Wat is reaktiewe krag? Reaktiewe kragvergoeding. Berekening van reaktiewe krag

In woonstelle en private huise is daar een elektrisiteitsmeter, wat die betaling vir verbruikte energie bereken. Dit is eenvoudig om aan te neem dat slegs sy aktiewe komponent in die alledaagse lewe gebruik word, alhoewel dit nie heeltemal so is nie. Die moderne woning is versadig met toestelle, in die skemas waarvan daar elemente is wat die fase verskuif. Die reaktiewe krag wat deur huishoudelike toestelle verbruik word, is egter ononderbroke minder as dié van nywerheidsondernemings. By die berekening van betaling word dit dus tradisioneel verwaarloos.

'N Fabriek of fabriek waarvan die bestuur nie die verbruik van parasitiese strome deur die laaikring beheer nie, veroorsaak groot skade aan die energiestelsels van die streek en die land as geheel. Absoluut nutteloos verhitte atmosferiese lug rondom die kraglyn; Die wikkelings van transformators wat in substasies geïnstalleer is, kan die las nie weerstaan nie, veral gedurende spitstydperke.

Induktiewe en kapasitiewe vragte

As u 'n konvensionele verwarmingstoestel of 'n elektriese gloeilamp gebruik, sal die krag wat in die ooreenstemmende etiket op die gloeilamp of die naamplaat aangedui word, ooreenstem met die produk van die stroom wat deur hierdie toestel vloei en die netspanning (ons het 220 volt). Die situasie verander as die toestel 'n transformator bevat, ander elemente wat induktors of kapasitors bevat. Hierdie dele het spesiale eienskappe, die stroom wat daarin vloei, lê die sinusoïde van die toevoerspanning agter of oorskry. Met ander woorde, 'n faseverskuiwing vind plaas. Die ideale kapasitiewe las verskuif die vektor met -90, en die induktiewe een teen +90 grade. Die krag in hierdie geval word die gevolg nie net van die produk van die stroom na die spanning nie, maar 'n sekere korreksiefaktor word bygevoeg. Wat lei dit tot?

Geometriese weerspieëling van die proses

Uit die kursusse van meetkunde weet almal dat die skuinssy langer as enige van die bene in 'n reghoekige driehoek is. As die aktiewe, reaktiewe en skynbare krag sy sye vorm, sal die strome wat deur die spoel en kapasitansie verteer word, reghoekig wees met die weerstandbiedende komponent, maar met rigtings in teenoorgestelde rigtings. As jy byvoeg (of, as jy wil, aftrek, is dit multivalueer) waardes, die totale vektor, dit wil sê die totale reaktiewe drywing, afhangende van watter laai karakter oorheers in die kring, sal op en af gerig word. In sy rigting kan 'n mens oordeel watter tipe las die oorhand kry.

Die reaktiewe krag in die vektor-toevoeging met die aktiewe komponent sal die totale hoeveelheid kragverbruik gee. Dit word grafies voorgestel as die skuinssy van die kragdriehoek. Hoe meer hierdie lyn liggies geplaas word relatief tot die abskis, hoe beter.

Cosine fit

Die grafiek toon dat die hoek φ twee vektore vorm, die totale en aktiewe drywing. Hoe kleiner die verskille, hoe beter, maar die reaktiewe krag, word as parasities beskou, inmeng met hul volle samesmelting. Hoe groter die hoek, hoe hoër die las op die kraglyne, die verhoging en verlaging van transformators van die kragtoevoerstelsel, en omgekeerd, hoe nader die vektore aan mekaar is, hoe minder sal die drade langs die ketting warm word. Natuurlik, met hierdie probleem, moes iets gedoen word. En die oplossing is gevind, eenvoudig en elegant. Die wedersydse vergoeding van reaktiewe krag maak dit moontlik om die hoek φ te verminder en sy cosinus (wat ook die kragfaktor genoem word) tot eenheid te maksimeer. Om dit te doen, verleng die vektor van die kapasitiewe komponent om sodoende 'n resonansie van die strome te bereik waarin hulle mekaar (meestal ideaal, en in die praktyk, die meeste) uitblus.

