Reaktiivvõimsuse kompensaator: UKRM-i seadmete rakendamine ja elektriohutustingimused

Elektriahelate kadude põhjused on nendes reaktiivvõimsust genereeriva induktiivsuse ja võimsuste olemasolu. Sel juhul teeb kasulikku tööd vaid osa koguvõimsusest, aktiivkomponent. Reaktiivset komponenti kasutatakse magnetväljade tekitamiseks, juhtmestiku soojendamiseks ja võrgu koormuse suurendamiseks. Kadude vältimiseks võrkudes paigaldatakse reaktiivvõimsuse kompensaatorid.

Täisvõimsus

Elektrivõrkudes, kus on ainult takistuslik koormus - tänu kütteseadmetele, elektrivalgustusele, voolu- ja pingemuutusele nullfaasinihkega. Seal on kogu jõud aktiivne ja läheb koormusele. Kui seda kasutatakse induktiivpoolide ja võimsuste võrkudes, ilmub reaktiivne komponent. Seda iseloomustab faasinihe pinge ja voolu vahel.

Faasi nihe tähendab, et on aegu, mil pinge ja voolu väärtused on erineva polaarsusega, negatiivsel voolul positiivse pingega ja vastupidi. Nendel perioodidel ei kasutata võimsust kasuliku töö tegemiseks, vaid naaseb energiaallikale. Näivvõimsus koosneb aktiivsetest ja reaktiivsetest komponentidest. Võimsustegur (KM) on arvuliselt võrdne voolu ja pinge vahelise faasinurga koosinusega (cosφ). See väljendab aktiivvõimsuse ja koguvõimsuse suhet.

Madala cosφ korral ilmnevad järgmised tegurid:

• elektri kasutamise hind tõuseb;
• trafode koormus suureneb ja nende kasutusiga väheneb;
• soojuskaod suurenevad;
• tekib pingelangus reaktiivkomponendi olemasolu tõttu.

Reaktiivkomponendi olemasolu on elektrivõrgule ebasoodne tegur ja seetõttu on vaja võrku lülitada kompensaatorid.

Kompenseerivad seadmed

Kompensatsiooniseadme tüüp sõltub millist komponenti võrgus esineb. Induktiivse koormuse korral kasutatakse kondensaatoreid kasutavaid reaktiivvõimsuse kompenseerimisseadmeid. Mahtuvusliku koormuse korral kasutatakse õhuklapi kompensaatoreid. Elektrotehnikas induktiivpool on teatud tüüpi induktiivpool.

Ettevõtetes esineb enamasti induktsioonkoormust, mis on seotud asünkroonsete mootorite, trafode, elektriahjude olemasoluga tehnoloogilistes ahelates. Seetõttu kasutatakse seal reaktiivvõimsuse kondensaatorite kompenseerimisseadmeid.

Kondensaatorite reaktiivvõimsuse kompenseerimisseadmete peamine eesmärk elektrivõrkudes UKRM on võrgu KM säilitamine standardtasemel, reaktiivkomponendi voolu vähendamine, stabiliseerimine Pinge. UKRM-i paigaldamise kohas järgmised kompensatsioonimeetodid erinevad:

• Tsentraliseeritud kompenseerimine UKRM-i paigaldamisega kõrgepinge poolele 6-10 kV. Sel juhul laaditakse maha ainult trafode kohal asuvad võrgulõigud. Tarbijapaigaldised jäävad koormamata.
• UKRM-i paigaldamine madalpingesiinidele 0,4 kV. Eespool asuvate trafode ja võrkude mahalaadimine on ette nähtud. See on ka teatud tüüpi tsentraliseeritud hüvitis. Tarbijavõrgud jäävad reaktiivkoormuse alla.
• Grupikompensatsioon, kui UKRM-id on ühendatud otse 0,4 kV tootmissiinidega. Reaktiivkoormuse alla jäävad vaid üksikute tarbijateni viivad võrgud.
• Individuaalne hüvitis seisneb UKRM-i ühendamises otse reaktiivvõimsust tarbivate seadmete külge.

Kondensaatorid parandavad energiakasutuse tingimusi: vähendavad koormusvoolu 30-50%, pikendavad elektriseadmete kasutusiga, vähendavad soojuskaod, liinimüra vähendamine, faasiasümmeetria, kõrgemate harmooniliste filtrite kasutamine, võrgud säästlikumaks ja kulude vähendamiseks elektrit.

Kompensatsiooniseadme valikul võetakse arvesse seadmete omadusi, keskkonnatingimusi ja juhtimisprotsesside keerukust. 6-10 kV võrkudes kasutatakse järgmist tüüpi kompensatsiooni:

• Reguleerimata - koosneb mitmest etapist, mis lülitatakse koormusvoolude puudumisel käsitsi.
• Automaatne - teostatakse astmete automaatse ümberlülitamisega, millest igaüks koosneb kolmest kolmnurgaga ühendatud kondensaatorist.
• Dünaamiline - kiiresti muutuvate koormuste jaoks kasutatakse elektroonilist reaktiivkomponentide kompensaatorit.

UKRM-i kaitse

Tasanduspaigaldiste ohutuks tööks on vaja ettenägematute olukordade puhuks luua kaitseseadmed ja blokeeringud. Kavandatud on järgmised meetmed:

• Blokeeringud, mis kaitsevad pingestatud osadega kokkupuute eest.
• Sisseehitatud lahklüliti lühisevoolu vältimiseks.
• Elektrikaitse voolu, pinge, faaside tasakaalustamatuse normide ületamise eest.
• Blokeeringud, mis takistavad UKRM-i lülitusseadmete ebaõiget sisselülitamist.
• Lüliti kasutamine paigaldise pinge väljalülitamiseks uste avamisel.

Tuleb meeles pidada, et kondensaatorite lahtiühendamisel tekib nende klemmides ohtlik jääkpinge. Täielik tühjenemine tühjendustakistite kaudu toimub mõne minutiga.

Täieliku kompensatsiooni tegemine on vastunäidustatud, viies cosφ ühtsusesse. See võib viia ülekompenseerimiseni. KM väärtused ei tohiks olla kõrgemad kui 0,90–0,95. UKRM-i võimsus määratakse iga võrguosa jaoks, võttes arvesse koormuse omadusi ja kompensatsiooni tüüpi.

Pidevalt kasvavad elektritarbimise mahud sunnivad meid selle säästmisel olema tähelepanelikumad. Tehnoloogia areng suurendab nõudlust energiaressursside järele ning tootmisvõimalused on piiratud. Seetõttu tõusevad esiplaanile energiasäästlikud tehnoloogiad ning paisumisvuugid on üks olulisi säästmise viise.

Nende seadmete kasutamise majanduslik mõju on suur. Juba projekteerimisetapis on võimalik paigaldada vähendatud kaabli ristlõige ja säästa nende maksumust. Ja tootmisprotsessis säästetakse elektrienergia kasutamise kulusid, mis mõnes piirkonnas ulatuvad 50% -ni kogumaksumusest.