Årsaker til effektfaktorreduksjon og metoder for å forbedre den

Teknisk og økonomisk verdi av effektfaktor

Verdien av effektfaktoren karakteriserer utnyttelsesgraden av kraftkildens aktive effekt. Den høyere effektfaktor for elektriske mottakere, jo bedre kraftverksgeneratorer og deres drivkraft (turbiner osv.), transformatorer og strømnett.

Lave verdier av cos phi (cos phi) ved samme verdier for aktiv kraft fører til ekstra kostnader for bygging av kraftigere stasjoner, understasjoner og nettverk, samt til ekstra driftskostnader.

Den sanne kraften til strømbrukere er i konstant endring over tid. Dette skyldes det faktum at arbeidet til individuelle seksjoner eller verksteder i bedrifter ikke faller sammen i tid. I tillegg kan noe av utstyret fungere med delvis belastning eller til og med i hviletilstand.Endringen i aktiv og reaktiv effekt til elektriske mottakere fører til endringer i cos phi.

Årsaker til lav effektfaktor

Hovedforbrukerne av reaktiv energi er asynkrone elektriske motorer, transformatorer og induksjonsovner, sveisemaskiner, gassutladningslamper, etc.

En induksjonsmotor som opererer med en belastning nær nominell har den høyeste cos phi-verdien. Når motorbelastningen avtar, synker effektfaktoren.

Dette skyldes det faktum at den aktive effekten ved terminalene til den elektriske motoren endres proporsjonalt med belastningen, mens den reaktive effekten, på grunn av en liten endring i magnetiseringsstrømmen, praktisk talt forblir konstant. Ved tomgang har cos phi den minste verdien, som, avhengig av type elektrisk motor, effekt og rotasjonshastighet, ligger i området 0,1 — 0,3.

Krafttransformatorer, som induksjonsmotorer, har en redusert effektfaktor på mindre enn 75 %.

Overbelastede induksjonsmotorer har også lav cos phi på grunn av økte magnetiske lekkasjeflukser.

Motorer med bedre kjøleforhold enn lukkede motorer kan bære mer belastning (aktiv effekt) og vil derfor ha høyere cos phi.

Squirrel cage rotormotorer, på grunn av de lavere induktive lekkasjemotstandsverdiene, har en høyere cos phi enn viklede rotormotorer.

Verdien av cos phi for maskiner av samme type vil øke når merkeeffekten og rotorhastigheten øker, da dette reduserer den relative størrelsen på magnetiseringsstrømmen.

En økning i spenningen på sekundærsiden av krafttransformatorene på grunn av en reduksjon i belastningen (for eksempel under nattskift og i lunsjpausen) fører til en økning i spenning sammenlignet med den nominelle spenningen til terminalene til elektriske motorer . Dette fører igjen til en økning i magnetiseringsstrømmen og reaktiv effekt til elektriske motorer, noe som resulterer i en lavere effektfaktor.

Rotasjonen av rotoren, som skjer når lagrene slites, slik at rotoren ikke berører statoren, forårsaker en økning i luftgapet mellom statoren og rotoren, noe som fører til en økning i magnetiseringsstrømmen og en reduksjon i cos phi.

Redusering av antall ledninger i statorspalten under tilbakespoling forårsaker en økning i magnetiseringsstrømmen og en reduksjon i cos phi til induksjonsmotoren.

Bruken av gassutladningslamper (DRL og fluorescerende) med induktiv motstand (choke) i kretsen i fravær av kompenserende enheter reduserer også effektfaktoren til elektriske installasjoner (se - Hvordan lysrørs forkoblinger er ordnet og fungerer).

Teknikker for styrkefaktorforbedring

Det er nødvendig å øke kraftfaktoren til en elektrisk installasjon, først og fremst gjennom riktig og rasjonell drift av elektrisk utstyr, det vil si på en naturlig måte. Kraften til den elektriske motoren må velges i strengt samsvar med kraften som kreves for drivmekanismen, og allerede installerte, men lett belastede elektriske motorer må erstattes med elektriske motorer med tilsvarende lavere effekt.

Det bør imidlertid tas i betraktning at noen ganger kan en slik utskifting føre til en økning i aktive energitap i selve den elektriske motoren og i nettverket, hvis effektiviteten til den nylig installerte elektriske motoren viser seg å være mindre enn den tidligere installerte. en. Derfor må gjennomførbarheten av en slik erstatning verifiseres ved beregning.

I tillegg er det nødvendig å sjekke den elektriske reservemotoren i henhold til forholdene for tillatt oppvarming og overbelastning, og noen ganger akselerasjonstiden. Som regel er elektriske motorer belastet med mindre enn 40 % gjenstand for utskifting. Når belastningen er mer enn 70 %, blir utskifting ulønnsomt.

I alle mulige tilfeller bør en ekornburmotor foretrekkes fremfor en faserotor. Det er nødvendig å forlate bruken av lukkede elektriske motorer hvis det på grunn av miljøforhold er tillatt å bruke elektriske motorer i åpen eller beskyttet utforming.

Elektriske motorer som driver ulike maskiner og mekanismer fungerer ikke med full belastning hele tiden. For eksempel, når du installerer en ny maskineringsdel på en maskin, går den elektriske motoren noen ganger på tomgang med lav cos phi. Derfor anbefales det å koble den elektriske motoren fra nettverket for tomgangstiden med en varighet av interaksjonsperioden på 10 sekunder eller mer (dette kravet er også obligatorisk for å spare aktiv strøm).

Interaksjonsperioden er tiden brukt på å trekke verktøyet tilbake til sin opprinnelige posisjon, fjerne den maskinerte delen fra maskinen, installere en ny del på maskinen og bringe verktøyet til arbeidsposisjon.På maskiner og mekanismer der driftsperioder veksler med perioder med interoperabilitet, anbefales det å installere automatiske tomgangsbegrensere.

Det anbefales også å bytte ut eller midlertidig koble fra transformatorer som er belastet i gjennomsnitt mindre enn 30 % av merkeeffekten.

Kvalitetsreparasjon av en asynkron elektrisk motor påvirker økningen i verdien av cos phi betydelig. En godt reparert motor bør ha et navneskilt. Du må nøye overvåke størrelsen på luftgapet mellom statoren og rotoren, ikke tillat avvik fra normen, sett antall aktive ledninger i sporene i henhold til beregningen. Rekondisjonerte motorer bør testes grundig, inkludert sjekk av tomgangsstrømmen.

I noen tilfeller tillater ikke tiltak for å forbedre den naturlige kraftfaktoren å øke cos phi til 0,92 - 0,95 i henhold til betingelsene for den teknologiske prosessen. I slike elektriske installasjoner brukes kunstige metoder for å kompensere for reaktiv effekt — øke effektfaktoren ved å bruke spesielle kompenserende enheter.

Slike enheter inkluderer: statiske kondensatorer, synkrone kompensatorer og overeksiterte synkronmotorer. Synkrone elektriske motorer og kompensatorer produsert med høy effekt er imidlertid sjeldne i fabrikker. De mest brukte for å øke effektfaktoren er statiske kondensatorer.

Med et passende valg av kapasitansen til kondensatorene er det mulig å bringe fasevinkelen mellom spenningen og strømmen til en hvilken som helst nødvendig verdi.Strømreduksjonen i forsyningsnettverket oppnås på grunn av den reaktive komponenten, som kompenseres av den kapasitive strømmen til kondensatorbanken.