Kuchlik ko'rsatkichi to'g'rilash: Bu nima? (Formula, shema va kondensator banklari)

Maydon: Elektr tushunchalari

China

quyosh faktori to'g'riligi nima

Quyosh faktori to'g'riligi nima?

Quyosh faktori to'g'riligining (PFC yoki Quyosh faktori yaxshilash deb ham ataladi) tushunchasi, AC shemalaridagi reaktiv quvvatni kamaytirish orqali quyosh faktorini yaxshilash usuli hisoblanadi. Quyosh faktori to'g'riligining maqsadi, shemaning samaradorligini oshirish va yukdan olingan oqimni kamaytirishdir.

Umumiy holda, kondensatorlar va sinxron motorlar shemalarda induktiv elementlarni (va shunday qilib reaktiv quvvatni) kamaytirish uchun ishlatiladi. Bu usullar haqiqiy quvvat miqdorini oshirish uchun emas, ko'rinadigan quvvatni kamaytirish uchun ishlatiladi.

Boshqa so'z bilan aytganda, bu elektr kuchlanish va oqim orasidagi fazaviy siljishni kamaytiradi. Demak, quyosh faktorini birligacha yaqinlashtirishga harakat qiladi. Eng ekonomik quyosh faktori 0.9 dan 0.95 gacha bo'lgan orada joylashadi.

Endi savol paydo bo'ladi, menga ekonomik quyosh faktori 0.95 bo'lib, birligacha emas, nima sababli? Birligacha quyosh faktorida hech qanday kamchilik yo'qmi?

YO'Q. Birligacha quyosh faktorida hech qanday kamchilik yo'q. Ammo uni o'rnatish qiyin va qimmat bo'lib ketadi.

Shuning uchun, energiya ta'minot va kompaniyalari quyosh faktorini 0.9 dan 0.95 gacha bo'lgan orada qilib, ekonomik tizim yaratishga harakat qiladi. Va bu oraliq energetika tizimi uchun yetarli bo'ladi.

Agar AC shemada juda katta induktiv yuk bo'lsa, quyosh faktori 0.8 dan past bo'lishi mumkin. Va bu manbadan ko'proq oqimni olib boradi.

Quyosh faktori to'g'riligining vositalari induktiv elementlarni va manbadan olingan oqimni kamaytiradi. Bu natijada, samarali tizim yaratiladi va elektr energiyasining yo'qotilishi oldini olinadi.

Nega quyosh faktori to'g'riligi kerak?

DC shemalarda yukda sarflash maydoni quyidagicha hisoblanadi: elektr kuchini va tokni ko'paytirish orqali. Tok qo'yilgan elektr kuchiga proporsional bo'lib, shuning uchun omliqlilik yukdagi sarflash maydoni xattiy.

AC shemalarda elektr kuchi va tok sinusoidal to'g'ri chiziqlar. Shuning uchun, ularning qiymati va yo'nalishi davra-davra o'zgaradi. Aniq vaqt momentida sarflash maydoni bu vaqt momentidagi elektr kuchi va tokning ko'paytmasi bo'ladi.

Agar AC shemada induktiv yuklar (masalan, spiral, chowk spiral, solenoid, transformator) bo'lsa, tok elektr kuchidan fazadan yoki ortiqqa tushib qoladi. Bu holatda, haqiqiy sarflash maydoni elektr kuchi va tokning ko'paytmasidan kamroq bo'ladi.

AC shemalarda xususiy elementlar borligi sababli, ular ichida hem omlik hamda reaktivlik mavjud. Shuning uchun, bu holatda, tok va elektr kuchi orasidagi fazaviy farq sarflash maydonini hisoblashda muhim ahamiyatga ega.

To'g'ri omliqlilik yuk uchun, elektr kuchi va tok bir xil fazada. Ammo induktiv yuk uchun, tok elektr kuchidan keyin keladi. Va bu induktiv reaktivlik yaratadi.

Bu holatda, sarflash maydonini to'g'rilash zarur bo'lib, bu induktiv elementlarning ta'sirini pasaytiradi va tizimning samaradorligini oshirish uchun sarflash maydonini yaxshilaydi.

Sarflash maydonini to'g'rilash formulasi

Tenglamada, induktiv yuk tizimga ulangan va cosф₁ darajadagi sarflash maydoni bilan ishlamoqda. Sarflash maydonini yaxshilash uchun, yukka parallel sarflash maydonini to'g'rilash uskunalarni ulash kerak.

