Galios koeficiento pagerinimas indukciniuose varikliuose

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie: - 1. Įvadas į galios faktoriaus gerinimą 2. Induktyvios grandinės galia 3. Galios / galios faktorius rezistentinėje grandinėje 4. Tik galios / galios koeficientas tik induktyvumui 5. Galia / galia Tik „Capacitance“ veiksnys 6. Svarbiausias ir mažėjantis galios faktorius 7. Mažos galios faktoriaus ir jo korekcijos bei kitų detalių poveikis .

Turinys:

  1. Įvadas į „Power Factor“ tobulinimą
  2. Galia indukcinėje / talpos grandinėje
  3. Galios / galios koeficientas tik induktyvumui
  4. Tik galios ir galios koeficientas
  5. Pagrindinis ir mažėjantis galios faktorius
  6. Mažos galios faktoriaus ir jo korekcijos poveikis
  7. Galios faktoriaus matuokliai
  8. Galios kondensatorių naudojimas
  9. Kondensatorių įvertinimo nustatymas
  10. Galios kondensatorių privalumai
  11. Pramoniniai augalai
  12. Perdavimo sistemos

1. Įvadas į galios faktoriaus tobulinimą:

Išnagrinėjus srovę, tekančią kintamosios srovės sistemoje, tiekiančioje indukcinį variklį, bus pastebima, kad ji yra didesnė, nei galima tikėtis iš įprastų variklio reikalavimų. Todėl, kadangi bet kokia apkrova turi daugiausia indukcinių variklių, tai reiškia, kad tiekiama didesnė srovė, nei iš tikrųjų būtina norint užtikrinti atliktą darbą.

Ši perteklinė srovė atsiranda tik kintamosios srovės sistemose ir neturi lygiaverčių srovių sistemų atitikmenų. Tai kyla dėl to, kad lauko apvijos reaktyvumas veikia kintamosios srovės ciklą.

2. Indukcinės / talpos grandinės galia:

Žinome, kad nuolatinės srovės grandinėje galia yra įtampa ir srovė. Tačiau AC grandinėje tai nėra tiesa. Jei grandinėje yra indukcinis arba talpinis reaktyvumas, tada įtampos ir srovės produktas nesuteikia tikrosios galios, bet tikrosios galios. Ši tikroji galia yra tikrosios galios dalis, frakcija vadinama galios koeficientu (PF). Todėl,

3. Galios / galios faktorius atsparioje grandinėje:

Norint gauti konkrečios įtampos ir srovės tikrosios galios bangos formą, būtina padauginti momentines įtampos ir srovės vertes, pvz., Tik grandinėje, kurioje yra tik atsparumas, srovės ir įtampos bangos yra tokios kaip 19.1 pav.

Paimkime 19.1 (a) paveikslo 5 punktą, įtampos vertę nurodo AC ir srovės vertę AB. Šių dviejų verčių padauginimas duoda DE arba 5 pav. 19.1 (b). Kai šis procesas kartojamas visuose kituose taškuose, gaunama tikroji galios kreivė.

Dabar, kai grandinėje yra tik grynas pasipriešinimas, faktinė galios kreivė taip pat turi būti matoma galios kreivė.

Dėl grynos varžinės grandinės,

Faktinė galia = matoma galia.

. . . Galios faktorius = 1 = vienybė.

4. Tik galios / galios koeficientas induktyvumui:

Grandinėje, kurioje yra tik induktyvumas (be pasipriešinimo) ir naudojant tą patį metodą, kaip ir aukščiau, faktinę galios kreivę galima gauti, kaip parodyta 19.2 pav. Dabar iš šio skaičiaus matyti, kad kiekvienam įtampos pusmečiui yra du galios impulsai: vienas teigiamas ir vienas neigiamas.

Kodėl taip atsitinka? Matome, kad kai įtampa ir srovė yra tiek teigiama, tiek ir neigiama, į induktyvumą tiekiama galia, kad būtų nustatytas magnetinis laukas.

Kai įtampa ir srovė yra priešingomis kryptimis, magnetinis laukas žlunga, sugrįždamas į šaltinį. Ir taip pastebima, kad vidutinė galia, naudojama per visą ciklą, yra lygi nuliui. Vis dėlto matoma galia yra įtampos ir srovės rezultatas, ir turi tam tikrą vertę. Todėl grynai indukcinei grandinei

Faktinė galia = 0,

Galios faktorius = 0 / matoma galia = 0

5. Tik galios ir galios koeficientas „Capacitance“:

Kai grandinėje yra tik talpumas, srovės ir įtampos bangos yra tokios, kaip 19.3 pav. Čia, kaip ir induktyvumo atveju, mes turime du galios pliusus kiekvienam įtampos ciklui, nors teigiamų ir neigiamų impulsų padėtys buvo pakeistos.

