|
2 Причины низкого коэффициента мощности
Низкие значения косинуса фи (cos фи) при тех же величинах активной мощности приводят к дополнительным затратам па сооружение более мощных станций, подстанций и сетей, а также к дополнительным эксплуатационным расходам.
Основными причинами снижения коэффициента мощности являются:
- работа трансформаторов, АД, СА при неполной загрузке. Так как снижается активная мощность электрической машины, а реактивная мощность остается без изменений, это и ведет к снижению cosφ.
- Неправильный выбор типа электродвигателя. Двигатели быстроходные и большой мощности имеют более высокий «косинус фи», чем тихоходные и маломощные двигатели. Двигатели закрытого типа имеют cos φ ниже, чем двигатели открытого типа. Двигатели, неправильно выбранные по типу, мощности и скорости, понижают cos φ.
- «Неидеальность» конструкций и их некачественный ремонт (имеется большого воздушного зазора между статором и ротором, тогда магнитное сопротивление этого зазора составляет примерно 80% от общего сопротивления.
- при повышении напряжения у АД, СА и трансформаторов увеличивается магнитный поток, а как следствие потребляемая реактивная мощность.
Например, тихоходные АД имеют более сложную магнитную цепь, потребляют больше реактивной мощности, поэтому имеют более низкий cosφ, чем быстроходные.
3 Способы повышения коэффициента мощности
Большинство современных потребителей электрической энергии имеют индуктивный характер нагрузки, токи которой отстают по фазе от напряжения источника. Так для асинхронных двигателей, трансформаторов, сварочных аппаратов и других реактивный ток необходим для создания вращающегося магнитного поля у электрических машин и переменного магнитного потока трансформаторов.
Активная мощность таких потребителей при заданных значениях тока и напряжения зависит от cos φ.
Снижение коэффициента мощности приводит к увеличению тока.
Сos φ особенно сильно снижается при работе двигателей и трансформаторов вхолостую или при большой недогрузке. Если в сети есть реактивный ток мощность генератора, трансформаторных подстанции и сетей используется не полностью. С уменьшением cos φ значительно возрастают потери энергии на нагрев проводов и катушек электрических аппаратов.
Для повышения коэффициента мощности (cos φ ) электрических установок применяют компенсацию реактивной мощности.
Повышать коэффициент мощности электроустановки нужно в первую очередь правильной и рациональной эксплуатацией электрооборудования, то есть естественным путем предусматривает качественную эксплуатацию электротехнического оборудования, которое может быть достигнуто проведением следующих мероприятий:
- Повышением загрузки электродвигателей за счет рационального изменения технологического процесса. Двигатели, работающие с постоянной недогрузкой, следует заменять менее мощными (если загрузка двигателей составляет менее 40 %, то их замена обоснованна; если нагрузка колеблется в пределах 40-70 %, необходимость их замены должна быть обоснованна технико-экономически).
- Ограничением времени работы двигателей в режиме холостого хода.
- Повышением качества ремонта электродвигателей.
- Улучшением работы трансформаторов, переводя их нагрузки на другие трансформаторы или отключая их во время се уменьшения. Если трансформатор постоянно работает с недогрузкой и средняя загрузка его составляет менее 30 %, его следует заменить на трансформатор меньшей мощности.
- Заменой асинхронных двигателей с фазным ротором в тех случаях, когда позволяет технологический процесс, асинхронными коротко- замкнутыми двигателями, имеющими более высокий cosφ.
- Заменой, где это возможно, АД на синхронные, работающие с перевозбуждением.
При работе в режиме перевозбуждения синхронный двигатель (СД) имеет отрицательный сдвиг по фазе (ток опережает напряжение) и становится генератором активной энергии. Замена асинхронных двигателей на синхронные значительно улучшает коэффициент мощности предприятия.
На мощных районных подстанциях для этой цели специально устанавливают синхронные компенсаторы — синхронные перевозбужденные электродвигатели.
Искусственные способы повышения cosφ осуществляются путем установки на предприятиях специального электрооборудования, компенсирующего реактивную мощность.
Регулируемая компенсация реактивной мощности обеспечивается с помощью шунтовых устройств, подключаемых к шинам подстанции или нагрузки параллельно. Эти устройства можно разделить на две принципиально отличные друг от друга группы. К первой группе источников реактивной мощности (ИРМ) относятся вращающиеся синхронные машины: генераторы электростанций, компенсаторы, двигатели. Эти устройства позволяют плавно регулировать реактивную мощность как в режиме генерирования, так и потребления. Ко второй группе относятся статические ИРМ или статические компенсаторы реактивной мощности. К ним относятся конденсаторные батареи, реакторы, но не токоограничивающие, устройства на базе преобразователей (выпрямители, инверторы) с искусственной коммутацией тиристоров или их комбинации.
Do'stlaringiz bilan baham: |
