Կոսինուս փոխակերպման գործակիցը. Ինչ է դա? (Formula, Circuit And Capacitor Banks)

դաշտ: Հիմնական էլեկտրական

China

Ինչ է հզորության գործակիցը շեղելը

Ինչ է հզորության գործակիցը շեղելը?

Հզորության գործակիցը շեղելը (նաև հայտնի է PFC կամ հզորության գործակցի բարելավում), սահմանվում է որպես մի տեխնիկա, որը օգտագործվում է AC շղթաներում հզորության գործակցի բարելավման համար՝ շղթայում ներկայացվող ռեակտիվ հզորության կրճատման միջոցով։ Հզորության գործակցի շեղման տեխնիկաները նպատակ ունեն շղթայի արդյունավետությունը բարելավել և բեռի կողմից ձգվող հոսանքը կրճատել։

Ընդհանուր առմամբ, շղթաներում կոնդենսատորներ և համալուծ դիմադրություն ունեցող մոտորներ օգտագործվում են ինդուկտիվ տարրերի (և հետևաբար ռեակտիվ հզորության) կրճատման համար։ Այս տեխնիկաները չեն օգտագործվում իրական հզորության մեծացման համար, միայն այնպես, որ նվազեցնել արևի հզորությունը։

Այլ կերպ ասած, այն կրճատում է լարումի և հոսանքի միջև փուլային տարբերությունը։ Այսպիսով, այն փորձում է հզորության գործակիցը մոտեցնել միավորին։ Հզորության գործակցի ամենաէկոնոմիկ արժեքը 0.9-ից մինչև 0.95 է։

Այժմ հարցը առաջանում է, ինչու՞ է հզորության գործակցի էկոնոմիկ արժեքը 0.95 ընդհանուր հզորության գործակցի փոխարեն։ Միավոր հզորության գործակցի ունենալու ուրախագործություններ կան՞։

Ոչ։ Միավոր հզորության գործակցի ունենալու ոչ մի ուրախագործություն չկա։ Բայց միավոր PFC սարքավորումների տեղադրումը դժվար և թանկ է։

Այսպիսով, հարկավորությունները և էլեկտրաէներգիայի ապրուստավորները փորձում են հզորության գործակիցը 0.9-ից մինչև 0.95 տիրույթում տեղադրել, որպեսզի ստեղծեն էկոնոմիկ համակարգ։ Եվ այս տիրույթը բավարար է էլեկտրաէներգիայի համակարգի համար։

Եթե AC շղթան ունի բարձր ինդուկտիվ բեռ, հզորության գործակիցը կարող է լինել 0.8-ից ցածր։ Եվ այն ավելի շատ հոսանք է ձգում աղբյուրից։

Հզորության գործակցի շեղման սարքավորումը կրճատում է ինդուկտիվ տարրերը և աղբյուրից ձգվող հոսանքը։ Այս արդյունքում ստացվում է արդյունավետ համակարգ և էլեկտրաէներգիայի կորուստները կանխվում են։

Ինչու է հզորության գործակցի շեղման պետքը։

Դիրքային շղթաներում բեռը կատարած էներգիան պարզապես հաշվվում է լարման և հոսանքի բազմապատկմամբ: Հոսանքը համամասն է կիրառված լարմանը: Այդ պատճառով, դիրքային բեռի կողմից կատարված էներգիայի կորսացումը գծային է:

Միասնական շղթաներում լարումը և հոսանքը սինուսոիդային ալիքներ են: Այդ պատճառով, մեծությունը և ուղղությունը անընդհատ փոփոխվում են: Մասնավոր պահի կատարված էներգիայի կորսացումը այդ պահի լարման և հոսանքի բազմապատկումն է:

Եթե միասնական շղթան ունի ինդուկտիվ բեռներ, ինչպիսիք են՝ գործողության շղթայի պտույտ, չուկ կոյլեր, սոլենոիդ, ձգող, հոսանքը լարումից դուրս է փուլով: Այս պայմաններում իրական կորսացած էներգիան փոքր է լարման և հոսանքի արտադրյալից:

Ոչ գծային տարրերի պատճառով միասնական շղթաներում կա և դիրքային դիմադրություն և ռեակտիվություն: Այս պայմաններում էներգիայի հաշվարկի ժամանակ լարումի և հոսանքի փուլային տարբերությունը կարևոր է:

