikkilamchi o'rashda kuchlanishni keltirib chiqarish uchun reaktiv quvvatni talab qiladi. Shuning uchun, reaktiv quvvatsiz dvigatellar aylanmaydi, transformatorlar kuchlanishni o'zgartira olmaydi va AC kontaktorlari ishlamaydi. Generatorlar reaktiv quvvat ishlab chiqarishi mumkin, kondansatkichlar esa reaktiv quvvat bilan ta'minlashi mumkin-bu reaktiv quvvat kompensatsiyasining asosidir.

(2) Faol quvvat (P):
Faol quvvat to'g'ridan-to'g'ri energiyaning boshqa shakllariga aylantirilishi va iste'mol qilinishi mumkin bo'lgan elektr energiyasining bir qismini anglatadi. Masalan, dvigatel elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi. Samaradorlikni hisobga olmasdan, 11 kVt quvvatga ega vosita 11 kVt soat elektr energiyasini soatiga ekvivalent miqdordagi mexanik energiyaga aylantirishi mumkin. 100 Vt akkor chiroq soatiga 0,1 kVt elektr energiyasini yorug'lik energiyasiga aylantiradi. Xuddi shunday, 1 kVt quvvatga ega isitgich soatiga 1 kVt elektr energiyasini issiqlik energiyasiga aylantiradi. Faol quvvat - bu to'g'ridan-to'g'ri energiyaning boshqa shakllariga aylantirilishi mumkin bo'lgan elektr quvvati.

(3) Ko'rinadigan quvvat (S):
Qaysidir ma'noda, ko'rinadigan quvvat faol quvvat (P) va reaktiv quvvat (Q) ning birikmasidir. Quvvat manbalari uchun ko'rinadigan quvvat faol va reaktiv quvvatni o'z ichiga oladi. Misol uchun, transformator tomonidan ta'minlangan quvvat faol va reaktiv komponentlarni o'z ichiga oladi, shuning uchun transformatorlarning quvvati kilovolt-amper (kVA) bilan o'lchanadigan ko'rinadigan quvvatda ifodalanadi.

 

II. Faol quvvat, reaktiv quvvat va ko'rinadigan quvvat o'rtasidagi bog'liqlik

Bu uch o'rtasidagi munosabatni tushuntirish uchun, avvalo, kuch omili nima ekanligini tushunishimiz kerak.

O'zgaruvchan tok zanjirida kuchlanish va oqim o'rtasidagi fazalar farqining kosinusu (P) quvvat omili deb ataladi, cosΦ bilan belgilanadi. Raqamli ravishda, quvvat omili faol quvvatning ko'rinadigan quvvatga nisbati, ya'ni cosΦ=P/S.

 

 

(1) Reaktiv quvvat nima?

Quvvat uchburchagi, kuchlanish uchburchagi va empedans uchburchagi bilan tasvirlangan munosabatlarga asoslanib, reaktiv quvvatni amaliy ma'noda quyidagicha tushunish mumkin:
Elektr pallasida sof qarshilikli komponentlar iste'mol qiladifaol quvvat (P), induktiv komponentlar (masalan, reaktor bobinlari, transformator sariqlari va motor statorlari yoki rotorlari) iste'mol qilgandareaktiv quvvat (Q). Boshqa tomondan, sig'imli komponentlar reaktiv quvvatni (Q) - ta'minlaydi, masalan, kondansatörler va sinxron generatorlar. (Eslatma: Sinxron generator ishlayotganda, uning o'rashlari sig'imli ishlaydi, ya'ni u faol quvvat va reaktiv quvvat beradi.)

Shunday qilib, oddiy xulosa:
Induktiv yoki sig'imli komponentlar reaktiv quvvatning iste'molchilari va etkazib beruvchilari hisoblanadi.

(2) Reaktiv quvvatning salbiy ta'siri qanday?

Jeneratorlarning faol quvvat chiqishini pasaytiradi
Buning sababi, generatorning umumiy quvvati (ya'ni, ko'rinadigan quvvat S) o'zgarmasdir. Agar juda ko'p reaktiv quvvat Q ta'minlansa, faol quvvat P shunga mos ravishda kamayadi; aks holda, generator ortiqcha yuklanishi mumkin.

Uzatish va tarqatish uskunasining elektr ta'minoti quvvatini pasaytiradi
Mantiqiy asos generatorlar bilan bir xil.

Chiziqdagi kuchlanish yo'qotishlarini oshiradi
Devrendagi reaktiv oqim komponenti ortishi bilan umumiy oqim ham ortadi. Kuchlanishning pasayishi (DU=IZ) oqimga proportsionaldir. Kattaroq kuchlanish pasayishi o'tkazgichlarning kesishish maydonini -ko'paytirishni talab qiladi, bu esa yuqori investitsiya xarajatlariga olib keladi.

 

(3) Reaktiv quvvatning afzalliklari

Ko'pgina elektr qurilmalari tarqatish transformatorlari va motorlar kabi elektromagnit induksiya tamoyillari asosida ishlaydi.

Dvigatellar rotorni haydash uchun aylanadigan magnit maydonni o'rnatish va saqlashni talab qiladi, bu esa o'z navbatida mexanik harakatni amalga oshiradi. Dvigateldagi rotorning magnit maydoni quvvat manbaidan reaktiv quvvat olish orqali hosil bo'ladi.

Xuddi shunday, transformatorlar birlamchi o'rashda magnit maydon hosil qilish uchun reaktiv quvvatga muhtoj va shu bilan ikkilamchi o'rashda kuchlanish paydo bo'ladi.

Shunday qilib, reaktiv quvvatsiz:

Dvigatellar aylanmaydi,

Transformatorlar kuchlanishni o'zgartira olmadi,

AC kontaktorlari ulanmaydi.

