Меню

Искусственные методы повышения коэффициента мощности



Коэфициент мощности, способы его повышения.

Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Коэффициент мощности

показывает, насколько рационально используется электрическая энергия. Чем ближе , тем лучше, так как больше удельный вес Р в S, а именно активная мощность Р и совершает полезную работу.
Для повышения существует два способа:
1. Естественный способ. Для повышения можно использовать потребители, которые не используют реактивную мощность (машины постоянного тока); асинхронные двигатели, соответствующие требуемой мощности, или специальные электрические машины (синхронные компенсаторы).
2. Искусственный способ (рис. 1.21). Для повышения нужно уменьшить угол сдвига фаз между током и напряжением либо к нагрузке, носящей активно-индуктивный характер, параллельно подключить батарею емкостей.

Рис. 1.21. Схема (а) и векторная диаграмма (б) при искусственном
увеличении коэффициента мощности (––– – до подключения С;
— — — – после подключения С)

Для цепи, показанной на рис. 1.21, а, имеем
, .
Так как , то .

Трехфазная система ЭДС. Фазные и линейные напряжения.

Совокупность трех синусоид смещенных относительно друг друга во времени на 1/3 периода(120град).

Источником трехфазной цепи явл синхронный генератор который состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора.

Ротор представляет собой электромагнит питаемый постоянным током

Статор состоит из сердечника и трех групп катушек(фаз).

Напряжения ua,ub,uc фазное напряжение генератора измеряют между началом и концом фазы.

Фазное либо между линейным и нейтральным проводом uab,ubc,uca uл линейное напряжение генератора измеряется между началом двух фаз, либо между двумя линейными проводами.

Классификация и способы включения приемников в трехфазную сеть.

Приемники трехфазной цепи может быть:

1)трехфазными(двигатели, трансформаторы, 3-фазное оборудование).

2)Однофазными(бытовые, осветительные приборы прочее).

Звезда

Принимается когда наминальное напряжение потребителя соотвествует фазному напряжению источника.

2)Соединение треугольник

Применяется когда наминальное напряжение потребителя соотвествует линейному напряжению источника

Трехфазная сеть при соединении приемников по схеме «звезда».назначение нейтрального провода.

Соединение звезда может быть двух видов:

1)Четырехпроходная звезда или звезда с нейтральным проводом

Применяется при не симметричной нагрузке.

2)Звезда Четырехпроходная либо без нейтрального провода

Применяется при симметричной нагрузке.

UA,UB,UC-фазные напряжения источника

Ua,Ub,Uc-фазное напряжение потребителя

IA,IB,IC-линейны токи – токи проводящих проводов

Ia,Ib,Ic-фазные токи потребителя

Iа=

Ib=

Iа=

14.Трехфазная цепь при соединении приемников по схеме «треугольник ».Симметричный режим работы.

Мощность трехфазной цепи.

Активная и реактивная мощности трехфазной цепи, как для любой сложной цепи, равны суммам соответствующих мощностей отдельных фаз:

В симметричном режиме мощности отдельных фаз равны, а мощность всей цепи может быть получена путем умножения фазных мощностей на число фаз:

В полученных выражениях заменим фазные величины на линейные. Для схемы звезды верны соотношения Uф/Uл/√3, Iф=Iл, тогда получим:

Для схемы треугольника верны соотношения: Uф=Uл ; Iф=Iл / √3 , тогда получим:

Следовательно, независимо от схемы соединения (звезда или треугольник) для симметричной трехфазной цепи формулы для мощностей имеют одинаковый вид:

Читайте также:  Когда во внешней цепи выделяется максимальная мощность

В приведенных формулах для мощностей трехфазной цепи подразумеваются линейные значения величин U и I, но индексы при их обозначениях не ставятся.

Активная мощность в электрической цепи измеряется прибором, называемым ваттметром, показания которого определяется по формуле:

где Uw, Iw — векторы напряжения и тока, подведенные к обмоткам прибора.

Для измерения активной мощности всей трехфазной цепи в зависимости от схемы соединения фаз нагрузки и ее характера применяются различные схемы включения измерительных приборов. Для измерения активной мощности симметричной трехфазной цепи применяется схема с одним ваттметром, который включается в одну из фаз и измеряет активную мощность только этой фазы. Активная мощность всей цепи получается путем умножения показания ваттметра на число фаз: P=3W=3UфIфcos(φ). Схема с одним ваттметром может быть использована только для ориентированной оценки мощности и неприменима для точных и коммерческих измерений.

При отсутствии нулевого провода линейные (фазные) ток связаны между собой уравнением 1-го закона Кирхгофа: IA+IB+IC=0. Сумма показаний двух ваттметров равна:

Таким образом, сумма показаний двух ваттметров равна активной трехфазной мощности, при этом показание каждого прибора в отдельности зависит не только величины нагрузки но и от ее характера.

