A teljesítménytényező csökkentésének okai és javításának módjai

A teljesítménytényező műszaki és gazdasági értéke

A teljesítménytényező értéke az áramforrás aktív teljesítményének kihasználtságát jellemzi. A magasabb elektromos vevők teljesítménytényezője, annál jobbak az erőművi generátorok és azok főmotorjai (turbinák stb.), az alállomási transzformátorok és az elektromos hálózatok.

A cos phi (cos phi) alacsony értéke azonos aktív teljesítmény mellett többletköltségekhez vezet a nagyobb teljesítményű állomások, alállomások és hálózatok építéséhez, valamint további üzemeltetési költségekhez.

A közüzemi energiafelhasználók valódi ereje az idő múlásával folyamatosan változik. Ez annak köszönhető, hogy a vállalkozások egyes részlegeinek vagy műhelyeinek munkája időben nem esik egybe. Ezenkívül a berendezések egy része részterheléssel vagy akár üresjárati állapotban is működhet.Az elektromos vevők aktív és meddő teljesítményének változása a cos phi változásához vezet.

Az alacsony teljesítménytényező okai

A reaktív energia fő fogyasztói az aszinkron villanymotorok, transzformátorok és indukciós kemencék, hegesztőgépek, gázkisüléses lámpák stb.

A névlegeshez közeli terheléssel működő indukciós motornak van a legmagasabb cos phi értéke. A motor terhelésének csökkenésével a teljesítménytényező csökken.

Ez annak köszönhető, hogy a villanymotor kapcsain a terhelés arányában változik az aktív teljesítmény, míg a meddőteljesítmény a mágnesező áram kismértékű változása miatt gyakorlatilag állandó marad. Alapjáraton a cos phi rendelkezik a legkisebb értékkel, amely a villanymotor típusától, teljesítményétől és fordulatszámától függően a 0,1-0,3 tartományba esik.

A teljesítménytranszformátorok, például az indukciós motorok terhelési teljesítménytényezője kevesebb, mint 75%.

A túlterhelt indukciós motorok alacsony cos phi-vel rendelkeznek a megnövekedett mágneses szivárgási fluxusok miatt.

A zárt motoroknál jobb hűtési feltételekkel rendelkező motorok nagyobb terhelést (aktív teljesítményt) képesek elviselni, ezért magasabb cos phi-jük is lesz.

A mókuskalitkás forgórészes motorok az alacsonyabb induktív szivárgási ellenállási értékek miatt magasabb cos phi-vel rendelkeznek, mint a tekercses forgórészes motorok.

Az azonos típusú gépeknél a cos phi értéke a névleges teljesítmény és a forgórész fordulatszámának növekedésével nő, mivel ez csökkenti a mágnesező áram relatív nagyságát.

A teljesítménytranszformátorok szekunder oldalán a terhelés csökkenése miatti feszültségnövekedés (például éjszakai műszakban és ebédszünetben) a feszültség növekedéséhez vezet a működő villanymotorok kivezetéseinek névleges feszültségéhez képest. . Ez viszont az elektromos motorok mágnesező áramának és reaktív teljesítményének növekedéséhez vezet, ami alacsonyabb teljesítménytényezőt eredményez.

A forgórész forgása, amely a csapágyak kopásával jön létre, így a forgórész nem érinti az állórészt, az állórész és a forgórész közötti légrés növekedését okozza, ami a mágnesező áram növekedéséhez és az állórész csökkenéséhez vezet. cos phi.

Az állórész résében lévő vezetékek számának csökkentése a visszatekercselés során a mágnesező áram növekedését és az indukciós motor cos phi értékének csökkenését okozza.

Az induktív ellenállású (fojtó) gázkisüléses lámpák (DRL és fluoreszcens) használata kiegyenlítő eszközök hiányában szintén csökkenti az elektromos berendezések teljesítménytényezőjét (lásd - A fénycsövek előtéteinek elrendezése és működése).

