Реактивдүү күч деген эмне? Реактивдүү кубаттуулукту компенсациялоо. Реактивдүү кубаттуулукту эсептөө

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Батирлерде жана жеке үйлөрдө бир электр эсептегич орнотулган, ага ылайык керектелген энергия үчүн төлөм эсептелет. Жөнөкөй сөз менен айтканда, бул толугу менен туура эмес болсо да, анын активдүү компоненти гана күнүмдүк жашоодо колдонулат деп эсептелет. Заманбап турак-жай схемаларында фазаны которуштуруучу элементтери бар түзүлүштөр менен толукталган. Бирок тиричилик приборлору керектеген реактивдүү кубаттуулук өнөр жай ишканаларына салыштырмалуу азыраак, андыктан төлөмдөрдү эсептөөдө адаттагыдай эле көңүл бурулбайт.

Жүк схемасы аркылуу өткөн мите агымдардын сарпталышына жетекчилик тарабынан көзөмөл кылынбаган завод же фабрика облустун жана бүтүндөй өлкөнүн энергетика системасына чоң зыян келтирет. Электр өткөргүч линиясынын айланасындагы атмосфералык аба таптакыр пайдасыз ысыйт; көмөкчордондорго орнотулган трансформаторлордун орогучтары, өзгөчө күчөгөн мезгилде жүккө туруштук бере албайт.

Жүк индуктивдүү жана сыйымдуулук

Эгер сиз кадимки жылытуу түзүлүшүн же электр лампочкасын алсаңыз, анда көрсөтүлгөн кубатколбадагы же фамилиядагы тиешелүү жазуу бул аппарат аркылуу өткөн токтун жана электр чыңалуусунун маанилеринин продуктусуна туура келет (бизде 220 вольт бар). Түзмөктө трансформатор, индукторлорду камтыган башка элементтер же конденсаторлор болсо, абал өзгөрөт. Бул бөлүктөрдүн өзгөчө касиеттери бар, аларда агып жаткан токтун графиги берүү чыңалуусунун синусоидинен артта калат же алып барат - башкача айтканда, фазалык жылыш пайда болот. Идеалдуу сыйымдуулук жүк векторду -90, ал эми индуктивдүү жүк +90 градуска жылдырат. Бул учурда бийлик ток менен чыңалуу продуктусунун гана натыйжасы эмес, белгилүү бир оңдоо коэффициенти кошулат. Бул кайда алып барат?

Процесстин геометриялык чагылдырылышы

Мектептеги геометрия курсунан ар бир адам гипотенузанын тик бурчтуктун буттарынын баарынан узун экенин билет. Эгерде активдүү, реактивдүү жана көрүнөө күч анын капталдарын түзсө, анда катушка жана сыйымдуулук керектеген токтар резистивдүү компонентке туура бурчта болот, бирок карама-каршы багыттар менен. Кошкондо (же кааласаңыз, кемиткенде, алар ар кандай белгилер менен) жалпы вектор, башкача айтканда, схемада жүктүн кайсы түрү басымдуулук кылганына жараша жалпы реактивдүү кубаттуулук өйдө же ылдый багытталат. Анын багыты боюнча жүктүн кайсы мүнөзү үстөмдүк кылаарын аныктаса болот.

Активдүү компонентке вектор кошулган реактивдүү кубаттуулук керектелген кубаттуулуктун жалпы көлөмүн берет. Ал графикалык түрдө көрсөтүлгөнкүч үч бурчтугунун гипотенузасы. Бул сызык x огуна карата канчалык жумшак жайгаштырылса, ошончолук жакшы болот.

Косинус фи

График φ бурчу эки вектор, толук жана активдүү күч тарабынан түзүлөөрүн көрсөтүп турат. Алардын баалуулуктары канчалык азыраак айырмаланса, ошончолук жакшы, бирок алардын толук биригүүсүнө мите деп саналган реактивдүү күч тоскоол болот. Бурч канчалык чоң болсо, электр берүү чубалгыларына, электр менен камсыздоо системасынын жогорулатуучу жана төмөндөтүүчү трансформаторлоруна жүк ошончолук жогору болот жана тескерисинче, векторлор бири-бирине канчалык жакын болсо, зымдар ошончолук аз ысыйт. схема. Албетте, бул маселе боюнча бир нерсе кылуу керек болчу. Жана чечим табылды, жөнөкөй жана жарашыктуу. Реактивдүү кубаттуулуктун өз ара компенсацияланышы φ бурчун азайтууга жана анын косинусун (бул күч фактору деп да аталат) мүмкүн болушунча биримдикке жакындатууга мүмкүндүк берет. Бул үчүн сыйымдуулуктун компонентинин векторун агымдардын резонансына жетүүчүдөй кылып узартыңыз, мында алар бири-бирин «өчүрүп» кетишет (идеалдуу түрдө толугу менен, бирок иш жүзүндө - эң чоң даражада).