Միայն դիրքային բեռների դեպքում լարումը և հոսանքը նույն փուլում են: Բայց ինդուկտիվ բեռների դեպքում հոսանքը դեպի առաջ է լարումից դուրս գալիս և ստեղծում ինդուկտիվ ռեակտիվություն:

Այս պայմաններում ամենաշատը պահանջվում է էներգիայի գործակիցի ուղղումը ինդուկտիվ տարրերի ազդեցության կրանումը և էներգիայի գործակցի բարելավումը համակարգի էֆեկտիվության ավելացման համար:

Էներգիայի գործակցի ուղղումի բանաձև

Անցնենք ինդուկտիվ բեռը, որը կապված է համակարգի հետ և աշխատում է cosф₁ էներգիայի գործակցով: Էներգիայի գործակցի բարելավումը հաստատելու համար պետք է բեռի հետ զուգահեռ կապել էներգիայի գործակցի ուղղումի iết bị.

Այս կազմակերպման շղթայի դիագրամը ցուցադրված է ներքևում նկարում:

էներգիայի գործակցի ուղղումի օրինակ

Կոնդենսատորը միջնուկային ռեակտիվ կաղապարը առաջացնում է և շեղված ռեակտիվ կաղապարի ազդեցությունը կրճատում է: Կոնդենսատորի կապման առաջ բեռի հոսանքը IL է:

Կոնդենսատորը վերցնում է IC հոսանքը, որը լագնում է 90˚-ով լագացնող լարումից: Այնուհետև համակարգի արդյունավետ հոսանքը Ir-ն է: V լարումի և IR-ի միջև անկյունը փոքր է համեմատած V և IL-ի միջև անկյան հետ: Այսպիսով, էլեկտրական ուժի գործակիցը cosф2 բարձրանում է:

power factor correction phasor diagram

Էլեկտրական ուժի գործակցության կոռեկտումի ֆազոր դիագրամ

Այս ֆազոր դիագրամից երևում է, որ համակարգի շեղված կաղապարը կրճատված է: Այսպիսով, էլեկտրական ուժի գործակցությունը ф1-ից փոխարինելու համար ф2-ի, բեռի հոսանքը կրճատվում է IRsinф2-ով:

$I_R sin \phi_2 = I_L sin \phi_1 - I_C$

$I_C = I_L sin \phi_1 - I_R sin \phi_2$

Ուժի գործակցի բարելավման համար օգտագործվող կոնդենսատորի տարողությունը հետևյալն է.

$C = \frac{I_C}{\omega V}$

Ուժի գործակցի ճշգրտման շղթա

Ուժի գործակցի ճշգրտման տեխնիկաները հիմնականում օգտագործում են կոնդենսատոր կամ կոնդենսատորների բանկ և սինքրոն կոնդենսատոր։ Ուժի գործակիցը ճշգրտելու համար օգտագործվող սարքավորումներին համապատասխան՝ կան երեք մեթոդ.

Կոնդենսատորների բանկ
Սինքրոն կոնդենսատոր
Փուլի առաջացուցիչ

Կոնդենսատորների բանկի օգտագործմամբ ուժի գործակցի ճշգրտում

Կոնդենսատորը կամ կոնդենսատորների բանկը կարող են միացվել հաստատուն կամ փոփոխական տարողությամբ։ Այն միացվում է ինդուկցիոն շարժիչին, բաշխման վահանին կամ հիմնական սնուցմանը։

Ստացիոնային էլեկտրական կոնդենսատորը շարունակական կապված է համակարգի հետ։ Փոփոխական էլեկտրական կոնդենսատորը փոփոխում է KVAR-ի քանակը համակարգի պահանջումների համաձայն։

Ազդակի համար կոնդենսատորային բանկը կապված է բեռի հետ։ Եթե բեռը եռափուլային բեռ է, կոնդենսատորային բանկը կարող է կապվել աստղային և դելտային կապով։

Դելտային կապված կոնդենսատորային բանկ

Հետևյալ շղթայի դիագրամը ցույց է տալիս դելտային կապով կոնդենսատորային բանկը եռափուլային բեռով։

delta connected capacitor bank

Դելտային կապված կոնդենսատորային բանկ

Հաշվենք կոնդենսատորի հավասարումը փուլի համար, երբ այն կապված է դելտային կապով։ Դելտային կապում փուլային լարումը (VP) և գծային լարումը (VL) հավասար են։

$V_P = V_L$

Փուլային կոնդենսատորը (C∆) տրվում է հետևյալ հավասարումով։

$C_\Delta = \frac{Q_C}{\omega V_P^2} = \frac{Q_C}{\omega V_L^2}$

Աստղային կապված կոնդենսատորային բանկ

Հետևյալ շեման ցույց է տալիս աստղային կապված կոնդենսատորային բանկը եռափոխանցության բեռի հետ։

Աստղային կապված կոնդենսատորային բանկ

Աստղային կապում փուլային լարման (VP) և գծային լարման (VL) հարաբերությունը է՝

$V_P = \frac{1}{\sqrt{3}} V_L$

Միջանկյալ էլեկտրական հոսքի (CY) միջանկյալ դիմացի թիվը տրված է հետևյալ կերպ.