Šiuo atveju, kai įtampa ir srovė yra tiek teigiama, tiek neigiama, galia tiekiama į talpą elektrostatinio lauko nustatymui. Kai įtampa ir srovė yra priešingomis kryptimis, elektrostatinis laukas žlunga atgal į šaltinį.

Vėlgi, kaip ir induktyvumo atveju, nors nėra naudingos galios vertės, yra tikrosios galios vertė. Todėl grynai talpinei grandinei

Faktinė galia = 0

Galios faktorius = 0 + faktinė galia = 0

6. Svarbiausias ir mažėjantis galios faktorius:

Iš pirmiau nurodytų induktyvumo ir talpos grandinių matome, kad abi grandinės turi nulinę galios koeficientą. Dabar, norint atskirti du, mes sakome, kad indukcinė grandinė turi srovę, kuri atsilieka nuo įtampos, ir taip turi atsiliekančią galios koeficientą, o talpinė grandinė turi srovę, kuri veda įtampą ir turi pagrindinę galią

Be to, kadangi gryna pasipriešinimo grandinė turi srovę, kuri yra fazėje su įtampa, suteikiančia galios faktoriaus vienybę, galima lengvai matyti, kad visų trijų grandinių deriniai gali suteikti galios koeficientą kažkur tarp nulio ir nulio. Praktikoje, iš patirties matome, kad tipiška nafta arba pramonė daugiausia naudoja indukcinius variklius, kurių galios koeficientas svyruoja nuo 0, 5 iki .75.

7. Mažos galios faktoriaus ir jo korekcijos poveikis:

Mažos galios koeficientas yra brangus reikalas pramonei. Deja, tai yra reguliarus reiškinys, bet nebūtinai neišvengiamas.

Tiesą sakant, pramonės šakos ir vartotojai moka mažą galios koeficientą dviem būdais:

a) dėl pradinių įrenginio išlaidų; \ t

b) Dėl elektros energijos tiekimo mokesčių.

Todėl bet kuriai pramonei įrenginys turi būti paleistas prie PF, kuris yra arčiausiai vieningo. Mažos galios koeficiento atveju vartotojas gali sumažinti sąskaitą įrengdamas tinkamus kondensatorius, kad pagerintų galios koeficientą. Tačiau galios faktoriaus korekcijos principą geriausiai galima parodyti keliais nedideliais pavyzdžiais. Atkreipkite dėmesį į tai, kad vienos fazės apkrova yra 250 voltų, o srovė 10 amperų esant galios koeficientui .71, kaip parodyta 19.4 pav.

Čia matome:

Matoma galia = 10 x 250 = 2500 vatų,

ir faktinė galia = 10 x 250 x .71 = 1775 vatai apytiksl.

Todėl galima parodyti, kad dabartiniai 10 amperų gali būti suskirstyti į du komponentus, kurių vienas yra vieningumo galios koeficientas, o kitas yra nulinės galios koeficientas, kaip parodyta 19.4 pav. b). Maksimali šių srovių vertė yra tiek 7.1 amp.

Vieningosios galios faktoriaus darbas atlieka naudingą darbą, o nulinės atsilikimo galios faktorius yra magnetizuojanti srovės dalis, kuri turi būti pašalinta. Todėl grandinei turi būti taikoma lygiai tokia pat srovė, bet nulinės linijos, kad būtų panaikinta magnetizavimo srovė, kaip parodyta 19.5 pav. Tai paprastai gaunama prijungus pakankamo dydžio grandinės kondensatorių, kad būtų galima srovės, kuri yra 7, 1 amp. Galutinis rodomas 19.6 pav. kai sumažinta srovė 7, 1 yra vienodos galios faktorius.

Todėl faktinė galia = matoma galia = 7, 1 x 250 = 1780 vatų.

Iš tiesų atsitinka, kad tiekimas dabar mato tik variklį ir kondensatorių kaip visiškai atsparią apkrovą ir suteikia pakankamai galios, kad galėtų atlikti variklio veleno sukimosi darbus, o kondensatorius nuolat siunčia ir gauna magnetavimo srovę iš variklio apvijų .

