Príčiny znižovania účinníka a spôsoby jeho zlepšenia

Technická a ekonomická hodnota účinníka

Hodnota účinníka charakterizuje mieru využitia činného výkonu zdroja energie. Čím vyššie účinník elektrických prijímačov, čím lepšie sú generátory elektrární a ich hlavné pohony (turbíny atď.), transformátory rozvodní a rozvodné siete.

Nízke hodnoty cos phi (cos phi) pri rovnakých hodnotách činného výkonu vedú k dodatočným nákladom na výstavbu výkonnejších staníc, rozvodní a sietí, ako aj k dodatočným prevádzkovým nákladom.

Skutočná sila energetických užívateľov z verejných služieb sa v priebehu času neustále mení. Je to spôsobené tým, že práca jednotlivých sekcií alebo dielní podnikov sa časovo nezhoduje. Okrem toho môžu niektoré zariadenia fungovať pri čiastočnom zaťažení alebo dokonca v stave nečinnosti.Zmena aktívneho a jalového výkonu elektrických prijímačov vedie k zmenám v cos phi.

Dôvody nízkeho účinníka

Hlavnými spotrebiteľmi jalovej energie sú asynchrónne elektromotory, transformátory a indukčné pece, zváračky, plynové výbojky atď.

Indukčný motor pracujúci so záťažou blízkou menovitému má najvyššiu hodnotu cos phi. Keď sa zaťaženie motora znižuje, účinník sa znižuje.

Je to spôsobené tým, že činný výkon na svorkách elektromotora sa mení úmerne jeho zaťaženiu, zatiaľ čo jalový výkon v dôsledku miernej zmeny magnetizačného prúdu zostáva prakticky konštantný. Pri voľnobehu má najmenšiu hodnotu cos phi, ktorá sa v závislosti od typu elektromotora, výkonu a rýchlosti otáčania pohybuje v rozmedzí 0,1 — 0,3.

Výkonové transformátory, ako sú indukčné motory, majú znížený účinník zaťaženia menej ako 75 %.

Preťažené indukčné motory majú tiež nízke cos phi v dôsledku zvýšených tokov magnetického úniku.

Motory s lepšími podmienkami chladenia ako uzavreté motory môžu niesť väčšiu záťaž (aktívny výkon), a preto budú mať vyššie cos phi.

Motory s rotorom nakrátko majú v dôsledku nižších hodnôt indukčného zvodového odporu vyššie cos phi ako motory s vinutým rotorom.

Hodnota cos phi pre stroje rovnakého typu sa bude zvyšovať so zvyšovaním menovitého výkonu a otáčok rotora, pretože to znižuje relatívnu veľkosť magnetizačného prúdu.

Zvýšenie napätia na sekundárnej strane výkonových transformátorov v dôsledku zníženia zaťaženia (napríklad počas nočných zmien a počas obedňajšej prestávky) vedie k zvýšeniu napätia v porovnaní s menovitým napätím svoriek prevádzkových elektromotorov. . To následne vedie k zvýšeniu magnetizačného prúdu a jalového výkonu elektromotorov, čo má za následok nižší účinník.

Otáčanie rotora, ku ktorému dochádza pri opotrebovaní ložísk, takže rotor sa nedotýka statora, spôsobuje zväčšenie vzduchovej medzery medzi statorom a rotorom, čo vedie k zvýšeniu magnetizačného prúdu a zníženiu cos phi.

Zníženie počtu vodičov v štrbine statora počas prevíjania spôsobuje zvýšenie magnetizačného prúdu a zníženie cos phi indukčného motora.

Použitie plynových výbojok (DRL a žiariviek) s indukčným odporom (tlmivkou) v obvode pri absencii kompenzačných zariadení tiež znižuje účinník elektrických inštalácií (pozri — Ako sú usporiadané a fungujú predradníky žiariviek).

