Навігація
Головна
 
Головна arrow Природознавство arrow Електроенергетичні системи та мережі. Енергозбереження
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

КОЕФІЦІЄНТ ПОТУЖНОСТІ І ЙОГО ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ЗНАЧЕННЯ

Коефіцієнтом потужності cosφ називають відношення активної потужності споживача до повної потужності:

Кожен споживач електричної енергії характеризується номінальним струмом і напругою і номінальною повною потужністю, рівними добутку номінальної напруги на номінальний струм. Для трифазної системи змінного струму

Найкраще використання потужності генератора буде при його роботі з номінальними значеннями струму і напруги і при . У цьому випадку активна потужність генератора буде дорівнює його повній потужності:

При номінальних значеннях струму і напруги і змінюється cosφ потужність генератора буде прямо пропорційна останньому, а

зменшення cos #? призведе до неповного використання його потужності.

З іншого боку, якщо приймач електричної енергії працює з постійною активною потужністю при постійній напрузі, але при різних cosφ, то його ток змінюється обернено пропорційно cos # ?. Таким чином, зі зменшенням cosφ ток приймача і живильної його мережі збільшується, що призводить до додаткових втрат електричної енергії в лініях електропередачі:

В даний час прийняті наступні нормативні значення коефіцієнта потужності:

  • 0,85 - при харчуванні споживачів від генераторів електростанцій на генераторному напрузі;
  • 0,93 - при харчуванні споживачів від районних мереж напругою 110, 220 кВ і від мереж 35 кВ, що живляться від електростанцій через два ступені трансформації;
  • 0,95 - при харчуванні споживачів від мереж напругою 35 кВ, що живляться від районних електромереж через три ступені трансформації.

Причини і наслідки низького коефіцієнта потужності

Основними споживачами електричної енергії на промислових підприємствах є асинхронні двигуни (АД), які поряд з активною (корисної) споживають і реактивну потужність, що йде на створення магнітних полів.

Споживана асинхронними двигунами реактивна потужність може бути розділена на намагнічує, не залежну від навантаження і йде на створення основного магнітного потоку, і реактивну потужність, пропорційну квадрату навантаження і обумовлену магнітними полями розсіювання в двигуні. Повна реактивна потужність, споживана асинхронним двигуном, може бути визначена за формулою

де Q0 - намагнічує потужність холостого ходу двигуна; I 0 - струм холостого ходу, A; U H - номінальна напруга, В; до 3 - коефіцієнт завантаження; - приріст реактивної потужності при номінальному навантаженні, кВАр; - реактивна потужність двигуна при номінальному навантаженні, кВАр.

Повну реактивну потужність трансформатора визначають за формулою

"

де Q 0 т - намагнічує потужність трансформатора,

де - струм холостого ходу трансформатора у відсотках від номінального; - коефіцієнт завантаження трансформатора; - приріст реактивної потужності трансформатора.

В АТ і трансформаторах основна частка реактивної потужності доводиться на потужність Qq , що йде на створення основного магнітного потоку, що дорівнює потужності холостого ходу. Основними причинами порівняно великого споживання реактивної потужності, а значить, зниження величини коефіцієнта потужності є:

  • 1. Робота АТ і трансформаторів при неповному завантаженні. При цьому зменшується активна потужність електричної машини, тоді як реактивна залишається майже без змін, що веде до зниження cos (р.
  • 2. Недосконалість конструкції АД і його неякісний ремонт (наявність великого повітряного зазору між статором і ротором). Магнітний опір повітряного зазору становить приблизно 80% від загального опору.
  • 3. Підвищення напруги мережі. З підвищенням напруги у АТ і трансформаторів зростає магнітний потік, а отже, і споживана реактивна потужність, при цьому коефіцієнт потужності знижується.
  • 4. Зниження швидкості електричних машин. Тихохідні асинхронні двигуни мають більш складну магнітну ланцюг і споживають велику реактивну потужність, отже, мають більш низький cos #>, ніж швидкохідні. Низький cos ^ промислового підприємства призводить до збільшення потужності і розмірів генераторів і трансформаторів.

Приклад 6.5. На промисловому підприємстві встановлені асинхронні двигуни сумарною потужністю 12 000 кВт. Визначити необхідну потужність трансформаторів для випадків роботи двигунів з cosφ1 = 0,9 і cosφ2 = 0,75.

Визначаємо повну потужність трансформаторів для обох випадків

Різниця в 2667 кВА повинна бути покрита за рахунок встановлення більш потужних трансформаторів, в той час як корисна потужність залишається незмінною (12 000 кВт).

Втрати потужності на нагрівання проводів пропорційні квадрату струму

де I - повний струм, що протікає по дроту, A; R - опір лінії, Ом.

Величина струму I обернено пропорційна cosφ.

Приклад 6.6. Визначити втрати електричної енергії в лінії опором R = 4 Ом за даними прикладу 6.5 при напрузі 35 кВ і збитки при роботі із заниженим cos φ.

Визначаємо повний струм для обох випадків:

Визначаємо втрати потужності для першого і другого випадків:

Різниця втрат потужності складе:

Відповідно різниця втрат енергії за рік складе

де T - число годин роботи лінії в році, ч.

Збитки за рахунок низького cosφ за один рік складуть (при вартості електричної енергії С = 158,37 коп / кВт год згідно з тарифним меню на 2007 р):

Приклад 6.7. Визначити активну потужність трансформатора потужність 360 кВ А при cosφ1 = 0,8 і cosφ2 = 0,6.

Визначаємо активну потужність для кожного випадку:

Отже, чим нижче cos # ?, тим гірше використовується встановлена потужність обладнання. Таким чином, кожне підприємство повинно бути зацікавлене в підвищенні коефіцієнта потужності як окремих погребітелей, так і всього промислового об'єкта.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук