Хто споживає реактивну потужність? Споживачі, розрахунок, методика

Споживачі реактивної потужності

Асинхронні електродвигуни та трансформатори

Асинхронні електродвигуни та трансформатори споживають 60 … 80% реактивної енергії в промислових електромережах. Розглянемо споживання ними реактивної потужності, грунтуючись на схемах заміщення АД і Тр. Ці схеми ідентичні, відрізняються лише гілкою, що імітує навантаження.

Значення опорів ротора АД аналогічно вторинної обмотки трансформатора, наводяться з урахуванням коефіцієнтів трансформації до параметрів ланцюгів статора АД (первинної обмотки Тр), г0 і х0 – опору гілки намагнічування.

В обох випадках реактивна складова струму навантаження дорівнює:

Реактивна потужність холостого ходу не залежить від навантаження, а реактивна потужність короткого замикання залежить від квадратакоеффіціента завантаження: в АТ – по активній потужності, в Тр – по повній потужності.

При номінальному навантаженні АТ значення обох составляющіхреактівной потужності АТ приблизно рівні.

У паспортах АТ наводяться значення коефіцієнта потужності при номінальному навантаженні, що дозволяє легко визначити Q0 і ЩЩ при будь-якому значенні ку В АТ значення Q0 становить близько 50% від номінальної потужності. Цим значенням можна користуватися при приблизних розрахунках.

Значення Q0 становить 2 … 5% від номінальної потужності Тр. Це пояснюється відсутністю повітряного зазору в муздрамтеатрі Тр, ​​завдяки чому для створення основного магнітного потоку потрібні менші значення намагнічавающего струму iор і реактивної потужності.

Незважаючи на це сумарне споживання реактивної потужності трансформаторами порівнянно зі споживанням АТ, оскільки сумарна номінальна потужність Тр, як правило, у багато разів більше, ніж АТ.

Для зменшення споживання реактивної потужності:

  1. АТ вибирають двигуни з невеликим запасом по активної потужності;
  2. виконують перемикання статорних обмоток з трикутника на зірку при їх завантаженні нижче 40 … 50%;
  3. виключається режим холостого ходу шляхом установки відповідних обмежувачів;
  4. замінюють асинхронні двигуни синхронними тієї ж потужності, якщо це можливо за техніко-економічні умов.

Для зменшення втрат реактивної потужності в Тр рекомендується відключення в резерв Тр, завантажених менш 40% від номінальної потужності, а також переклад навантаження на інший трансформатор або заміна на менш потужний Тр.

Дугові сталеплавильні печі

Дугові сталеплавильні печі відносяться до числа великих споживачів реактивної потужності. Значною мірою це пояснюється необхідністю забезпечення безперервності горіння електричної дуги, що можливо тільки при наявності індуктивності в ланцюзі ДСП. Достатній для безперервного горіння дуги кут зсуву по фазі між першими гармоніками струму і напруги визначається виразом

де Ud – мінімальну необхідну напругу для горіння дуги; Um – амплітудне значення напруги джерела живлення.

Наявність автоматичних регуляторів, що дозволяють впливати на рівні Ud і Um, дозволяє здійснювати роботу ДСП з кутами ф < 32,5е. Таким чином, мінімально можливі співвідношення між реактивної та активної потужності, що споживаються ДСП без застосування регуляторів, що дозволяють змінити співвідношення Ud і Um, становить:

На практиці в більшості випадків Qn > 0,637 що пояснюється наявністю значних индуктивностей в ланцюзі ДСП.ДСП відносяться до резкопеременной несиметричним навантаженням.

Оцінювати значення реактивної потужності, споживаної ДСП, на підставі чисто теоретичних передумов дуже важко изза впливу конструктивних параметрів ДСП, матеріалу електродів, складу скрапу, несиметрії і несинусоїдальності режиму і ряду інших параметрів. Тому на практиці використовуються усереднені дані, отримані в результаті численних вимірів на діючих ДСП.

Середні значення tgсp за весь період плавки для печей різної ємності складають:

  1. Тип печі tgcp
  2. ДСП12 і ДСП25 – 0,65
  3. ДСП100 – 0,90
  4. ДСП200 – 0,97

Для печей ДСП100 і ДСП200 наведені значення tg<p можуть використовуватися також при оцінці 30 хвилинного максимуму реактивного навантаження. Для ДСП меншої ємності значення tgq>pсоответствующее 30 хвилинному максимуму, приймається рівним наведеному вище з коефіцієнтом 0,47.

Максимальне значення реактивної потужності має місце при так званому експлуатаційному короткому замиканн
і:

де Sn.т. – номінальна потужність пічного трансформатора; kекз – кратність експлуатаційного короткого замикання, відповідного режиму зіткнення електродів з плавиться металом (середнє значення ке до 3 для печей ДСП12 … ДСП25 – 3,2 … 3,5; для ДСП100 … ДСП200 1,5 … 2,3).

вентильніперетворювачі

В даний час більше 50% електроенергії, що поставляється промисловими підприємствами, перетворюється за допомогою випрямлячів і інверторів; ці пристрої називаються вентильними перетворювачами (ВП).

Вони є великими споживачами реактивної потужності.

На основі ВП будуються сучасні регульовані джерела реактивної потужності.

Кут зсуву фаз між першими гармоніками напруги і струму визначається за формулою

Індукційні печі призначені для розплавлення металів індукованими струмами, для чого необхідне створення сильних магнітних полів.

Для цієї мети необхідна значна реактиви потужність, тому коефіцієнт потужності індукційних (печей дуже низький (від 0,1 до 0,6), в зв’язку з чим в комплект індукційної печі входять регульовані батареї конденсаторів. Установи дугового і контактного електрозварювання є однофазними різко змінними навантаженнями з cos від 0,2 до 0,6.

Ссылка на основную публикацию