Теория жана практика

Бардык теориялык эсептөөлөр канчалык баалуу болсо, алар практикада ошончолук колдонула алат. Ар кандай өнүккөн өнөр жай ишканасында сүрөттөлүш төмөнкүдөй: электр энергиясынын көпчүлүк бөлүгүн моторлор (синхрондуу, асинхрондуу, бир фазалуу, үч фазалуу) жана башка машиналар керектейт. Бирок трансформаторлор да бар. Жыйынтык жөнөкөй: реалдуу өндүрүш шарттарында индуктивдүү мүнөздөгү реактивдүү күч басымдуулук кылат. Белгилей кетсек, ишканаларалар үйлөрдө жана батирлерде болгондой бир эле электр эсептегичти эмес, экөөнү орнотушат, алардын бири активдүү, ал эми экинчиси кайсынысын табуу оңой. Ал эми электр чубалгылары аркылуу курулай «кубаланган» энергиянын ашыкча чыгымдалышы үчүн тиешелүү органдарга аёосуз айып салынып, реактивдүү кубаттуулукту эсептеп, аны азайтуу боюнча чараларды көрүүгө администрация абдан кызыкдар. Бул маселени чечүүдө электр сыйымдуулугусуз иш кыла албастыгы түшүнүктүү.

Теориялык компенсация

Жогорку графиктен паразиттик агымдардын азайышына, жок эле дегенде, теориялык жактан толугу менен жок кылынганга чейин кантип жетишүү керектиги так көрүнүп турат. Бул үчүн тиешелүү сыйымдуулуктагы конденсаторду индуктивдүү жүккө параллель туташтыруу керек. Кошулганда векторлор нөлдү берет жана пайдалуу активдүү компонент гана калат.

Эсептөө формула боюнча жүргүзүлөт:

C=1 / (2πFX), мында X - тармакка кирген бардык түзмөктөрдүн жалпы реактивдүүлүгү; F - берүү чыңалуусунун жыштыгы (бизде - 50 Гц);

Бул эмнеси оңой? "Х" менен "пи" санын 50гө көбөйтүп, бөлгүлө. Бирок, баары бир аз татаалыраак.

Иш жүзүндө кандай?

Формула жөнөкөй, бирок X аныктоо жана эсептөө анчалык деле оңой эмес. Бул үчүн сиз аппараттар жөнүндө бардык маалыматтарды алып, алардын реакциясын жана вектордук формасында билишиңиз керек, анан да… Чындыгында муну эч ким жасабайт, лабораториялык иштердеги студенттерден башка.

Сиз реактивдүү кубаттуулукту башка жол менен аныктай аласыз, атайын түзүлүштүн жардамы менен - косинус фини көрсөткөн фаза өлчөгүч же ваттметрдин көрсөткүчтөрүн салыштыруу,амперметр жана вольтметр.

Маселе чыныгы өндүрүш процессинде жүктүн тынымсыз өзгөрүп тургандыгы менен татаалдашат, анткени кээ бир машиналар иштөө учурунда күйгүзүлсө, башкалары, тескерисинче, тармактан талап кылынгандай ажыратылган. технологиялык регламенттер. Ошого жараша кырдаалга мониторинг жүргүзүү үчүн тынымсыз чаралар керек. Түнкү сменада жарыктандыруу иштейт, кышкысын цехтерде абаны жылытууга, жайында муздатууга болот. Тигил же бул жол менен, бирок реактивдүү кубаттуулуктун ордун толтуруу практикалык өлчөөлөрдүн чоң үлүшү менен теориялык эсептөөлөргө негизделген cos φ.

Конденсаторлорду туташтыруу жана ажыратуу

Маселени чечүүнүн эң оңой жана эң айкын жолу - фазалык эсептегичтин жанына атайын жумушчуну коюу, ал конденсаторлордун керектүү санын күйгүзүп же өчүрүп, жебенин биримдиктен минималдуу четтөөсүнө жетишет. Ошентип, адегенде алар муну жасашты, бирок практика көрсөткөндөй, белгилүү адам фактору каалаган натыйжага жетүү үчүн дайыма эле жол бербейт. Кандай болгон күндө да, көбүнчө индуктивдүү мүнөзгө ээ болгон реактивдүү күч тиешелүү өлчөмдөгү электр сыйымдуулугун туташтыруу менен компенсацияланат, бирок муну автоматтык түрдө жасаган жакшы, антпесе шалаакы жумушчу өз ишканасын ири өлчөмдө айып пулга алып келиши мүмкүн. Дагы бир жолу, бул ишти квалификациялуу деп айтууга болбойт, ал автоматташтырууга абдан ылайыктуу. Эң жөнөкөй схема жарык берүүчүнүн жана жарык кабылдагычтын оптикалык электрон жуптарын камтыйт. Жебе минималдуу маанини жаап койду, демек сиз кошуу керексыйымдуулук.