На рис. 40.4 показана векторная диаграмма токов и напряжений для симметричной нагрузки. Из диаграммы следует, что показания отдельных ваттметров могут быть определены по формулам:

16.Переходные процессы в линейных электрических цепях, основные понятия ,законы.

Переходный процесс возникает в электрической цепи призматического режима ее работы под воздействием выключений при включении и выключении источников,потребителей либо при аварийных режимах на участках цепи(ХХ и КЗ).Переходный процесс с индуктивностью либо емкостью не может протекать мгновенно,т.к.энергия магнитного поля индуктивности или электрического поля емкости не может изменяться скачком.Любое изменение в электрической цепи вызывает изменение режима работы,наз коммутацией.

Законы коммутации:1) Ток индуктивного элемента не может изменяться скачком. Il(-0)=Il(0)=Il(+0);2)Напряжение на емкостном элементе не может изменяться скачком Uc(-0)= Uc (0)= Uc (+0)

17.Переходные процессы в электрической цепи с индуктивным элементов.(рассмотреть на примере задачи)

Электромагнит постоянного тока имеет сопротивление R=11 Ом и индуктивность L=0,44 Гн. Напряжение источника U=220 В. Рассчитать сопротивление Rp реостата, шунтирующего обмотку электромагнита, при котором напряжение на обмотке в момент отключения электромагнита не превысит утроенного значения напряжения источника.

Решение. Установившееся значение тока электромагнита, включенного под напряжение, I=U/R=20 А. Электрическое состояние цепи при отключенном источнике напряжения характеризуется уравнением

Решение которого i=Ae -(R+R p )/ L * t .

Поскольку ток в индуктивности не изменяется скачком, то в момент размыкания ключа(t=0) i(0)=20=Ae 0 , значит А=20, и ток в переходном режиме

i=20e (R+R p )/ L * t А.

Напряжение на обмотке электромагнита

Сопротивление Rp расчитываем так, что бы в момент отключения (t=0) uЭМ было больше либо равно 3U:

3U>=20 Rpe 0 ; Rp Pt P-корень 1+RCP=0

Источник

Основные способы повышения коэффициента мощности

Повышение коэффициента мощности может быть осуществлено:

улучшением использования электрооборудования и приме­нением, где это возможно, синхронных двигателей вместо асин­хронных;

применением специальных технических средств.

Улучшение использования электрооборудования заключается в основном в увеличении загрузки, асинхронных двигателей и трансформаторов, в замене малозагруженных асинхронных дви­гателей и трансформаторов двигателями и трансформаторами меньшей мощности. Это мероприятие в некоторых случаях мо­жет дать весьма ощутимый эффект.

Читайте также:  Карты нвидиа по возрастанию мощности

Применение синхронных двигателей, которые работают с опережающим коэффициентом мощности, может значительно повысить общий коэффициент мощности по предприятию з це­лом. При отсутствии синхронных двигателей коэффициент мощ­ности, как правило, всегда ниже требуемой величины и прихо­дится применять специальные меры для его Повышения.

Искусственное повышение коэффициента мощности осуще­ствляется за счет компенсации потребляемой реактивной мощ­ности с помощью установки специальных компенсаторов реак­тивной мощности.

На рис. 31.1 показан принцип компенсации реактивной мощ­ности, потребляемой из энергосистемы.

До компенсации потребляемые из энергосистемы реактив­ная и полная мощности равны Q и S. После компенсации реак­тивная мощность, потребляемая из энергосистемы, будет меньше на величину мощности компенсатора QK, т. е. Q’=Q—QK, умень­шится и полная мощность до величины, равной S’, что приве­дет к повышению коэффициента мощности на шинах под­станции.

Компенсация реактивной мощности может быть осуществ­лена применением синхронных компенсаторов и статических конденсаторов.

Синхронный компенсатор представляет собой синхронную машину, работающую как двигатель — вхолостую, т. е. без на­грузки. Применяют их при требуемой мощности компенсатора в несколько тысяч квар.

Наибольшее распространение в качестве компенсаторов ре­активной мощности получили статические конденсаторы. Их преимущества:

незначительная величина потерь активной мощности (0,3— 0,1 % полной реактивной мощности);

надежность работы и простота эксплуатации благодаря от­сутствию вращающихся и трущихся частей;

малый вес, исключающий необходимость в специальных фундаментах;

простота и легкость подбора необходимого числа конденса­торов;

независимость работы всей компенсирующей установки от выхода из строя отдельного конденсатора;

установка конденсаторов в любой точке сети: у приемников тока, на КРП и ГПП.

Мощность батареи конденсаторов

где Wa — суточный расход активной электроэнергии, кВт∙ч; Ф1 и ф2 — угол сдвига фаз до и после компенсации реактивной мощности; &и — коэффициент использования статических кон­денсаторов во времени, равный 0,9—0,95.