Bu tuzilmaning shematik diagrammasi quyidagi rasmga ko'rsatilgan.

sarflash maydonini to'g'rilash misoli

Kondensator avvalgi reaktiv komponentni ta'minlaydi va qolgan reaktiv komponentning ta'sirini kamaytiradi. Kondensator ulanishidan oldin yuk akimi IL bo'lgan.

Kondensator IC katta og'ziga ega bo'lib, bu oqim voltajdan 90˚ oldinga tortiladi. Sistemaning umumiy oqimi Ir bo'ladi. V voltajasi va IR oqimi orasidagi burchak, V va IL oqimlar orasidagi burchakka nisbatan kamayadi. Shuning uchun, cosф2 ko'rsatkichi yaxshilab boradi.

power factor correction phasor diagram

Kuchlanma faktori to'g'rilash fazorni diagrammasi

Yuqorida berilgan fazor diagrammasida, sistemadagi ortiqcha komponent kamayadi. Demak, kuchlanma faktorini ф1 dan ф2 ga o'zgartirish uchun, yuk oqimi IRsinф2 miqdorida kamayadi.

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

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

Kondensatorning kapasitivliksi ko'rsatkichi quyidagicha hisoblanadi:

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

Kuch faktori to'g'rilash shematik tuzilishi

Kuch faktorini to'g'rilash usullari asosan kondensator yoki kondensator bankasidan va sinxron kondenserdan foydalanadi. Kuch faktorini to'g'rilash uchun ishlatiladigan qurilma bo'yicha, uchta usul mavjud:

Kondensator bankasi
Sinxron kondenser
Fazani oldindirish qurilmasi

Kuch faktorini to'g'rilash kondensator bankasi orqali

Kondensator yoki kondensator bankasi doimiy yoki o'zgaruvchan qiymatda ulanishi mumkin. U induksiya elektr motoriga, taqsimot paneliga yoki boshqa energiya manbalariga ulanadi.

Aniq qiymatli kondensator sistemaga doimiy ravishda ulanilgan. O'zgaruvchan qiymatli kondensatorlik kvar miqdorini sistemaning talabiga qarab o'zgartiradi.

Kondensator banki ko'nikma toqquvchilikni to'g'irlash uchun yuk bilan ulaniladi. Agar yuk uch fazali yuk bo'lsa, kondensator banki yulduz va delta ulanishlari bilan ulanish mumkin.

Delta Connected Kondensator Banki

Quyidagi elektrik shemasi uch fazali yuk bilan delta ulangan kondensator bankini ko'rsatadi.

delta connected capacitor bank

Delta Connected Kondensator Banki

Delta ulanishida har bir fazadagi kondensatorning tenglamasini topamiz. Delta ulanishida fazalik voltaj (VP) va liniya voltaj (VL) teng.

$V_P = V_L$

Har bir fazadagi kondensatorlik (C∆) quyidagicha beriladi;

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

Yulduz qo'shilgan kondensator banki

Quyidagi elektrik diagrammasi yulduz qo'shilgan kondensator bankini va uch fazalı yukni ko'rsatadi.

Yulduz qo'shilgan kondensator banki

Yulduz ulanishida, fazaviy elektr kuchlanishi (VP) va liniya elektr kuchlanishi (VL) orasidagi munosabat quyidagicha:

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

Fazadan fazaga (CY) beriladi;

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

Yuqoridagi tenglamalardan;

$C_Y = 3 C_\Delta$

Bu yerdan, yulduz ulanishida talab etiladigan kapasitans delta ulanishida talab etiladigan kapasitansning uch marta bo'lganligi aniq bo'ladi. Shuningdek, ishlaydigan fazaviy oqim chiziq oqimining 1/√3 qismiga teng.

Demak, delta ulangan kondensator bankasi yaxshi dizayn hisoblanadi va shuning uchun, uch fazada, delta ulangan kondensator bankasi tarmoqda ko'proq ishlatiladi.

Sinkron kondenser orqali kuch faktori to'g'rilash

Sinkron motor overexcited holatda bo'lsa, oldindan oqimni oladi va kondensator kabi xisoblanadi. Overexcited sinkron motor no-load shartlarda ishlashda sinkron kondenser deb ataladi.

Bu tur mashina ta'minot bilan parallel ulanganida, oldindan oqiladigan elektr kuchini oladi. Va tizimning energiya faktorini yaxshilaydi. Synchronous condenser bilan ta'minot orasidagi ulash shemasining rasmiga quyidagicha ko'rsatilgan.

power factor correction using synchronous condenser

Synchronous condenser yordamida energiya faktorini to'g'rilash

Yuk reaktiv komponentga ega bo'lganda, tizimdan oldindan oqiladigan elektr kuchini olib boradi. Kuchni neutral qilish uchun, bu qurilma oldindan oqiladigan kuchni olish uchun ishlatiladi.

synchronous condenser phasor diagram

Synchronous condenser fazor diagrammasi

Synchronous condenser ulanishidan oldin, yuk tomonidan olindi IL kuchi va energiya faktori фL.

Synchronous condenser ulanganida, u Im kuchini oladi. Bu holatda, jami kuch I ga teng va energiya faktori фm bo'ladi.

Fazor diagrammasidan, biz ikkita energiya faktor burchaklarini (фL va фm) solishtira olamiz. Va фm фL dan kam. Demak, cosфm cosфL dan katta.

Bu turdagi energiya faktorini yaxshilash usuli, quyidagi afzalliklar sababli, katta ta'minot stansiyalarida ishlatiladi.

Motor tomonidan olingan elektr energiyasi kuchlanishini o'zgartirish orqali o'zgaradi.
Tizimda paydo bo'lgan xato qilishlarini olib tashlash oson.
Motor navvabining issiq稳定性异常，我将重新翻译最后一部分内容。
- Motor tomonidan olingan elektr energiyasi kuchlanishini o'zgartirish orqali o'zgaradi.
- Tizimda paydo bo'lgan xato qilishlarini olib tashlash oson.
- Motor navvabining issiq stabiylig'i yuqori. Shuning uchun, bu qisqacha shunt elektr energiyasi uchun ishonchli tizimdir.
Phase Advancer

Induktsiya motori, kuchlanish elektr energiyasiga sababli reaktiv elektr energiyasini olib boradi. Agar boshqa manba kuchlanish elektr energiyasini ta'minlash uchun ishlatilsa, statornavvab kuchlanish elektr energiyasidan bepul bo'ladi. Va motorning energetik ko'rsatkichi yaxshilana oladi.
Bu tuzilish phase advancer orqali amalga oshirilishi mumkin. Phase advancer - bu motorning bir xil shafitida o'rnatilgan sodda AC voqtinchalik kuchlanuvchi va motor rotoridagi shematoga ulangan.
U rotor shemasiga solish frekvendasida kuchlanish elektr energiyasini ta'minlaydi. Agar talabdan ortiq voqtinchalik kuchlanish elektr energiyasini ta'minlarsangiz, induksiya motori oldindan energetik ko'rsatkich bilan ishlashi mumkin.
Phase advancerning yagona kamchiligi shundaki, 200 HP dan past hajmdagi motorlar uchun ekonomik emas.

Active Power Factor Correction

Aktiv energetik ko'rsatkich to'g'rilash usuli eng samarali energetik ko'rsatkichni nazorat qilishni ta'minlaydi. Umuman olganda, bu 100W dan yuqori quvvat manbalari dizaynida ishlatiladi.
Bu turdagi energetik ko'rsatkich to'g'rilash shemasida diod, SCR (quvvat elektronika kommutatorlari) kabi yuqori frekvendadagi kommutator elementlari mavjud. Bu elementlar aktiv elementlardir. Shuning uchun, ushbu usul Aktiv energetik ko'rsatkich to'g'rilash usuli deb ataladi.
Pasiv energetik ko'rsatkich to'g'rilashda, shemada ishlatiladigan kondensator va induktor kabi reaktiv elementlar nazorat etilmagan. Pasiv energetik ko'rsatkich to'g'rilash shemasida hech qanday nazorat qurilmasi va kommutator elementlari ishlatilmaydi.
Shemada foydalaniladigan yuqori frekvendadagi kommutator elementlari va nazorat qurilmasi sababli, pasiv energetik ko'rsatkich to'g'rilash shemasiga nisbatan shema narxi va murakkabligi oshadi.
Quyidagi shematik diagramma aktiv energetik ko'rsatkich to'g'rilash shemasining asosiy elementlarini ko'rsatadi.