Автоматташтыруу жана акылдуу алгоритмдер

В настоящее время есть системы, позволяющие надежно удерживать cos φ в пределах от 0, 9 до 1. Так как подключение конденсаторов в них происходит дискретно, то идеального результата добиться невозможно, но экономический эффект автоматический компенсатор реактивной мощности все равно дает абдан жакшы. Бул аппараттын иштеши интеллектуалдык алгоритмдерге негизделген, алар күйгүзүлгөндөн кийин дароо иштешин камсыз кылат, көбүнчө кошумча орнотууларсыз да. Эсептөө техникасынын технологиялык жетишкендиктери конденсаторлордун банктарынын бир же экөөнүн мөөнөтүнөн мурда иштен чыгышына жол бербөө үчүн бардык этаптарды бирдей туташтырууга жетишүүгө мүмкүндүк берет. Жооп берүү убактысы да азайтылат жана кошумча дроссельдер өткөөл мезгилде чыңалуунун төмөндөшүнүн көлөмүн азайтат. Заманбап ишкананын электрди башкаруу панели тиешелүү эргономикалык схемага ээ, ал операторго кырдаалды тез баалоо үчүн шарттарды түзөт, ал эми авария же иштен чыккан учурда ал дароо сигнализацияны алат. Мындай шкафтын баасы кыйла кымбат, бирок ал үчүн төлөөгө арзырлык, ал пайда алып келет.

Компенсатор түзмөгү

Кадимки реактивдүү кубаттуулуктун компенсатору – бул стандарт өлчөмдөрдөгү металл шкаф, алдыңкы панелинде башкаруу жана башкаруу панели, адатта ачык. Анын түбүндө конденсаторлордун (батареялардын) комплекттери бар. МындайЖайгашкан жери жөнөкөй карап чыгуу менен шартталган: электр кубаттуулугу абдан оор жана структураны туруктуураак кылуу үчүн аракет кылуу абдан логикалык. Үстүнкү бөлүгүндө оператордун көзүнүн деңгээлинде керектүү контролдук түзүлүштөр, анын ичинде фазалык индикатор бар, анын жардамы менен сиз кубаттуулук факторунун чоңдугун баалоого болот. Ошондой эле ар кандай көрсөткүчтөр бар, анын ичинде өзгөчө кырдаалдар, башкаруу элементтери (күйгүзүү жана өчүрүү, кол режимине өтүү ж.б.). Өлчөө датчиктеринин көрсөткүчтөрүн салыштырууну баалоо жана башкаруу иш-аракеттерин иштеп чыгуу (зарыл рейтингдеги конденсаторлорду кошуу) микропроцессорго негизделген схема аркылуу жүзөгө ашырылат. Иштеткычтар тез жана үнсүз иштешет, алар көбүнчө күчтүү тиристорлорго курулат.

Конденсатор банктарынын болжолдуу эсептөөсү

Салыштырмалуу кичинекей станцияларда чынжырдын реактивдүү күчүн алардын фазалык жылыш өзгөчөлүктөрүн эске алуу менен туташтырылган түзүлүштөрдүн саны боюнча болжолдуу түрдө баалоого болот. Ошентип, кадимки асинхрондуу электр кыймылдаткычы (фабрикалардын жана заводдордун негизги "мүчөсү") жүктөмү өзүнүн номиналдык кубаттуулугунун жарымына барабар, cos φ 0,73кө барабар, ал эми флуоресценттик лампа - 0,5. контакт ширетүү машинасы 0, 8ден 0,9га чейин диапазондо, дога меши косинусу φ 0,8ге барабар иштейт. Дээрлик ар бир башкы энергетикке жеткиликтүү таблицаларда өнөр жай жабдууларынын дээрлик бардык түрлөрү боюнча маалымат камтылган жана реактивдүү кубаттуулуктун компенсациясын алдын ала орнотуу мүмкүн аларды колдонуу менен жасалган. Бирок, мындай маалыматтарконденсатор топтомдорун кошуу же алып салуу аркылуу тууралоолорду киргизүү үчүн негиз катары гана кызмат кылат.

Улуттук

Электр тармагынын параметрлери жана андагы жүктүн бирдейлиги жөнүндө бардык камкордуктарды мамлекет заводдорго, заводдорго жана башка өнөр жай ишканаларына ишенип тапшыргандай таасир калтырышы мүмкүн. Бул андай эмес. Өлкөнүн энергетика системасы электр станцияларынан өзүнүн өзгөчө продуктусунун чыгышында улуттук жана аймактык масштабда фазалык жылышты көзөмөлдөйт. Дагы бир маселе, реактивдүү компоненттин ордун толтуруу конденсатор банктарын туташтыруу менен эмес, башка ыкма менен ишке ашырылат. Ротордун орамдарында керектөөчүлөргө берилүүчү энергиянын сапатын камсыз кылуу үчүн синхрондуу генераторлордо чоң көйгөй эмес, агымдын агымы жөнгө салынат.