Vzroki za zmanjšanje faktorja moči in načini za njegovo izboljšanje

Tehnična in ekonomska vrednost faktorja moči

Vrednost faktorja moči označuje stopnjo izkoriščenosti delovne moči vira energije. Višji faktor moči električnih sprejemnikov, boljši so generatorji elektrarn in njihovi glavni pogoni (turbine itd.), transformatorji transformatorskih postaj in električna omrežja.

Nizke vrednosti cos phi (cos phi) pri enakih vrednostih delovne moči vodijo do dodatnih stroškov za gradnjo močnejših postaj, transformatorskih postaj in omrežij ter do dodatnih obratovalnih stroškov.

Resnična moč naprednih uporabnikov javnih služb se skozi čas nenehno spreminja. To je posledica dejstva, da delo posameznih oddelkov ali delavnic podjetij časovno ne sovpada. Poleg tega lahko nekatera oprema deluje pri delni obremenitvi ali celo v stanju mirovanja.Sprememba delovne in jalove moči električnih sprejemnikov povzroči spremembe cos phi.

Vzroki za nizek faktor moči

Glavni porabniki jalove energije so asinhroni elektromotorji, transformatorji in indukcijske peči, varilni stroji, plinske sijalke itd.

Indukcijski motor, ki deluje z obremenitvijo blizu nazivne, ima najvišjo vrednost co phi. Ko se obremenitev motorja zmanjša, se faktor moči zmanjša.

To je posledica dejstva, da se aktivna moč na sponkah elektromotorja spreminja sorazmerno z njegovo obremenitvijo, medtem ko reaktivna moč zaradi rahle spremembe toka magnetiziranja praktično ostane konstantna. V prostem teku ima cos phi najmanjšo vrednost, ki je glede na vrsto elektromotorja, moč in hitrost vrtenja v območju 0,1 - 0,3.

Močnostni transformatorji, kot so indukcijski motorji, imajo zmanjšan faktor moči manj kot 75 %.

Preobremenjeni indukcijski motorji imajo tudi nizek cos phi zaradi povečanih magnetnih tokov uhajanja.

Motorji z boljšimi pogoji hlajenja kot zaprti motorji lahko prenesejo večjo obremenitev (aktivna moč) in bodo zato imeli višji cos phi.

Motorji z veveričjim rotorjem imajo zaradi nižjih vrednosti upora induktivnega puščanja višji cos phi kot motorji z navitim rotorjem.

Vrednost cos phi za stroje istega tipa se bo povečevala z večanjem nazivne moči in hitrosti rotorja, saj se s tem zmanjša relativna velikost toka magnetiziranja.

Povečanje napetosti na sekundarni strani močnostnih transformatorjev zaradi zmanjšanja obremenitve (na primer med nočnimi izmenami in med odmorom za kosilo) vodi do povečanja napetosti v primerjavi z nazivno napetostjo sponk delujočih elektromotorjev . To posledično povzroči povečanje toka magnetiziranja in jalove moči elektromotorjev, kar ima za posledico nižji faktor moči.

Vrtenje rotorja, ki se pojavi, ko se ležaji obrabijo, tako da se rotor ne dotika statorja, povzroči povečanje zračne reže med statorjem in rotorjem, kar povzroči povečanje toka magnetiziranja in zmanjšanje cos phi.

Zmanjšanje števila žic v statorski reži med previjanjem povzroči povečanje toka magnetiziranja in zmanjšanje cosphi indukcijskega motorja.

Uporaba plinskih sijalk (DRL in fluorescentnih), ki imajo induktivni upor (dušilka) v tokokrogu brez kompenzacijskih naprav, prav tako zmanjša faktor moči električnih napeljav (glej — Kako so razporejene in delujejo predstikalne naprave za fluorescenčne sijalke).

Tehnike izboljšanja faktorja moči

Povečanje faktorja moči električne napeljave je potrebno predvsem s pravilnim in racionalnim delovanjem električne opreme, to je na naraven način. Moč elektromotorja je treba izbrati strogo glede na potrebno moč pogonskega mehanizma, že vgrajene, a malo obremenjene elektromotorje pa zamenjati z elektromotorji ustrezno manjše moči.

Vendar je treba upoštevati, da lahko včasih takšna zamenjava povzroči povečanje izgub delovne energije v samem elektromotorju in v omrežju, če se izkaže, da je izkoristek novo vgrajenega elektromotorja manjši od predhodno vgrajenega. eno. Zato je treba izvedljivost takšne zamenjave preveriti z izračunom.

Poleg tega je treba preveriti rezervni elektromotor glede na pogoje dovoljenega segrevanja in preobremenitve, včasih pa tudi čas pospeševanja. Praviloma so predmet zamenjave elektromotorji, obremenjeni z manj kot 40%. Ko je obremenitev večja od 70%, zamenjava postane nedonosna.

V vseh možnih primerih je treba dati prednost motorju s kletko pred faznim rotorjem. Treba je opustiti uporabo zaprtih elektromotorjev, če je zaradi okoljskih razmer dovoljena uporaba elektromotorjev v odprti ali zaščiteni izvedbi.

Elektromotorji, ki poganjajo različne stroje in mehanizme, ne delujejo ves čas pri polni obremenitvi. Na primer, pri nameščanju novega obdelovalnega dela na stroj elektromotor včasih deluje v prostem teku z nizkim cos phi. Zato je priporočljivo, da elektromotor izključite iz omrežja za čas mirovanja s trajanjem interakcijskega obdobja 10 sekund ali več (ta zahteva je obvezna tudi za varčevanje z aktivno električno energijo).

Obdobje interakcije je čas, porabljen za umik orodja v prvotni položaj, odstranitev obdelanega dela s stroja, namestitev novega dela na stroj in prestavitev orodja v delovni položaj.Na strojih in mehanizmih, pri katerih se obdobja delovanja izmenjujejo z obdobji interoperabilnosti, je priporočljivo namestiti avtomatske omejevalnike prostega teka.

Priporoča se tudi zamenjava ali začasen izklop transformatorjev, obremenjenih v povprečju manj kot 30 % njihove nazivne moči.

Kakovostno popravilo asinhronega elektromotorja bistveno vpliva na povečanje vrednosti cos phi. Dobro popravljen motor mora imeti tablico z imenom. Pazljivo morate spremljati velikost zračne reže med statorjem in rotorjem, ne dovolite odstopanj od norme, glede na izračun postavite število aktivnih žic v utore. Obnovljene motorje je treba temeljito preizkusiti, vključno s preverjanjem toka brez obremenitve.

V nekaterih primerih ukrepi za izboljšanje naravnega faktorja moči ne omogočajo povečanja cos phi na 0,92 - 0,95 glede na pogoje tehnološkega procesa. V takih električnih inštalacijah se uporabljajo umetne metode za kompenzacijo jalove moči - povečanje faktorja moči z uporabo posebne kompenzacijske naprave.

Take naprave vključujejo: statične kondenzatorje, sinhrone kompenzatorje in prevzbujene sinhrone motorje. Vendar pa so sinhroni elektromotorji in kompenzatorji, izdelani z visoko močjo, v tovarnah redki. Najpogosteje se uporabljajo za povečanje faktorja moči statični kondenzatorji.

S primerno izbiro kapacitivnosti kondenzatorjev je mogoče fazni kot med napetostjo in tokom spraviti na poljubno zahtevano vrednost.Zmanjšanje toka v napajalnem omrežju je doseženo zaradi reaktivne komponente, ki se kompenzira s kapacitivnim tokom kondenzatorske banke.