Teorie en Praktyk

Alle teoretiese berekeninge is van groter waarde, hoe meer prakties hulle is. Die prentjie op enige ontwikkelde nywerheidsonderneming is die volgende: Die meeste van die elektrisiteit word deur motors gebruik (sinkroniese, asynchrone, enkelfasige, driefasige) en ander masjiene. Maar daar is ook transformators. Die gevolgtrekking is eenvoudig: reaktiewe krag van induktiewe karakter oorheers in werklike produksie omstandighede. Daar moet op gelet word dat by ondernemings nie een elektrisiteitsmeter, soos in huise en woonstelle, vestig nie, maar twee waarvan een aktief is, en die ander - dit is maklik om te raai watter een. En om tevergeefs "gedryf" deur kraglyne te bestee, word die betrokke owerhede genadeloos beboet. Die administrasie is dus baie geïnteresseerd in die berekening van reaktiewe krag en om maatreëls te tref om dit te verminder. Dit is duidelik dat hierdie taak sonder elektriese kapasiteit nie vermy kan word nie.

Vergoeding in teorie

Uit die bostaande grafiek is dit duidelik hoe om die parasitiese strome te verminder totdat dit heeltemal uitgeskakel is, ten minste teoreties. Om dit te doen, tesame met die induktiewe las, skakel die kapasitor van die ooreenstemmende kapasitansie waarde aan. Vektore by toevoeging sal nul gee, en slegs bruikbare aktiewe komponent oorblyfsels.

Die berekening word gemaak deur die formule:

• C = 1 / (2πFX), waar X die totale reaktansie van alle toestelle in die netwerk is; F - frekwensie van toevoerspanning (ons het - 50 Hz);

Dit blyk te wees - wat is makliker? Vermenigvuldig "X" en die getal "pi" met 50 en verdeel. Alles is egter ietwat ingewikkelder.

En hoe in die praktyk?

Die formule is eenvoudig, maar dit is nie so maklik om X te bepaal en bereken nie. Om dit te doen, moet jy al die data oor die toestelle neem, hul reaktansie, en in vektorvorm vind, en dan ... Niemand doen dit nie, behalwe vir studente in laboratoriumwerk.

Bepaal die reaktiewe krag kan ook anders wees, met behulp van 'n spesiale toestel - 'n fase meter wat die cosinus van phi aandui, of deur die lesings van 'n wattmeter, 'n ammeter en 'n voltmeter te vergelyk.

Die situasie word ingewikkeld deur die feit dat onder die omstandighede van 'n werklike produksieproses die hoeveelheid lading voortdurend verander, aangesien sommige masjiene aangeskakel word in die proses van werk, terwyl ander integendeel van die netwerk af verbreek word, soos vereis deur die tegnologiese regulasies. Gevolglik word konstante maatreëls benodig om die situasie te monitor. Tydens nagskofte kan beligtingswerke in die winter verwarming in die winkels uitgevoer word, en in die somer kan dit afgekoel word. In elk geval, maar die reaktiewe kragvergoeding is gebaseer op teoretiese berekenings met 'n groot deel van praktiese metings van cos φ.

Aansluiting en ontkoppeling van kapasitors

Die eenvoudigste en mees voor die hand liggendste manier om die probleem op te los, is om 'n spesiale werker naby die fase meter te plaas wat die vereiste aantal kapasitors aan of af skakel, wat die minimum afwyking van die pyl van eenheid bereik. So eers, en gedoen het, maar die praktyk het getoon dat die berugte menslike faktor nie altyd toelaat dat jy die verlangde effek bereik nie. In elk geval word die vergoeding van reaktiewe krag, wat dikwels induktief van aard is, gemaak deur 'n elektriese kapasiteit van die toepaslike grootte aan te sluit, maar dit is beter om dit outomaties te doen, anders kan 'n sorgelose werknemer sy eie onderneming tot 'n groot boete bring. Weereens, hierdie werk kan nie gekwalifiseer word om gekwalifiseerd te wees nie, dit kan ten volle outomaties wees. Die eenvoudigste skema behels 'n optiese elektronpaar van die emitter en die ligontvanger. Die pyl het die minimum waarde gesluit - beteken dit is nodig om die vermoëns by te voeg.

