Rezonanciaáramok
Az ellenállás, az induktív tekercs és a kondenzátor párhuzamos csatlakozásával rendelkező áramkör részeként (2.2.2. Ábra) áramok rezonanciája fordulhat elő. Az ilyen rendszer megjelenésének feltétele a reaktív vezetőképesség egyenlősége bL = bC.
2.21. Ábra - Áramkör egy ellenállás, induktív tekercs és kondenzátor párhuzamos csatlakoztatásával
Az áramerősség rezonanciájánál az áramkör teljes vezetőképessége tisztán aktív és egyenlő g-vel. és az Ires = gU áramkör teljes áramerőssége minimális. Fázisváltás a feszültség és az áram között φ = arcCos (g / y). A lánc által bevezetett érték nulla.
Az áramkörszakasz azon üzemmódja, amelynél a terminálon lévő feszültség és a közös áram közötti fáziseltolás nulla, az áramerősség rezonanciájának nevezzük.
Rezonancia esetén a tekercsben és a kondenzátorban lévő áramok tényleges értékei azonosak: IL = (1 / ωrez L) U = IC = ω vágott CU. és az áramok közötti fáziseltolás π-val egyenlő. mivel az induktív áram a feszültség mögött π / 2-el elmarad. és a kondenzátorban lévő áram a feszültséget ugyanolyan szöggel π / 2.
Ha a rezonancia áramok azonos számú alkalommal N, hogy növelje a kapacitív és induktív vezetőképesség, az áramok IL és IC növeli is az n-szer, és a teljes áram ugyanaz marad: I = Ug. Így elvben lehetõség van arra, hogy a induktivitás és a kapacitás áramát határozatlan ideig megnöveljük egy változatlan áramforrással.
A 2.22. Ábra párhuzamos hurok rezonancia görbéit mutatja. A kondenzátor aktuális IC = ωCU arányosan növekszik a körfrekvencia, hogy az induktivitás áram IL = U / (ωL) fordítottan arányos a sarok frekvencia az ellenállás jelenlegi IR = U / R a sarok frekvencia függ. Az IC (ω) és az IL (ω) görbék metszéspontja megfelel azoknak az áramoknak a rezonanciájához, amelyeknél I = IR = I vágott.
Ha az ellenállás vezetője g nulla, akkor az y teljes vezetőképessége nulla. A teljes áramáram (forrás áram) szintén nulla, ami megegyezik az áramkör megszakításával.
2.22. Ábra - A párhuzamos áramkör rezonancia görbéi
Megjegyezzük, hogy az áramerősség rezonancia, ellentétben a feszültségek rezonanciájával, biztonsági jelenség az elektromos erőművek számára. A rezonancia-rendszereket széles körben használják a rádiós mérnöki eszközökben.
Az alacsony Cosph-ok okai és annak javítása
A fentebb említettek szerint a teljesítménytényező határozza meg, hogy az elektromos berendezés által fogyasztott teljes energia mekkora részét átalakítják más típusú (mechanikai vagy termikus) energiatípusokká, pl. hogy a létesítmény által fogyasztott teljes energia melyik része az aktív teljesítmény:
Együttható beállítás fogyasztású elektromos energia, nem állandó: az idők folyamán változik a motor terhelése, transzformátorok és egyéb vevők, néhány off, stb Egyéb közé Ezért a Cosφ pillanatnyi értékét nem lehet jellemezni egy telepítéssel. Ebből a célból a súlyozott átlagos teljesítménytényező fogalmát egy bizonyos időre bevezetik. Ezt az aktív és a reaktív energia meghatározott időtartamra számított értékei határozzák meg:
Az elektromos berendezések alacsony energiafaktora nem kívánatos következményekkel jár. Így csökken a Cosphi; hogy a P aktív teljesítményének egy adott értékéhez meg kell növelni az energiaforrás teljes energiáját (S = P / Cosφ). Például Cosφ = 1 a P = 100kW terheléshez. Az S = 100 kVA teljes energiájú villamos energiaforrás szükséges. és a Cosφ = 0,5 ugyanazon terhelésnek már S = 200 kVA betáplálására.
