¿Qué es la energía reactiva? compensación de potencia reactiva. Cálculo de la potencia reactiva

Los apartamentos y casas privadas, una medidor de electricidad está instalado, sobre el cual el cálculo del pago de la energía consumida. Simplista cree que la vida sólo se utiliza su componente activo, a pesar de que no es así. Cubierta moderna dispositivos saturado, los circuitos que tiene los elementos que cambio de fase. Sin embargo, la potencia reactiva, que consume electrodomésticos, mucho menos que la industria, por lo que tradicionalmente se descuida en el cálculo del pago.

Planta o fábrica, cuya gestión no sigue el flujo de las corrientes parásitas que pasan a través del circuito de carga, causando un gran daño a los sistemas de energía de la región y el país en su conjunto. aire calentado completamente inútil alrededor de la línea de transmisión de energía; el bobinado de transformadores instalados en subestaciones, no puede soportar las cargas, en particular durante los períodos pico.

Carga inductiva y capacitiva

Si tomamos un calentador convencional o una bombilla de luz, la potencia especificada en las etiquetas respectivas en el matraz o placa-placa, se corresponderá con el producto de los valores de corriente que fluye a través del dispositivo, y el voltaje (us es de 220 voltios). La situación cambia si el dispositivo comprende un transformador, los otros elementos que comprenden inductores, o condensadores. Estas partes tienen propiedades especiales, un gráfico de la corriente que fluye en ellas se encuentra detrás o por delante de la onda sinusoidal de la tensión de alimentación – en otras palabras, se produce un desplazamiento de fase. cambios capacitivos ideales vector de carga de -90 e inductivo – +90 grados. La producción en este caso se convierte en el resultado no sólo de la labor actual de la tensión, se añade un factor de corrección. Lo lleva?

proceso de reflexión geométrica

Por supuesto, la geometría de la escuela, todos sabemos que la hipotenusa es más largo que cualquiera de los otros dos lados de un triángulo rectángulo. Si la potencia activa, reactiva y aparente formar su lado, las corrientes consumidas por la bobina y el contenedor estarán en ángulos rectos a la componente resistiva, pero con las direcciones en direcciones opuestas. Al añadir (o, si se prefiere, la resta, que raznoznakovye) valores resultantes de vectores, es decir, la potencia reactiva total, dependiendo de lo que la naturaleza de la carga prevalece en el plan está dirigido hacia arriba o hacia abajo. En su dirección se puede juzgar, lo que la naturaleza de la carga prevalece.

La potencia reactiva para la adición vectorial del componente activo daría una cantidad total de consumo de energía. Se gráficamente representado como una hipotenusa del triángulo de potencia. El más esta línea será un pariente posicionado hueco al eje x, mejor.

cos phi

El gráfico muestra que el ángulo F formado por dos vectores, potencia completa y activa. Que sus valores difieren menos, mejor, pero completan su fusión previene la potencia reactiva, que se considera no deseado. Cuanto mayor sea el ángulo, mayor será la carga en la línea de alimentación, subir y bajar los transformadores de potencia del sistema, y por el contrario, cuanto más cerca los vectores están inclinados entre sí, menor será alambres calentados largo de la cadena. Es natural que este problema es algo que hay que hacer. Y se encontró la solución, simple y elegante. La compensación mutua de la potencia reactiva puede reducir el φ ángulo y para aproximar el coseno (también llamado factor de potencia) a una unidad. Para esto debe extenderse componente de vector capacitiva a fin de lograr una corriente de resonancia, en el que "extinguen" entre sí (idealmente por completo, pero en la práctica – la mayor manera).

Teoría y práctica

Todos los cálculos teóricos tienen valor, mayor que se aplican en la práctica. Pintura en cualquier planta industrial desarrollada siguiente: la mayor parte de la potencia consumida por el motor (síncrono, asíncrono, monofásico, trifásico), y otra maquinaria. Pero también hay transformadores. La conclusión es simple: en un entorno de producción real, dominado por la naturaleza reactiva inductiva de energía. Cabe señalar que las empresas establecen más de un metro de la electricidad como en las casas y apartamentos, y dos, uno de los cuales está activo, y el otro – se puede adivinar cuál. Y por excesos en vano "persiguiendo" a lo largo de las líneas de energía eléctrica correspondientes cuerpos sin piedad multado, por lo que la administración es de vital interés en el hecho, para el cálculo de la potencia reactiva y tomar medidas para reducirlo. Está claro que sin la capacitancia no logra resolver este problema.

Compensación en la teoría

A partir de la gráfica anterior es evidente cómo lograr la reducción de las corrientes parásitas hasta su completa eliminación, al menos teóricamente. Para hacer esto en paralelo con el condensador de carga inductiva incluyen valores de capacitancia respectivos. Los vectores de la adición se dan un cero, y no habrá único componente activo útil.

El cálculo se realiza de acuerdo con la fórmula:

• C = 1 / (2πFX), en el que X – la reactancia total de todos los dispositivos incluidos en la red; El F – frecuencia de voltaje (tenemos – 50 Hz);

Parece ser – lo que podría ser más simple? Multiplicar «X» y el número "pi" 50 SÍ. Sin embargo, todo es más complicado.

Y en la práctica?

La fórmula es simple, pero para identificar y calcular el X no es tan fácil. Para ello, es necesario tener todos los datos sobre los dispositivos, aprender su reactancia, y en forma vectorial, e incluso entonces … De hecho, nadie no lo hace, a excepción de los estudiantes en el trabajo de laboratorio.