Outomatisering en intelligente algoritmes

Op die oomblik is daar stelsels wat cos φ betroubaar in die reeks van 0,9 tot 1 hou. Aangesien die koppeling van kapasitors in hulle diskreet voorkom, is dit onmoontlik om 'n ideale resultaat te behaal, maar die ekonomiese effek van die outomatiese reaktiewe kragversterker lewer steeds goeie resultate. In die kern van die werk van hierdie toestel lê intelligente algoritmes wat die werk onmiddellik na aanskakel verseker, dikwels selfs sonder bykomende instellings. Tegnologiese vooruitgang op die gebied van rekenaartegnologie maak dit moontlik om 'n ewe konneksie van alle stadiums van kapasitorbanke te bereik ten einde voortydige mislukking van een of twee van hulle te vermy. Die reaksietyd word ook verminder, en bykomende chokes verminder die hoeveelheid spanning daling tydens transiënte. Die moderne kragbestuursraad van die onderneming het 'n toepaslike ergonomiese uitleg wat die toestande skep vir 'n vinnige evaluering deur die operateur van die situasie, en in die geval van 'n ongeluk of versuim sal dit 'n onmiddellike alarmsein ontvang. Die prys van so 'n kabinet is aansienlik, maar dit kos om daarvoor te betaal, dit is voordelig.

Kompensator toestel

'N konvensionele reaktiewe krag kompensator is 'n standaard-grootte metaal kas met 'n bedieningspaneel op die voorpaneel, normaalweg oop. In die onderste deel daarvan is daar stelle kapasitors (batterye). Hierdie reëling is te danke aan 'n eenvoudige oorweging: die elektriese kapasitansies is taamlik swaar en dit is redelik logies om te streef om die struktuur stabieler te maak. In die boonste gedeelte, op die ooghoogte van die operateur, is daar noodsaaklike beheertoestelle, insluitende 'n fase-aanduider, waardeur die waarde van die kragfaktor geassesseer kan word. Daar is ook 'n verskeidenheid uitstallings, insluitende nood, kontroles (aan en af, gaan na die handleiding af, ens.). Evaluering van die vergelyking van die lesings van die meet sensors en die opwekking van kontrole-aksies (verbinding van die kapasitors van die verlangde waarde) word uitgevoer deur 'n stroombaan gebaseer op die mikroprosessor. Die aandrywers werk vinnig en stil, hulle word gewoonlik op kragtige tiristors gebou.

Benaderde berekening van kapasitor banke

In relatief klein ondernemings kan die reaktiewe drywing van die stroombaan ongeveer geskat word deur die aantal verbind toestelle met inagneming van hul faseverskuiwing eienskappe. Dus, die gewone asynchroniese elektriese motor (die hoof "harde werker" van fabrieke en plante) teen 'n las gelyk aan die helfte van die nominale krag, het 'n cos φ gelyk aan 0.73, en 'n fluoresserende lamp - 0.5. Die parameter van die kontak sweismasjien wissel van 0,8 tot 0,9, die boogoond werk met 'n cosinus van φ gelyk aan 0.8. Tabelle beskikbaar vir feitlik elke hoofkragingenieur bevat inligting oor feitlik alle soorte industriële toerusting, en die vooraf installering van reaktiewe kragvergoeding kan met hulle gedoen word. Hierdie data dien egter slegs as basis, op grond waarvan dit nodig is om aanpassings aan te bring deur kapasitorbatterye by te voeg of te verwyder.

Op nasionale skaal

Dit mag voorkom asof die staat alle bekommernisse oor die parameters van die elektriese roosters en die eenvormigheid van die las aan fabrieke, fabrieke en ander industriële ondernemings toevertrou het. Dis nie so nie. Die land se kragstelsel beheer die faseskuif op nasionale en streeksskaal, direk by die uitlaat van sy spesiale produk van kragsentrales. Nog 'n probleem is dat die reaktiewe komponent vergoed word nie deur die aansluiting van kapasitorbanke nie, maar deur 'n ander metode. Om die kwaliteit van die energie wat in die rotorwindinge aan verbruikers vrygestel word, te verseker, word die voorspanningstroom gereguleer, wat in sinkroniese kragopwekkers nie 'n groot probleem is nie.