Teljesítménytényező javítási technikák

Egy villanyszerelés teljesítménytényezőjét mindenekelőtt az elektromos berendezések helyes és ésszerű működésével, azaz természetes módon kell növelni. A villanymotor teljesítményét szigorúan a hajtószerkezet teljesítményéhez igazodva kell megválasztani, és a már beszerelt, de kis terhelésű villanymotorokat megfelelően kisebb teljesítményű villanymotorokra kell cserélni.

Figyelembe kell azonban venni, hogy néha egy ilyen csere az aktív energia veszteség növekedéséhez vezethet magában a villanymotorban és a hálózatban, ha az újonnan beszerelt villanymotor hatásfoka kisebbnek bizonyul, mint a korábban beépítetté. egy. Ezért az ilyen csere megvalósíthatóságát számítással kell ellenőrizni.

Ezenkívül ellenőrizni kell a tartalék villanymotort a megengedett fűtési és túlterhelési feltételeknek, valamint néha a gyorsulási időnek megfelelően. A 40%-nál kisebb terheléssel terhelt villanymotorokat általában ki kell cserélni. Ha a terhelés meghaladja a 70%-ot, a csere veszteségessé válik.

Minden lehetséges esetben előnyben kell részesíteni a mókuskalitkás motort a fázisrotorral szemben. Le kell mondani a zárt villanymotor használatáról, ha a környezeti viszonyok miatt megengedett a nyitott vagy védett kivitelű villanymotor használata.

A különféle gépeket és mechanizmusokat meghajtó villanymotorok nem működnek állandóan teljes terhelésen. Például egy új megmunkálási alkatrész gépre szerelésekor a villanymotor néha alacsony cos phi mellett alapjáraton jár. Ezért ajánlatos az elektromos motort 10 másodperces vagy annál hosszabb interakciós időtartamra az üresjárati időre leválasztani a hálózatról (ez a követelmény az aktív villamos energia megtakarításához is kötelező).

Az interakciós periódus az az idő, amely alatt a szerszámot vissza kell húzni az eredeti helyzetébe, eltávolítani a megmunkált alkatrészt a gépből, új alkatrészt szerelni a gépre, és a szerszámot a munkahelyzetbe hozni.Azokon a gépeken és mechanizmusokon, amelyekben az üzemi periódusok váltakoznak az interoperabilitás időszakaival, ajánlatos automatikus üresjárat-határolót beépíteni.

Az átlagosan névleges teljesítményük 30%-ánál kevesebbet terhelő transzformátorok cseréje vagy ideiglenes leválasztása is javasolt.

Az aszinkron villanymotor minőségi javítása jelentősen befolyásolja a cos phi értékének növekedését. A jól megjavított motornak legyen adattáblája. Gondosan figyelnie kell az állórész és a forgórész közötti légrés méretét, ne engedje meg a normától való eltérést, helyezze el az aktív vezetékek számát a hornyokba a számítás szerint. A felújított motorokat alaposan meg kell vizsgálni, beleértve az üresjárati áram ellenőrzését is.

Egyes esetekben a természetes teljesítménytényező javítására irányuló intézkedések nem teszik lehetővé a cos phi 0,92-0,95-re való növelését a technológiai folyamat feltételei szerint. Az ilyen elektromos berendezésekben mesterséges módszereket alkalmaznak a meddőteljesítmény kompenzálására – a teljesítménytényező növelésével speciális kiegyenlítő eszközök.

Ilyen eszközök a következők: statikus kondenzátorok, szinkron kompenzátorok és túlgerjesztett szinkronmotorok. A nagy teljesítménnyel gyártott szinkron villanymotorok és kompenzátorok azonban ritkák a gyárakban. A teljesítménytényező növelésére a legszélesebb körben használják statikus kondenzátorok.

A kondenzátorok kapacitásának megfelelő megválasztásával a feszültség és az áram közötti fázisszög tetszőleges értékre hozható.A táphálózat áramcsökkenése a reaktív komponensnek köszönhető, amelyet a kondenzátortelep kapacitív árama kompenzál.