Determinar la potencia reactiva puede ser de otra manera, con la ayuda de un dispositivo especial – medidor de fase, lo que indica el factor de potencia, o mediante la comparación de la lectura del medidor de potencia, amperímetro y voltímetro.

Para complicar las cosas que en el proceso de producción real de la carga está cambiando constantemente, como se incluyen algunas máquinas en funcionamiento, mientras que otros están desconectados de la red, como es requerido por los programas de producción. En consecuencia, las medidas permanentes necesarias para controlar la situación. Durante el turno de noche las luces de marcha, el invierno en las tiendas puede ser calentamiento del aire, y en el verano – su enfriamiento. De una forma u otra, pero la compensación de potencia reactiva se hace sobre la base de cálculos teóricos con un alto grado de mediciones prácticas cos φ.

Conexión y desconexión de condensadores

La manera más simple y más obvia para resolver el problema – para plantar cerca del obrero especializado medidor de fase que haría Activa o desactiva el número deseado de condensadores, consiguiendo la mínima cantidad de desviación de la unidad de la flecha. Así que al principio y lo han hecho, pero la práctica ha demostrado que el factor humano notorio no siempre es posible conseguir el efecto deseado. En cualquier caso, la compensación de potencia reactiva, que tiene la mayoría de inducción, conexión eléctrica se realiza correspondientes valores de capacidad, pero hacerlo mejor en el modo automático, o un empleado negligente puede traer empresa nativa bajo una fuerte multa. Una vez más, la mano de obra calificada no puede ser nombrado, es muy susceptible a la automatización. El esquema más simple incluye un par de electrones óptico de un emisor y un receptor de luz. Flecha bloqueado el valor mínimo – a continuación, es necesario agregar capacidad.

Automatización e inteligentes algoritmos

Actualmente, existen sistemas para sujetar con firmeza las φ cos en el rango de 0,9 a 1. Dado que la conexión de los condensadores en ellos se lleva a cabo de forma discreta, el resultado perfecto no se puede lograr, pero el efecto económico del compensador de potencia reactiva automáticos todavía da muy buenos. El funcionamiento de este dispositivo son algoritmos inteligentes para asegurar su uso inmediato, a menudo incluso sin ningún ajuste adicional. Los avances tecnológicos en la tecnología informática hacen que sea posible lograr la conexión uniforme de todas las etapas de baterías de condensadores con el fin de evitar un fallo prematuro de uno o dos de ellos. El tiempo de respuesta también se minimiza y los inductores adicionales a reducir la magnitud de la caída de tensión durante los transitorios. Moderno tablero de control de catering tiene un diseño ergonómico adecuado, lo que crea las condiciones para la rápida evaluación de la situación por parte del operador, y en el caso de un accidente o una avería, que va a recibir una alarma inmediata. El precio de una caja tan considerable, pero a pagar por ello vale la pena el beneficio que trae.

dispositivo compensador

compensador de potencia reactiva común es un armario de metal de tamaño estándar con un panel del monitor y el control en el panel frontal, normalmente se abrió. En la parte inferior tiene un conjunto de condensadores (batería). Esta disposición se debe a una filosofía simple: capacitancias son bastante pesadas, y es bastante lógico deseo de hacer la estructura más estable. En la parte superior del nivel de los ojos del operador, son los dispositivos de control necesarios, incluyendo el indicador de fase, por el cual podemos juzgar la magnitud del factor de potencia. También hay una pantalla diferente, incluyendo alarma, elementos de control (encendido y apagado, cambie al modo manual, y así sucesivamente.). Evaluación de la comparación de las lecturas de los sensores de medición y el desarrollo de las acciones de control (conectar el condensador nominal deseada) circuito realiza, la base es un microprocesador. Accionadores funcionan rápidamente y en silencio, tienden a ser construido en los tiristores de potencia.

El cálculo aproximado de bancos de condensadores

Una potencia reactiva relativamente pequeña cadena de empresas se puede más o menos juzgado por el número de dispositivos conectados de acuerdo con sus características de desplazamiento de fase. Por lo tanto, un motor asíncrono (principales fábricas "de compresoras" y plantas) convencional a una carga igual a la mitad de su potencia nominal, tiene cos φ, igual a 0,73, y la luminaria – 0,5. aparato de soldadura de contactos de parámetros varía de 0,8 a 0,9, horno de arco opera con el coseno de φ, igual a 0,8. Mesas disponibles para prácticamente todos los de energía importante, contienen datos sobre todos los tipos de equipos industriales, y pre-instalación de compensación de potencia reactiva puede llevarse a cabo usando ellos. Sin embargo, estos datos sólo proporcionan una base sobre la que es necesario hacer ajustes al añadir o desconectar las baterías de condensadores.

nacionalmente

Se puede dar la impresión de que toda la atención de la tensión de alimentación y la carga uniformemente en su estado relajado en fábricas y otras empresas industriales. Esto no es así. sistema de energía controla el desplazamiento de fase en el plano nacional y regional, a la derecha en la salida de las mercancías de su poder especial. Otra cuestión es que la compensación de la componente reactiva no se consigue mediante bancos de condensadores de conexión y otro método. Para garantizar la calidad de los consumidores de energía suministrados en los devanados del rotor es la corriente de polarización ajustable que es generadores síncronos no es un gran problema.