Årsager til effektfaktorreduktion og metoder til at forbedre den

Teknisk og økonomisk værdi af effektfaktor

Værdien af ​​effektfaktoren karakteriserer graden af ​​udnyttelse af strømkildens aktive effekt. Jo højere effektfaktor for elektriske modtagere, jo bedre kraftværksgeneratorer og deres drivkraft (turbiner osv.), transformatorer og elnet.

Lave værdier af cos phi (cos phi) ved de samme værdier af aktiv effekt fører til ekstra omkostninger til konstruktion af mere kraftfulde stationer, understationer og netværk samt til yderligere driftsomkostninger.

Strømforbrugernes sande magt ændrer sig konstant over tid. Dette skyldes det faktum, at arbejdet i individuelle sektioner eller værksteder i virksomheder ikke falder sammen i tid. Derudover kan noget af udstyret fungere ved delvis belastning eller endda i tomgang.Ændringen i aktiv og reaktiv effekt af elektriske modtagere fører til ændringer i cos phi.

Årsager til lav effektfaktor

De vigtigste forbrugere af reaktiv energi er asynkrone elektriske motorer, transformere og induktionsovne, svejsemaskiner, gasudladningslamper mv.

En induktionsmotor, der arbejder med en belastning tæt på nominel, har den højeste cos phi-værdi. Når motorbelastningen falder, falder effektfaktoren.

Dette skyldes det faktum, at den aktive effekt ved terminalerne på den elektriske motor ændres i forhold til dens belastning, mens den reaktive effekt, på grund af en lille ændring i magnetiseringsstrømmen, praktisk talt forbliver konstant. Ved tomgang har cos phi den mindste værdi, som afhængig af typen af ​​elmotor, effekt og omdrejningshastighed ligger i området 0,1 — 0,3.

Effekttransformatorer, såsom induktionsmotorer, har en reduceret belastningseffektfaktor på mindre end 75 %.

Overbelastede induktionsmotorer har også lav cos phi på grund af øgede magnetiske lækagefluxer.

Motorer med bedre køleforhold end lukkede motorer kan bære mere belastning (aktiv effekt) og vil derfor have en højere cos phi.

Squirrel cage-rotormotorer har på grund af de lavere induktive lækagemodstandsværdier en højere cos phi end viklede rotormotorer.

Værdien af ​​cos phi for maskiner af samme type vil stige, efterhånden som den nominelle effekt og rotorhastighed stiger, da dette reducerer den relative størrelse af magnetiseringsstrømmen.

En stigning i spændingen på den sekundære side af krafttransformatorerne på grund af et fald i belastningen (for eksempel under nattevagter og under frokostpausen) fører til en stigning i spændingen sammenlignet med den nominelle spænding af terminalerne på elektriske motorer . Dette fører igen til en stigning i magnetiseringsstrømmen og reaktiv effekt af elektriske motorer, hvilket resulterer i en lavere effektfaktor.

Rotorens rotation, som sker i takt med, at lejerne slides, så rotoren ikke rører statoren, medfører en forøgelse af luftspalten mellem statoren og rotoren, hvilket fører til en stigning i magnetiseringsstrømmen og et fald i fordi phi.

Reduktion af antallet af ledninger i statorslidsen under tilbagespoling forårsager en stigning i magnetiseringsstrømmen og et fald i induktionsmotorens cos phi.

Brugen af ​​gasudladningslamper (DRL og fluorescerende) med induktiv modstand (choke) i kredsløbet i mangel af kompenserende enheder reducerer også effektfaktoren for elektriske installationer (se — Hvordan lysstofrørs forkoblinger er arrangeret og virker).

Teknikker til forbedring af magtfaktorer

Det er nødvendigt at øge effektfaktoren af ​​en elektrisk installation, først og fremmest gennem korrekt og rationel drift af elektrisk udstyr, det vil sige på en naturlig måde. Elmotorens effekt skal vælges i nøje overensstemmelse med den effekt, der kræves til drivmekanismen, og allerede installerede, men let belastede elektriske motorer skal udskiftes med elektriske motorer med tilsvarende lavere effekt.

Det skal dog tages i betragtning, at en sådan udskiftning nogle gange kan føre til en stigning i aktive energitab i selve elmotoren og i netværket, hvis effektiviteten af ​​den nyinstallerede elmotor viser sig at være mindre end den tidligere installerede en. Derfor skal gennemførligheden af ​​en sådan udskiftning verificeres ved beregning.

Derudover er det nødvendigt at kontrollere backup-elektromotoren i henhold til betingelserne for tilladt opvarmning og overbelastning og nogle gange accelerationstiden. Som regel er elektriske motorer belastet med mindre end 40 % genstand for udskiftning. Når belastningen er mere end 70%, bliver udskiftning urentabel.

I alle mulige tilfælde bør en egernburmotor foretrækkes frem for en faserotor. Det er nødvendigt at opgive brugen af ​​lukkede elmotorer, hvis det på grund af miljøforhold er tilladt at bruge elmotorer i åbent eller beskyttet design.

Elektriske motorer, der driver forskellige maskiner og mekanismer, kører ikke ved fuld belastning hele tiden. For eksempel, når du installerer en ny bearbejdningsdel på en maskine, går den elektriske motor nogle gange i tomgang med lav cos phi. Derfor anbefales det at afbryde den elektriske motor fra netværket i tomgangstiden med en varighed af interaktionsperioden på 10 sekunder eller mere (dette krav er også obligatorisk for at spare aktiv elektricitet).

Interaktionsperioden er den tid, der bruges på at trække værktøjet tilbage til dets oprindelige position, fjerne den bearbejdede del fra maskinen, installere en ny del på maskinen og bringe værktøjet til arbejdsposition.På maskiner og mekanismer, hvor driftsperioder veksler med perioder med interoperabilitet, anbefales det at installere automatiske tomgangsbegrænsere.

Det anbefales også at udskifte eller midlertidigt afbryde transformere, der i gennemsnit belastes med mindre end 30 % af deres nominelle effekt.

Kvalitetsreparation af en asynkron elektrisk motor påvirker markant stigningen i værdien af ​​cos phi. En velrepareret motor skal have et navneskilt. Du skal nøje overvåge størrelsen af ​​luftgabet mellem statoren og rotoren, tillad ikke afvigelser fra normen, sæt antallet af aktive ledninger i rillerne i henhold til beregningen. Renoverede motorer bør testes grundigt, herunder kontrol af tomgangsstrømmen.

I nogle tilfælde tillader foranstaltninger til forbedring af den naturlige effektfaktor ikke at øge cos phi til 0,92 - 0,95 i henhold til betingelserne for den teknologiske proces. I sådanne elektriske installationer bruges kunstige metoder til at kompensere for reaktiv effekt — øge effektfaktoren ved at bruge specielle kompensationsanordninger.

Sådanne enheder omfatter: statiske kondensatorer, synkrone kompensatorer og overexciterede synkronmotorer. Synkrone elektriske motorer og kompensatorer fremstillet ved høj effekt er dog sjældne på fabrikker. De mest udbredte til at øge effektfaktoren er statiske kondensatorer.

Med et passende valg af kondensatorernes kapacitans er det muligt at bringe fasevinklen mellem spændingen og strømmen til enhver påkrævet værdi.Strømreduktionen i forsyningsnettet opnås på grund af den reaktive komponent, som kompenseres af kondensatorbankens kapacitive strøm.