A teljes kapacitás növekedése először a létrehozás kezdeti költségeinek növekedését érinti, másrészt a villamos energia abszolút veszteségeinek növekedéséhez vezet.
A teljesítménytényező csökkenése a P aktív teljesítményének egy adott értékéhez képest növeli az elfogyasztott áramot:
és ebből a növekedésből és a hálózat veszteségeiből:
ahol R egy vonalvezetés ellenállása.
A Cosφ alacsony értékeinél a teljes áram nő. Az áramfogyasztás csökkentésénél a Cosφ növelése lehetővé teszi további terhelések beillesztését a hálózatba a generátorok teljesítményének növelése nélkül.
Ezenkívül a teljesítménytényező értéke, amelyen a generátorokat és a transzformátorokat működtetik, jelentős hatást gyakorol hatékonyságukra.
Az alacsony Cosph fő okai a következők:- kihasználatlanság kapacitás mechanizmusok gépek és technológiai berendezések, illetőleg beépített teljesítményű motorok és transzformátorok miatt hiányos vagy egyenetlen terhelése alatt boot idő;
- a villanymotorok és transzformátorok üresjáratát, amelyet technológiai berendezések tervezésénél a tökéletlenségek okoznak. Megjegyzendő, hogy az üresjáratban futó aszinkron motorok alacsony teljesítménytényezővel rendelkeznek;
- túlméretezve az elektromos motorok és transzformátorok beépített teljesítményét, ami nem teljes terheléshez vezet.
- nem igényel kompenzáló eszközöket, és minden esetben alkalmas;
- kompenzáló eszközök használatával kapcsolatban;
- kivételt képez.
Hagyományosan az első csoport tevékenységét természetesnek nevezik. és a második és harmadik csoport tevékenységei mesterségesek.
A legfontosabb események a következők:- racionalizálása a gyártási folyamatok, javulásához vezet az energia üzemmód berendezés, azaz a termelési berendezések névleges terhelés értéke alapjárati megszüntetése aszinkron motorok és transzformátorok, motorok felfújt cseretápegységet;
- aszinkronmotorok helyett szinkronmotorok bevezetése, amennyiben lehetséges a technológia feltételei szerint;
- a munkatranszformátorok részének kikapcsolása kis terhelés alatt és a transzformátorok cseréje átlagosan 30% -kal. kevésbé erőteljesek.
Mesterségesnek kell tekinteni a kondenzátoros elemek és a szinkron kompenzátorok használatát, amelyek a helyi reaktív energiatermelők szerepét töltik be.
A kondenzátor bankok vagy szinkron kompenzátorok használatát a teljesítménytényező növelésére a 2.23. Ábrán látható vektordiagram jól mutatja.
2.23 ábra - Vektort ábrázoló kondenzátor bankok vagy szinkron kompenzátorok használata a teljesítménytényező növelése érdekében
A 2.23. Ábrán az a mutatja azt a kört, amelyben egy kondenzátor bank párhuzamosan csatlakoztatható a vevőhöz, például aszinkronmotorok csoportjához. A kondenzátorok bekapcsolása előtt az áram id a feszültség fázisában φ1 szöggel elmarad.
A bekapcsolást követően a kondenzátortelep reaktív (induktív) komponens I1r aktuális motorok részben kompenzálható kapacitív áram IC (ábra 2.23, b.), És ezért a jelenlegi a vezet csökken I. és fázisszög - a φ2. Ebben az esetben a vezetékben lévő áram aktív komponense nem változik, ezért az aktív teljesítménynek megfelelően az áramkör működési módja megegyezik.
A szinkron kompenzátor olyan szinkronmotor, amely alapállapotban üresjáratban működik. Ebben a módban a szinkronmotor egyidejűleg a reaktív energia generátorává válik, amely a hálózathoz kerül, és kompenzálja az általános fáziseltolódást.
A kondenzátor bank előtt egy szinkron kompenzátor előnye az általa felhasznált reaktív áram zökkenőmentes beállítása.
A kivételként megengedett intézkedések magukban foglalják a meglévő szinkronmotorok és generátorok szinkron kompenzátorok használatát.