Kako izboljšati faktor moči brez kompenzacijskih kondenzatorjev

Kompenzacija jalove moči lahko znatno prihrani vire goriva in energije ter denar. Določen je z odčitki reaktivnih števcev. Aktivna moč, kW, označuje intenzivnost pretvorbe električne energije v toplotno, mehansko, svetlobno itd. Jalova moč, kvar, označuje intenzivnost izmenjave energije med generatorjem in potrošnikom; električna energija se v tem primeru ne pretvarja.

Opazen presežek jalove moči nad aktivno močjo je značilen za industrijske objekte industrijskih podjetij. Znano je, da so izgube energije sorazmerne s kvadratom celotnega toka. Jalove obremenitve povzročajo znatne izgube energije. Da bi povečali učinkovitost oskrbe z električno energijo podjetja in njegovih delavnic, izboljšali kakovost napetosti in povečali produktivnost elektrificirane opreme, je treba te obremenitve zmanjšati.

Zmanjšanje reaktivnih obremenitev v obratovalnih pogojih je doseženo z organizacijskimi in tehničnimi ukrepi, predvsem z uporabo kompenzacijske naprave.

V primeru nezadostne kompenzacije prehod reaktivnih bremen vzdolž daljnovodov in skozi transformatorje vodi do zmanjšanja njihove prepustnosti, izgub energije in napetosti v vseh elementih napajalne verige. Posledica tega je povečana poraba goriv in energentov ter potreba po dodatnih stroških za razširitev elektrarn, povečanje inštalirane moči energetskih transformatorjev in prereza žic.

Da bi povečali učinkovitost oskrbe z električno energijo industrijskih podjetij, si je treba prizadevati za zmanjšanje porabljene jalove moči na vrednosti, ki jih določa elektroenergetski sistem.

Za povečanje faktorja moči z izboljšanjem delovanja električnih inštalacij brez uporabe kompenzacijskih naprav se izvajajo naslednji ukrepi:

• racionalizacija tehnološkega procesa podjetja, kar vodi k izboljšanju energetskega režima opreme;
• uporaba sinhronih elektromotorjev namesto asinhronskih motorjev enake moči, kadar je to mogoče glede na pogoje tehnološkega procesa;
• zamenjava manj obremenjenih asinhronih motorjev z motorji nižje moči;
• padec napetosti v motorjih, ki sistematično delujejo pri nizki obremenitvi;
• omejevanje prostega teka motorjev;
• zamenjava rahlo obremenjenih transformatorjev; transformatorji nižje moči.

Elektromotor za gnani stroj je treba izbrati glede na način njegovega delovanja ob upoštevanju dovoljene preobremenitve motorja.

V vseh primerih je priporočljivo izbrati motor z višjim faktorjem nazivne moči. Če je le mogoče, je treba dati prednost motorjem z višjimi vrtilnimi frekvencami in rotorjem s kletko, ki se vrti na valjčnih ležajih.

Če so elektromotorji že nameščeni in je možnost njihove zamenjave izključena, je za povečanje faktorja moči priporočljivo revidirati proizvodno tehnologijo in, če je mogoče, posodobiti mehanizme. Na primer, če na pragovih, žagah, obrezovalnikih itd. motorji niso popolnoma obremenjeni in jih je mogoče obremeniti z višjimi rezalnimi hitrostmi in večjimi podajalnimi hitrostmi za večjo produktivnost.

Neobremenjenih asinhronih elektromotorjev ni vedno priporočljivo zamenjati z motorji nižje nazivne moči. To je razloženo z dejstvom, da imajo elektromotorji z manjšo močjo, pri drugih enakih parametrih, nižji nazivni izkoristek, zato se lahko po zamenjavi izgube v motorju izkažejo za večje kot pred zamenjavo. Kot kažejo izračuni in izkušnje, je pri povprečni obremenitvi motorja 45 % nazivne moči zamenjava vedno priporočljiva. Če je obremenitev v območju od 45 do 70%, je treba možnost zamenjave preveriti z izračunom.Pri obremenitvah nad 70% je zamenjava v večini primerov neizvedljiva, še posebej, ker je to posledica stroškov demontaže vgrajenega elektromotorja in vgradnje stroja, ki ga nadomešča.

Konstantnost napajane napetosti igra opazno vlogo pri načinu delovanja elektromotorjev. V elektrarnah z majhno močjo se napetost včasih vzdržuje nad nazivno, kar povzroči povečanje toka v prostem teku in s tem povečanje jalove moči. Zato je za izboljšanje faktorja moči potrebno vzdrževati nazivno napetost.

Da bi povečali faktor moči, je treba posebno pozornost nameniti kakovosti popravila elektromotorjev.

Spremembe faktorja moči in kratkostični izkoristek indukcijskega motorja, ko sta statorska navitja povezana z zvezdo in trikotnikom motorja, zmanjša faktor moči, zato je treba zagotoviti, da popravljeni motor ohrani: prejšnje število zaporedno vezanih obrača v fazi; skupni presek faznega navitja, tj. vsota prerezov žic vseh vzporednih vej; stara zračna reža. Če se po popravilu izkaže, da se je zračna reža povečala za več kot 15% v primerjavi z normo, ni priporočljivo uporabljati takšnega motorja.

Pomembne rezultate pri povečanju naravnega faktorja moči podjetja je mogoče doseči z bolj racionalno uporabo transformatorjev.Ker glavnina jalove moči, ki jo porabi transformator, pade na moč prostega teka, je priporočljivo, če je mogoče, transformatorje izklopiti v mirovanju. Zamenjajte transformatorje z obremenitvijo 30% ali manj; v drugih primerih se smotrnost zamenjave ali preureditve transformatorjev določi z izračunom. Upoštevati je treba, da povečanje faktorja obremenitve transformatorja na 0,6 vodi do opaznega povečanja faktorja moči, z nadaljnjim povečanjem faktorja obremenitve z 0,6 na 1 pa se faktor moči nekoliko izboljša.