Faol kuchma-kutilish to'g'rilash

Shema parametrlarini boshqarish uchun, shemada boshqaruv bloki ishlatiladi. U kirish voltajini va oqimini o'lchaydi. Va fazadagi voltaj va oqimning switchni va dolznosti vaqtini sozlidi.
Induktor L qattiq tillak switc Q tomonidan boshqariladi. Boshqaruv bloki qattiq tillak switc Q ni (YOQ va O'CHIR) boshqarish uchun ishlatiladi.
Switc YOQ bo'lganda, induktor oqimi ∆I+ bilan oshadi. Induktor orqali voltaj polusini o'zgartiradi va diod D1 orqali yukka energiyani yig'ish uchun chiqaradi.
Switc O'CHIR bo'lganda, induktor oqimi ∆I– bilan kamayadi. Bir tsikldagi umumiy o'zgarish ∆I = ∆I+ – ∆I–. Switcning YOQ va O'CHIR vaqti boshqaruv bloki tomonidan dolznosti o'zgartirish orqali boshqariladi.
Dolznostni to'g'ri tanlash orqali, yukga kerakli oqimning shaklini olishimiz mumkin.

Kuchma-kutilish to'g'rilashini qanday o'lchamlaymiz?

Kuchma-kutilish to'g'rilashini o'lchamlash uchun, reaktiv kuchni (KVAR) talabini hisoblashimiz kerak. Va biz bu hajmdagi kapasitetni sistemaga ulash orqali reaktiv kuch talabini qondirishimiz kerak.
KVAR talabini topish uchun ikkita usul mavjud.
- Jadval ko'paytiruvchi usuli
- Hisoblash usuli
Nomi aynan ko'rsatadiki, jadval ko'paytiruvchi usulida, biz jadvaldan to'g'ridan-to'g'ri ko'paytiruvchi konstantani topa olamiz. Biz kirish quvvatini ko'paytiruvchi bilan ko'paytirib, kerakli KVAR ni to'g'ridan-to'g'ri topa olamiz.

Jadval ko'paytiruvchi usuli

Hisoblash usulida quyidagi misolda keltirilganidek, ko'paytiruvchini hisoblashimiz kerak.
Misollar:
10 kW induksiya motorining quvratish koeffitsiyenti 0.71 lagging. Agar biz bu motorni 0.92 quvratish koeffitsiyentiga ishga tushirsak, kondensatorning hajmi qanday bo'ladi?
Kirish quvvati = 10kW
Haqiqiy quvratish koeffitsiyenti (cos фA) = 0.71
Talab etilgan quvratish koeffitsiyenti (cos фR) = 0.92

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

   $\phi_1 = 44.765^\circ$

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

   $\phi_2 = 23.073^\circ$

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

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

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

Talab qilinadigan KVAR = Kirish quvvati x Ko'paytiruvchi sabit

   $KVAR = 10 \times 0.5658$

   $KVAR = 5.658$

Shunday qilib, reaktiv quvvatni 0.71 dan 0.92 gacha yaxshilash uchun 5.658 KVAR kerak bo'ladi. Va sistemaga ulangan kondensatorning kapasitansi 5.658 KVAR.

Quvvat faktori to'g'rilashning qo'llanmalar

Elektr tarmog'ida, quvvat faktori tizimning sifati va boshqarilishiga eng muhim rol o'ynaydi. U energiya ta'minotining samaradorligini aniqlaydi.
- Quvvat faktori to'g'rilashsiz, yuk manbadan katta hajmdagi tokni jalib oladi. Bu yo'qotmalar va elektr energiyasi narxini oshiradi. PFC jihozlar toki va shunt diagrammalarni fazada qilishga harakat qiladi. Bu tizimning samaradorligini oshiradi.
- Elektr uzatish tarmog'idagi quvvat faktori juda muhim. Yuqori quvvat faktori tufayli, elektr uzatish liniyalaridagi yo'qotmalar kamayadi va shunt nazorati yaxshilab boradi.
- Induktsiya motordagi ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Motorning issiqlikdan himoyalanishi va samaradorligini yaxshilash uchun kondensatorlar reaktiv quvvatning ta'sirini kamaytirish uchun ishlatiladi.
- PFC jihozlar kabel, sig'latgich, alternator, transformatorlarda va boshqalarida issiqlik paydo bo'lishini kamaytiradi.
- Tarmog'ning yuqori samaradorligi tufayli, biz ko'proq energiya yaratishga ehtiyoj yo'q. Bu atmosferga karbon ayrimini kamaytiradi.
- PFC jihozlari bilan tizimni ishlatish orqali shunt pasayishi aniqroq kamayadi.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.