Iš tiesų, dviejų tipų įranga:

(1) Kondensatoriai ir

(2) Sinchroniniai varikliai naudojami galios koeficientui pagerinti.

Tačiau iš šių dviejų įrenginių kondensatoriai šiandien yra plačiai naudojami galios koeficiento koregavimui. Galios koeficiento koregavimo lentelė pateikta skyriaus pabaigoje. Kondensatorių plataus naudojimo priežastis yra ta, kad statiniai kondensatoriai yra prieinami įvairiuose tinkamuose įvertinimuose ir yra lengviau montuojami nei biriais, bet ir pataisyti atskirus indukcinius variklius, prijungiant kondensatorius prie jų terminalų. Taip pat brangiai kainuoja, jie yra pigesni.

8. Galios faktoriaus matuokliai:

Maitinimo koeficiento matuokliai paprastai įrengiami pagrindinėje paviršiaus pastotėje ir tiesiogiai nurodo grandinės, kuriai ji prijungta, galios koeficientą. Tokioje padėtyje sumontuotas prietaisas gali suteikti tik bendrą viso karkaso galios koeficientą arba didelę jo dalį.

Jei reikalingas atskiros variklio galios koeficientas, įprasta įrengti nešiojamus prietaisus, kad būtų galima įrašyti faktinę įtampą ir srovę, iš kurios gali būti apskaičiuojamas galios koeficientas, arba daugeliu atvejų jis tiesiogiai įrašomas.

9. Maitinimo kondensatorių naudojimas:

Inžinierius visada turėtų atidžiai apsvarstyti kondensatorių naudojimą. Iš tiesų, iš mūsų patirties matome, kad sėkmingam galios faktoriaus pagerėjimui, daug kas priklauso nuo kondensatorių vietos sistemoje, o idealios sąlygos yra pasiekiamos, kai didžiausias galios koeficientas yra išlaikomas visomis apkrovos sąlygomis.

Praktiškai, norint gauti lanksčią tvarką, bendras reikalingas KVA paprastai yra suskirstytas į mažesnius reitingus ir tai galima pasiekti taip:

a) Individualaus PF pataisymo metodas:

Ši korekcijos sistema taikoma dideliems indukciniams varikliams, transformatoriams ir lankiniams suvirinimo įrenginiams, kurie naudojami ilgą laiką. Kiekvienu atveju kondensatorius yra prijungtas lygiagrečiai tiesiogiai prie gnybtų. Ir taip, kondensatorius gali būti įjungtas ir išjungiamas kartu su pačia įranga.

Šis metodas turi didžiausią pranašumą, nes sumažina visas tiekimo linijas, vedančias į reaktyvią energiją naudojančią įrangą. Be to, šis metodas yra automatinis ir užtikrina didelį galios koeficientą apkrovos sąlygomis. Lentelė 19.1. padeda nustatyti kondensatoriaus reitingą tiesioginiam prijungimui prie indukcinių variklių.

b) PF pataisos metodas:

Sistemoje, kurioje didelę apkrovos dalį sudaro nedideli varikliai, o veikimas yra periodiškas, individualaus galios koeficiento korekcija nėra nei praktiška, nei ekonomiška. Tokiais atvejais korekcija pasiekiama didesniais kondensatoriais, prijungtais per pagrindinius strypus ir valdomus rankiniu būdu valdomais jungikliais.

c) Automatinis PF pataisymas:

Sistemose, kuriose apkrovos svyravimai yra dideli, automatinis valdymas yra idealus būdas. Visas kondensatorius KVAr yra suskirstytas į daugelį reguliavimo lygių, kiek įmanoma, vienodų pajėgumų. Siekiant kompensuoti transformatorių ir visam laikui prijungtų įrenginių neaktyviosios reaktyviosios galios kompensavimą, yra nustatytas fiksuotas etapas, nepriklausomas nuo automatinio sekcijos, ir išlieka prijungtas prie įrenginio. Reaktyviosios galios relės pagalba reguliavimo etapai yra įjungiami ir išjungiami, kol bus pasiektas iš anksto nustatytas norimas PF.