$C_Y = \frac{Q_C}{\omega V_P^2} = \frac{Q_C}{\omega (\frac{V_L}{\sqrt{3}})^2} = \frac{3Q_C}{\omega V_L^2}$

Այս հավասարումներից.

$C_Y = 3 C_\Delta$

Դա նշանակում է, որ աստղաձև կապումում պահանջվող էլեկտրական հոսքը եռապատիկ է դելտայի կապումում պահանջվող էլեկտրական հոսքի համեմատ և նաև գործառույթային փուլային լարումը 1/√3 անգամ գծային լարումն է:

Այսպիսով, դելտայի կապումով կոնդենսատորային բանկը լավ կառուցված է և դա այն պատճառն է, որ երեք փուլային կապումում դելտայի կապումով կոնդենսատորային բանկը ավելի շատ օգտագործվում է ցանցում:

Սինխրոնային կոնդենսատորով հզորության գործակցի կոռեկտում

Երբ սինխրոնային մոտորը գերացում է, այն վերցնում է առաջնորդ հոսք և վարվում է որպես կոնդենսատոր: Գերացում սինխրոնային մոտորը, որը աշխատում է բաց բեռ պայմաններում, անվանում են սինխրոնային կոնդենսատոր:

Երբ այս տիպի մեքենան միացվում է զուգահեռ սնուցմանը, այն ընդունում է օժանդակ հոսանք: Եվ բարելավում է համակարգի հզորության գործակիցը: Սինքրոն կոնդենսատորի միացման սխեման սնուցման հետ ցուցադրված է ստորև նկարված նկարում:

power factor correction using synchronous condenser

Հզորության գործակցի ճշգրտում՝ օգտագործելով սինքրոն կոնդենսատոր

Երբ բեռը ռեակտիվ բաղադրիչ ունի, այն համակարգից ձգում է մեկնած հոսանք: Հոսանքը չեզոքացնելու համար այս սարքը օգտագործվում է օժանդակ հոսանք ընդունելու համար:

synchronous condenser phasor diagram

Սինքրոն կոնդենսատորի ֆազորային դիագրամ

Մինչև սինքրոն կոնդենսատորի միացումը, բեռի կողմից ընդունված հոսանքը IL է, իսկ հզորության գործակիցը՝ ֆL:

Երբ սինքրոն կոնդենսատորը միացված է, այն ընդունում է Im հոսանքը: Այս պայմաններում արդյունարար հոսանքը I է, իսկ հզորության գործակիցը՝ ֆm:

Ֆազորային դիագրամից կարող ենք համեմատել երկու հզորության գործակցի անկյունները (ֆL և ֆm): Եվ ֆm-ն փոքր է ֆL-ից: Ուստի cosֆm-ն մեծ է cosֆL-ից:

Այս տիպի հզորության գործակցի բարելավման մեթոդը օգտագործվում է խոշոր սնուցման կայաններում՝ ստորև նշված առավելությունների շնորհիվ:

Շարժիչի կողմից ներգրավված հոսանքի մեծությունը փոխվում է դաշտի գրգռման փոփոխման միջոցով:
Համակարգում առաջացած սխալները հեռացնելը հեշտ է:
Շարժիչի պարունակույթի ջերմային կայունությունը բարձր է: Ուստի, կարճ միացման հոսանքների համար սա վստահելի համակարգ է:

Phase Advancer

Ինդուկցիոն շարժիչը գրգռման հոսանքի պատճառով ներգրավում է ռեակտիվ հոսանք: Եթե օգտագործվի մեկ այլ աղբյուր՝ գրգռման հոսանք տրամադրելու համար, ապա ստատորի պարունակույթը ազատվում է գրգռման հոսանքից: Եվ շարժիչի հզորության գործակիցը կարող է բարելավվել:

Այս կազմակերպումը կարող է իրականացվել ֆազային արագացուցչի օգտագործմամբ: Ֆազային արագացուցիչը պարզ փոփոխական հոսանքի գրգռիչ է, որը տեղադրված է շարժիչի նույն առանցքի վրա և միացված է շարժիչի ռոտորի շղթային:

Այն ռոտորի շղթային տրամադրում է գրգռման հոսանք սահող հաճախականությամբ: Եթե տրամադրեք ավելի շատ գրգռման հոսանք, քան պահանջվում է, ինդուկցիոն շարժիչը կարող է աշխատել առաջնորդ հզորության գործակցով:

Ֆազային արագացուցչի միակ թերությունն այն է, որ այն տնտեսապես արդյունավետ չէ փոքր չափսի շարժիչների համար, հատկապես 200 ձիաուժից ցածր:

Active Power Factor Correction

Ակտիվ հզորության գործակցի ուղղումը ապահովում է ավելի արդյունավետ հզորության գործակցի կառավարում: Սովորաբար օգտագործվում է 100Վտ-ից ավելի հզորություն ունեցող սնուցման աղբյուրների նախագծման համար:

Այս տեսակի հզորության գործակցի ուղղման շղթան բաղկացած է բարձր հաճախականությամբ անջատիչ տարրերից՝ ինչպիսիք են դիոդը, SCR (հզորության էլեկտրոնային անջատիչներ): Այս տարրերը ակտիվ տարրեր են: Ուստի, այս մեթոդը կոչվում է ակտիվ հզորության գործակցի ուղղման մեթոդ:

Պասիվ հզորության գործակցի ուղղման դեպքում շղթայում օգտագործվող ռեակտիվ տարրերը, ինչպիսիք են կոնդենսատորը և ինդուկտորը, չեն կառավարվում: Քանի որ պասիվ հզորության գործակցի ուղղման շղթան չի օգտագործում կառավարման միավոր և անջատիչ տարրեր:

Քանի որ շղթայում օգտագործվում են բարձր հաճախականությամբ անջատիչ տարրեր և կառավարման միավոր, շղթայի արժեքն ու բարդությունը մեծանում է պասիվ հզորության գործակցի ուղղման շղթայի համեմատ:

Ներքևի շղթայի դիագրամը ցույց է տալիս ակտիվ հզորության գործակցի ուղղման շղթայի հիմնական տարրերը:

ակտիվ էլեկտրական բաշխման գործակից

Ակտիվ էլեկտրական բաշխման գործակից

Ծրագրի պարամետրերը կառավարելու համար օգտագործվում է կառավարման միավոր։ Այն չափում է մուտքային լարման և հոսանքի մեծությունները։ Եվ այն կարգավորում է փուլային լարման և հոսանքի սահմանափակումը և դյուրացման ժամանակը։

Ինդուկտոր L-ն կառավարվում է պինակային սահմանափակի Q-ով։ Կառավարման միավորը օգտագործվում է պինակային սահմանափակի Q-ի կառավարման (ON և OFF) համար։

Երբ սահմանափակը միացված է, ինդուկտորի հոսանքը ավելանում է ∆I+-ով։ Ինդուկտորի վրա լարումը փոխում է բևեռությունը և էներգիան անջատվում է D1 դիոդի միջոցով բեռը հասցնելու համար։

Երբ սահմանափակը անջատված է, ինդուկտորի հոսանքը նվազում է ∆I–-ով։ Մի ցիկլի ընթացքում ընդհանուր փոփոխությունը է ∆I = ∆I+ – ∆I–։ Սահմանափակի ON և OFF ժամանակը կառավարվում է կառավարման միավորի կողմից դյուրացման հատուկ հարաբերության փոփոխման միջոցով։

Դյուրացման հատուկ հարաբերության ճիշտ ընտրությամբ կարող ենք ստանալ նախատեսված հոսանքի ձևը բեռի համար։

Ինչպե՞ս է պետք ընտրել էլեկտրական բաշխման գործակցի չափը։

Էլեկտրական բաշխման գործակցի չափը ընտրելու համար պետք է հաշվել ռեակտիվ էներգիայի (KVAR) պահանջը։ Եվ միացնել այդ չափի կապակցությունը համակարգի հետ, որպեսզի բավարարեն ռեակտիվ էներգիայի պահանջը։