Число конденсаторов (на все три фазы) определяют по уравнению

где QK— мощность батареи конденсаторов, квар; qK— номи­нальная мощность одного конденсатора, квар; Uном — номиналь­ное напряжение на шинах подстанции, кВ; UK — номинальное напряжение конденсатора, кВ.

Компенсация реактивной мощности может быть индивиду­альной, групповой и централизованной.

При индивидуальной компенсации конденсаторы устанавли­вают непосредственно у отдельных двигателей или трансфор­маторов. При этом от реактивной мощности разгружается вся линия до потребителя электроэнергии.

При групповой компенсации конденсаторы устанавливают на распределительных пунктах (РП), к которым подключают несколько потребителей электроэнергии.

Для централизованной компенсации конденсаторная уста­новка подключается к шинам ГПП или КРП.

В зависимости от способа компенсации конденсаторные ус­тановки включаются по различным схемам.

При индивидуальной компенсации конденсаторная установка присоединяется через общий выключатель с электродвигателем или трансформатором (рис. 31.2).

При централизованной и групповой компенсации конденса­торная установка присоединяется к шинам 6 кВ ГПП, КРП или распределительного пункта через отдельный выключатель, при мощности конденсаторной установки больше 400 квар — через масляный или вакуумный выключатель, если мощность конденсаторов меньше 400 квар — через выключатель нагрузки (рис. 31.3).

Читайте также:  Тепловые трубы высокой мощности

Для обеспечения безопасности обслуживания конденсатор­ных установок необходимо снять электрический заряд отклю-

ченной от сети конденсаторной установки. Для этого к конден­саторной батарее подключают наглухо разрядное сопротивле­ние. В схеме индивидуальной компенсации (см. рис. 31.2) разрядным сопротивлением являются обмотки двигателя или тран­сформатора.

При централизованной или групповой компенсации (см. рис. 31.3) разрядным сопротивлением являются первичные об­мотки трансформаторов напряжения НОМ-6. Для контроля це­лостности цепи разряда к вторичным обмоткам трансформато­ров напряжения подключены неоновые лампы.

Защита от коротких замыканий в конденсаторной установке осуществляется максимальной токовой защитой. Кроме того, каждый конденсатор защищен плавким предохранителем, кото­рый отключает конденсатор при коротком замыкании (пробое) в конденсаторе.

Для учета отданной конденсаторной установкой в сеть энер­гии устанавливают счетчик реактивной энергии.

Тарификация электроэнергии

Электроэнергия, расходуемая промышленными предприятиями, оплачивается по двухставочному тарифу, состоящему из основ­ной и дополнительной ставок.

С промышленных предприятий с годовым максимумом на­грузки не ниже 500 кВт основная плата взимается за 1 кВт за­явленной активной мощности, участвующей в суточном мак­симуме нагрузки энергосистемы. Под заявленной мощностью понимается наибольшая получасовая активная мощность и оп­тимальная реактивная мощность, потребляемые предприятием в часы суточного максимума нагрузок энергосистемы.

Дополнительная ставка предусматривает плату за каждый киловатт-час потребляемой активной энергии, учтенной счетчи­ками расчетного учета.

Кроме того, при расчетах за электроэнергию применяют шкалу скидок и надбавок. Скидки и надбавки определяются в зависимости от выполнения предприятием требований энергоснабжающей организации к потреблению реактивной мощ­ности в часы максимума активной нагрузки энергосистемы. Ко­личественным показателем этого являются оптимальный и фак­тический коэффициенты компенсации реактивной мощности.

Оптимальный коэффициент компенсации реактивной мощности

где Рм — заявленная

потребителем мощность, участвующая в максимуме нагрузки энергосистемы и зафиксированная в приложении к договору на использование электроэнергии, кВт; Q8 — оптимальная реактивная нагрузка потребителя, заданная энергоснабжающей организацией и зафиксированная в прило­жении к договору на пользование электроэнергией, квар; QM — фактическая реактивная нагрузка потребителя, участвующая в максимуме нагрузки энергосистемы, квар.

Скидка или надбавка к тарифу на электроэнергию опреде­ляется по шкале скидок и надбавок.

Стоимость электроэнергии (руб.), потребляемой предприя­тием за определенный промежуток времени (месяц, квартал, год), определяется по формуле

где с — ставка за каждый киловатт заявленной мощности, руб.; d — стоимость 1 кВт∙ч активной энергии, учтенной счетчиками, руб./кВт∙ч; Wа — расход активной энергии, кВт∙ч; α— над­бавка ( + ) или скидка (—) в зависимости от значений коэф­фициентов компенсации реактивной мощности.

Прокрутить вверх

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Источник