Bundan ko'rinib turibdiki, reaktiv quvvat elektr energiyasini aylantirish va o'zgartirishda yordamchi rol o'ynaydi. Reaktiv quvvatsiz magnit maydonlarni o'rnatib bo'lmaydi va elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirib bo'lmaydi.

 

III. Reaktiv quvvat kompensatsiyasini qanday amalga oshirish va kompensatsiya miqdorini hisoblash mumkin?

Yuqorida biz reaktiv quvvatning roli va kamchiliklarini birgalikda tahlil qildik. Asosiy kamchiliklari quyidagilardan iborat: birinchidan, u transformatorlarning quvvatini va o'tkazgichlarning kesishish maydonini - oshiradi, bu esa loyiha xarajatlarini bilvosita oshiradi; ikkinchidan, ishlagandan so'ng, quvvat koeffitsienti 0,9 dan pastga tushmasligi kerak, aks holda elektr ta'minoti kompaniyasi jarima soladi.

Shuning uchun, muhandislik loyihalashda biz ushbu masalani to'liq ko'rib chiqishimiz kerak. Jeneratörsiz elektr ta'minoti tizimlarida, odatda, podstansiyalarning quvvat omilini yaxshilash uchun parallel kondansatörler ishlatiladi. Printsip tarmoqdan reaktiv quvvatni olish zaruratini yo'qotib, mahalliy reaktiv quvvat bilan ta'minlashdir. Ushbu yondashuv nafaqat transformatorlarning kerakli quvvatini kamaytiradi, balki o'lchash tomonidagi quvvat omilini ham yaxshilaydi.

 

(1) Kondensatorni qoplash usullarini tanlash

1.Sun'iy reaktiv quvvat kompensatsiyasi qurilmalari sifatida manevr quvvati kondansatkichlarini ishlatganda, chiziq yo'qotishlarini va kuchlanish pasayishini minimallashtirish uchun kompensatsiya mahalliy darajada muvozanatli bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, past{2}}kuchlanishli uchastkalardagi reaktiv quvvat past-kuchlanishli kondansatkichlar bilan, yuqori-kuchlanishli uchastkalardagi reaktiv quvvat esa yuqori-kuchlanishli kondansatörler bilan kompensatsiya qilinishi kerak.

Agar yuqori kuchlanish yuki bo'lmasa, yuqori-kuchlanish tomoniga manyovr kondansatör qurilmalari o'rnatilmasligi kerak.

Dvigatel bilan ishlaydigan uskunalar uchun mahalliy individual kompensatsiya- amalga oshirilganda, kompensatsiya kondensatorining nominal oqimi dvigatelning qo'zg'alish oqimining 0,9 barobaridan oshmasligi kerak.

Elektr yukini hisoblashda kompensatsiyalangan reaktiv quvvatni kiritish kerak.

2.Kompensatsion kondansatör banklari uchun o'tish rejimlari qo'lda va avtomatik bo'linadi.

Qo'lda almashtirish asosiy past kuchlanishli reaktiv quvvatni kompensatsiya qiluvchi kondansatkichlar, shuningdek barqaror reaktiv quvvat talabi va kamdan-kam almashtiriladigan yuqori-voltajli kondansatörlar uchun javob beradi.

Muayyan elektr jihozlariga zarar yetkazishi mumkin bo'lgan engil yuklar vaqtida ortiqcha kompensatsiya yoki haddan tashqari kuchlanishning- oldini olish uchun avtomatik almashtirish tavsiya etiladi.

Agar yuqori{0}}kuchlanish va past kuchlanishli avtomatik kompensatsiya qurilmalarining ta'siri o'xshash bo'lsa, past kuchlanishli avtomatik kompensatsiya qurilmalariga ustunlik berish kerak.

3. Avtomatik reaktiv quvvat kompensatsiyasini tartibga solish usullari:

Birinchi navbatda energiyani tejashga qaratilgan kompensatsiya uchun reaktiv quvvat kabi parametrlarni tartibga solish uchun foydalanish mumkin.

Ta'sirli yuklar, dinamik ravishda tez o'zgaruvchan yuklar va uch fazali muvozanatsiz yuklar- uchun tiristorlar (elektron kalitlar) nazorat qilish uchun ishlatilishi mumkin, ular shoshilinch oqimlarsiz uzluksiz ishlashni ta'minlaydi, yaxshi dinamik ishlashni ta'minlaydi va uch-soat uchun fazalarni ajratilgan boshqarishni ta'minlaydi.

4.Kondensatorlarni guruhlashda, qo'llab-quvvatlovchi uskunaning texnik parametrlari bilan muvofiqligi ta'minlanishi kerak. Ruxsat etilgan kuchlanish og'ish diapazoni bajarilishi kerak va har bir guruhning imkoniyatlarini mos ravishda oshirib, guruhlar sonini kamaytirishga harakat qilish kerak.

Guruhlangan kondansatkichlarni almashtirish rezonansni keltirib chiqarmasligi kerak.

5.Yuqori{1}}kuchlanishli kondansatkichlar mos oʻlchamdagi reaktorlar bilan ketma-ket ulangan boʻlishi kerak, past{2}}kuchlanishli kondansatkichlar esa kommutatsiya paytida kirish oqimlarini kamaytirish uchun maxsus kontaktorlar yoki tiristorlar yordamida kommutatsiya sigʻimini oshirishi kerak.

Elektr jihozlarining harmonikasidan sezilarli darajada ta'sirlangan liniyalarda reaktorlar kondansatör banklari bilan ketma-ket ulanishi kerak.

 

(2) Kondensatorning kompensatsiya quvvatini hisoblash

 

Maqsad - Qc (kvar) ga kerakli reaktiv quvvatni aniqlash