Tačiau norint pašalinti pernelyg dažnai persijungimą, kai įvyksta trumpalaikės apkrovos, laiko relė yra įtraukta į etapą perjungimui. Vėlgi, esant tiekimo nutraukimui, nulinės įtampos relė grąžina valdymo įrenginius į neutralią padėtį taip, kad, atkuriant maitinimą, kondensatoriaus etapai vėl įsijungia etapais, tokiu būdu užkertant kelią nepageidaujamiems srovės ir įtampos viršūnėms.

10. Kondensatoriaus įvertinimo nustatymas:

Norint nustatyti kondensatoriaus vertę, kad būtų pagerinta galia nuo Cos φ 1 iki Cos φ 2, žr. 19.6 pav.

Kaip nurodyta vektoriaus diagramoje, reikalingos kompensacijos suma

19.1 lentelėje. matome kondensatorių atrankos schemą.

Toliau pateikiamas galios kondensatorių ekonomiškumo paaiškinimas. Vartotojui, kurio maksimali apkrova yra 5000 KW, apkrovos galios koeficientas buvo 0, 8. Didžiausia KVA paklausa buvo 6250. Didžiausias KVA tarifas buvo Rs. 10 / - per KVA per mėnesį.

Norint pagerinti galios koeficientą, pvz., Iki 0, 95, 2105 KVAr galios kondensatoriai buvo įrengti pagal toliau nurodytus skaičiavimus :

Dabar sakykite kapitalo investicijas kondensatoriui @ R. 60 = 2105 x 60 = Rs. 1, 26, 300. Todėl kapitalo investicijos kondensatoriaus įrengimui iš tiesų būtų atkurtos maždaug per 13 mėnesių, o po to būtų sutaupyta kas mėnesį. 9850.

Pirmiau pateiktame pavyzdyje leiskite manyti, kad transformatoriai, skirstomieji įrenginiai ir kabeliai buvo įvertinti tik 6250 KVA. Taigi, esant galios koeficientui 0, 8, jie galėjo apdoroti tik 5000 KW apkrovą, o patobulinus galios koeficientą iki 0, 95, montuojant kondensatorius, jie dabar gali tvarkyti 5940 kW, o tai reiškia, kad:

a) Vartotojui šiuo metu prieinama 940 KW papildoma aktyvi galia be jokių specialių sankcijų iš tiekimo įmonės.

(b) Tą pačią įrangą būtų galima valdyti daugiau kaip 940 kW aktyviosios galios, didinant jos naudingumą ir efektyvumą.

Dėl to galios kondensatorių montavimas davė tokias pranašumus:

(1) Didelis elektros energijos sąskaitos sumažinimas.

(2) Geresnis transformatorių, skirstomųjų įrenginių, kabelių ir kt. Pajėgumų panaudojimas, ypač jei tiekimo įmonė gauna didelę įtampą.

(3) stabilesnė maitinimo įtampa, kuri reiškia geresnį ir efektyvesnį elektros mašinų veikimą.

11. Maitinimo kondensatorių privalumai:

Pagrindiniai galios kondensatorių diegimo privalumai:

1. Didelis KVA paklausos sumažinimas:

Šis KVA paklausos sumažinimas sumažina elektros energijos tiekimo įmonių taikomą tarifą pagal energijos mokesčius ir maksimalų KVA poreikį. Kai kurios įmonės taip pat taiko baudą už mažo galingumo veiksnį, tuo pat metu skatindamos didesnės galios koeficientą. Maitinimo kondensatoriai šią skatinamąją premiją sudaro realybe.

2. Didelis transformatorių ir linijų nuostolių sumažinimas:

Tai pasiekiama, nes KVA paklausos sumažėjimas sukelia mažesnę srovę tekančioms linijoms. Todėl optimaliai išnaudojamas esamas transformatorių, skirstomųjų įrenginių ir linijų pajėgumas.

3. Įtampos lašų sumažinimas linijose:

Sumažinus linijų įtampos sumažėjimą, gaunamas geresnis elektros įrangos veikimas.

4. Maitinimo kondensatorių montavimas padeda sumažinti tiekimo sistemos reaktyviosios galios poreikį, nes pats galios kondensatorius suteikia reaktyvią galią, reikalingą varikliams, transformatoriams ir kitoms indukcinėms apkrovoms, ir taip pagerina sistemos galios koeficientą. Elektros energijos paskirstymo sistemai paliekama spręsti aktyvios galios tiekimą.