Techniky zlepšenia účinníka

Je potrebné zvýšiť účinník elektrickej inštalácie predovšetkým správnou a racionálnou prevádzkou elektrického zariadenia, teda prirodzeným spôsobom. Výkon elektromotora sa musí voliť presne v súlade s výkonom potrebným pre hnacie ústrojenstvo a už nainštalované, ale málo zaťažené elektromotory je potrebné nahradiť elektromotormi so zodpovedajúcim nižším výkonom.

Malo by sa však vziať do úvahy, že niekedy takáto výmena môže viesť k zvýšeniu strát aktívnej energie v samotnom elektromotore a v sieti, ak sa ukáže, že účinnosť novo inštalovaného elektromotora je nižšia ako predtým inštalovaný elektromotor. jeden. Uskutočniteľnosť takejto náhrady sa preto musí overiť výpočtom.

Okrem toho je potrebné skontrolovať záložný elektromotor podľa podmienok prípustného zahrievania a preťaženia a niekedy aj doby zrýchlenia. Elektromotory zaťažené menej ako 40 % spravidla podliehajú výmene. Keď je zaťaženie vyššie ako 70 %, výmena sa stáva nerentabilnou.

Vo všetkých možných prípadoch by mal byť uprednostňovaný motor s klietkou nakrátko pred fázovým rotorom. Je potrebné opustiť používanie uzavretých elektromotorov, ak je v dôsledku podmienok prostredia povolené použitie elektromotorov v otvorenom alebo chránenom prevedení.

Elektromotory, ktoré poháňajú rôzne stroje a mechanizmy, nepracujú stále pri plnom zaťažení. Napríklad pri inštalácii nového obrábacieho dielu na stroji elektromotor niekedy beží naprázdno s nízkym cos phi. Preto sa odporúča odpojiť elektromotor od siete na dobu nečinnosti s dobou interakcie 10 sekúnd alebo viac (táto požiadavka je povinná aj pre úsporu činnej elektriny).

Interakčný čas je čas strávený stiahnutím nástroja do pôvodnej polohy, vybratím obrobenej časti zo stroja, nainštalovaním novej časti na stroj a uvedením nástroja do pracovnej polohy.Na strojoch a mechanizmoch, v ktorých sa striedajú obdobia prevádzky s obdobiami interoperability, sa odporúča inštalovať automatické obmedzovače voľnobehu.

Odporúča sa tiež vymeniť alebo dočasne odpojiť transformátory zaťažené v priemere menej ako 30 % ich menovitého výkonu.

Kvalitná oprava asynchrónneho elektromotora výrazne ovplyvňuje zvýšenie hodnoty cos phi. Dobre opravený motor by mal mať typový štítok. Musíte starostlivo sledovať veľkosť vzduchovej medzery medzi statorom a rotorom, nedovoľte odchýlky od normy, vložte počet aktívnych drôtov do drážok podľa výpočtu. Repasované motory by sa mali dôkladne otestovať, vrátane kontroly prúdu naprázdno.

V niektorých prípadoch opatrenia na zlepšenie prirodzeného účinníka neumožňujú zvýšenie cos phi na 0,92 — 0,95 podľa podmienok technologického procesu. V takýchto elektrických inštaláciách sa používajú umelé metódy na kompenzáciu jalového výkonu - zvýšenie účinníka použitím špeciálne kompenzačné zariadenia.

Medzi takéto zariadenia patria: statické kondenzátory, synchrónne kompenzátory a prebudené synchrónne motory. Synchrónne elektromotory a kompenzátory vyrábané s vysokým výkonom sú však v továrňach zriedkavé. Najpoužívanejšie na zvýšenie účinníka sú statické kondenzátory.

Vhodnou voľbou kapacity kondenzátorov je možné uviesť fázový uhol medzi napätím a prúdom na ľubovoľnú požadovanú hodnotu.Zníženie prúdu v napájacej sieti je dosiahnuté vďaka reaktívnej zložke, ktorá je kompenzovaná kapacitným prúdom kondenzátorovej banky.