KVAR-ի պահանջը գտնելու երկու եղանակ կա։

Տեղեկանոցի բազմապատիկ եղանակը
Հաշվարկի եղանակը

Անունից երևում է, որ տեղեկանոցի բազմապատիկ եղանակում կարող ենք ուղղակիորեն գտնել բազմապատիկ հաստատուն տեղեկանոցից։ Մուտքային էներգիայի բազմապատկումը հաստատուն համար կարող ենք ուղղակիորեն գտնել պահանջվող KVAR-ը։

table multiplier method

Աղյուսակային բազմապատկիչի մեթոդ

Հաշվարկման մեթոդում մենք պետք է հաշվարկենք բազմապատկիչը, ինչպես ցուցադրված է օրինակում։

Օրինակ:

10 կՎ ինդուկտիվ էլեկտրամոտորը ունի 0.71 լագացող էլեկտրական առաջարկող ֆակտոր։ Եթե մենք անհրաժեշտություն ունենք այս մոտորը 0.92 էլեկտրական առաջարկող ֆակտորով աշխատել, ինչ կլինի կոնդենսատորի չափը։

Մուտքային էnergie = 10 կՎ
Արդյունավետ էլեկտրական առաջարկող ֆակտոր (cos фA) = 0.71
Անհրաժեշտ էլեկտրական առաջարկող ֆակտոր (cos фR) = 0.92

$\cos \phi_1 = 0.71 \Rightarrow \phi_1 = \cos^{-1} 0.71$

$\phi_1 = 44.765^\circ$

$\cos \phi_2 = 0.92 \Rightarrow \phi_1 = \cos^{-1} 0.9$

$\phi_2 = 23.073^\circ$

$\tan \phi_1 = \tan (44.765^\circ) = 0.9918$

$\tan \phi_2 = \tan (23.073^\circ) = 0.4259$

$Multiplier \, Constant = 0.9918-0.4259 = 0.5658$

Անհրաժեշտ KVAR = Մուտքային Հզորություն x Բազմապատկիչ Ստանդարտ

$KVAR = 10 \times 0.5658$

$KVAR = 5.658$

Հետևաբար, համակարգի էլեկտրական դիմադրության հզորությունը բարձրացնելու համար 0.71-ից 0.92-ի պահանջվում է 5.658 KVAR ռեակտիվ հզորություն։ Եվ համակարգի հետ կապված կոնդենսատորը ունի 5.658 KVAR կոնդենսատորային հզորություն։

Աշխատանքային գործակցի կոռեկտումի կիրառությունները

Էլեկտրաէներգիայի համակարգի ցանցում աշխատանքային գործակիցը ունի ամենակարևոր դեր համակարգի որակը և ẢNարագարումը որոշելու մեջ։ Նա որոշում է էլեկտրաէներգիայի առաքման էֆեկտիվությունը։

Աշխատանքային գործակցի կոռեկտում առանց բեռը բարձր մեծության հոսանք է առաքում աղբյուրից։ Սա աճում է կորսարները և էլեկտրաէներգիայի արժեքը։ PFC սարքավորումը փորձում է հոսանքը և լարման ալիքները իրար հետ փուլային համապատասխանեցնել։ Սա կարող է աճեցնել համակարգի էֆեկտիվությունը։
Միացման ցանցում բարձր աշխատանքային գործակիցը անհրաժեշտ է։ Բարձր աշխատանքային գործակցի պատճառով միացման գծի կորսարները կրճատվում են և բարելավվում է լարման կարգավորումը։
Ինդուկտիվ մոտորները լայնորեն օգտագործվում են գործարաններում։ Ոչ առաջընթացի և մոտորի էֆեկտիվության բարելավման համար կոնդենսատորները օգտագործվում են ռեակտիվ հզորության ազդեցության կրճատման համար։
PFC սարքավորումը կրճատում է կապերում, սարքերում, գեներատորներում, թրանսֆորմատորներում և այլն ջերմության առաջացումը։
Ցանցի բարձր էֆեկտիվության պատճառով մենք պետք է ստեղծենք ավելի քիչ էներգիա։ Սա կրճատում է ատմոսֆերայում ծանր գազի դուրս գործողությունը։
PFC սարքավորումը համակարգի հետ օգտագործելու համար կրճատում է լարման կորուստը։

Հայտարարություն՝ Պահպանել նախնականը, լավ հոդվածները արժանացած են կիսվելու, եթե կա իրավունքի խախտում խորհուրդ է կապվել և հեռացնել։

Պատվերը փոխանցել և հեղինակին fffffff

Թեմաներ:

Էլեկտրաէներգետիկ համակարգեր

Transmission Անցում

Մասնագետների մասին

Electrical4u

China