Maitinimo kondensatoriai taip pat atleidžia sistemos pajėgumus, o galimas aktyviosios apkrovos padidėjimas įrenginyje yra maždaug 30%, jei jo galios koeficientas padidinamas nuo 0, 7 iki 0, 95. Maitinimo kondensatoriai pagerina galios koeficientą, suteikdami tą pačią galią mažiau pinigų, o kai KVA paklausa arba galios faktoriaus sąlygos tarifas veikia, taupymas yra tikrai įspūdingas. Pradinė elektros kondensatoriaus įrengimo kaina atkuriama per metus ar du metus nuo jo įrengimo, o vėliau atliktas taupymas yra tik grynasis pelnas ateinančiais metais.

12. Pramoniniai augalai:

Daugumoje pramoninių įrenginių daugumai kintamosios srovės elektros įrangos, pvz., Indukcinių variklių, transformatorių, suvirinimo įrangos ir kt., Reikia magnetinio lauko reaktyviosios galios. Tačiau, skirtingai nuo aktyviosios galios, ši reaktyvioji galia nėra paverčiama mechanine galia, bet virsta pirmyn ir atgal tarp generatoriaus ir sunaudojančios įrangos ir sudaro papildomą apkrovą tiekimo sistemai. Tai lemia tokius ekonominius ir techninius trūkumus.

(1) Sunkus papildomas mokestis kliento elektros energijos sąskaitoje už mažos galios koeficiento apkrovą.

(2) Kabeliai, skirstomieji įrenginiai ir transformatoriai turi papildomą be maitinimo srovę, todėl elektros įranga ir kapitalo investicijos yra nepakankamai panaudotos.

(3) Pernelyg didelis elektros įtampos sumažėjimas ir sumažintas efektyvumas.

13. Perdavimo sistemos:

Perdavimo sistemose, ekonominiu požiūriu, yra optimali reaktyviosios galios vertė, kurią galima perduoti iš generatoriaus. Didelėse tarpusavyje sujungtose elektros energijos tiekimo sistemose optimali vertė nėra fiksuota ir kinta nuo valandos iki valandos.

Ekonomiškiau ir naudingiau tiekti reaktyviąją galią apkrovos zonoje iš galios kondensatorių įrenginių nei generuoti ir perduoti reaktyviąją galią per perdavimo linijas.

Tačiau, atsižvelgiant į sistemos ar įrengimo reikalavimus, gali būti tinkamai įrengtas galios kondensatorius

(1) galios faktoriaus pagerėjimas.

(2) pagerintas įtampos reguliavimas.

3) linijų nuostolių mažinimas.

(4) grandinės apkrovos atleidimas.

(5) įtampos svyravimo ir grandinės reaktyvumo mažinimas.

Informacija, kurią reikia pateikti su užklausomis:

1. Reikalinga išvestis KV Ar

2. Nominali įtampa

3. Vardinis dažnis

4. Fazių skaičius

5. Nurodykite, ar tikimasi nenormalios įtampos padidėjimo. Jei taip, laukite didžiausios įtampos.

6. Viršutinė temperatūros kategorijos riba.

7. Siūloma kondensatoriaus vieta patalpoje arba lauke.

8. Aukštis virš jūros lygio kondensatoriaus vietoje, jei jis viršija 1000 metrų.

9. Tiekimo grandinės pobūdis: pavyzdžiui, ar reikia prijungti kondensatorių

a) į vietinę pastotę (jei taip, nurodykite transformatorių KVA įvertinimą ir tt)

b) vietiniam požeminiam tinklui

c) oro linijoms.

10. Jei kondensatorius tiesiogiai prijungiamas prie oro linijų, patikrinkite, ar:

a) vietovėje vyrauja perkūnija?

b) prie linijų sumontuoti žaibiški atjungikliai arba viršįtampių skirstytuvai?

11. Išsamūs duomenys apie jungiklį arba automatinį valdiklį, naudojamą su kondensatoriumi.

12. Jei kondensatorius turi būti prijungtas tiesiogiai prie variklio gnybtų, valstybės variklio įvertinimas, greitis, tipas, gamintojas.

13. Bet koks specialus reikalavimas, galintis turėti įtakos kondensatoriaus konstrukcijai ar veikimui.

Techninis aptarnavimas:

Kadangi kiekvienas įrenginys kelia skirtingas problemas, elektros kondensatoriaus montavimas turi būti kruopščiai suprojektuotas, kad atitiktų tam tikras apkrovos ir energijos tarifų sąlygas.