Ի՞նչ է ռեակտիվ հզորությունը: Ռեակտիվ հզորության փոխհատուցում: Ռեակտիվ հզորության հաշվարկ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Բնակարաններում և առանձնատներում տեղադրված է մեկ էլեկտրական հաշվիչ, ըստ որի հաշվարկվում է սպառված էներգիայի վճարը։ Պարզապես, ենթադրվում է, որ միայն դրա ակտիվ բաղադրիչն է օգտագործվում առօրյա կյանքում, թեև դա ամբողջովին ճիշտ չէ: Ժամանակակից բնակարանները հագեցած են սարքերով, որոնց սխեմաներում կան տարրեր, որոնք տեղափոխում են փուլը: Այնուամենայնիվ, կենցաղային տեխնիկայի կողմից սպառվող ռեակտիվ հզորությունը անհամեմատ ավելի քիչ է, քան արդյունաբերական ձեռնարկություններինը, ուստի ավանդաբար այն անտեսվում է վճարումները հաշվարկելիս:

Մի գործարանը կամ գործարանը, որի ղեկավարությունը չի վերահսկում բեռի շղթայով անցնող մակաբույծ հոսանքների սպառումը, մեծ վնաս է հասցնում տարածաշրջանի և ամբողջ երկրի էներգետիկ համակարգերին: Էլեկտրահաղորդման գծի շուրջ մթնոլորտային օդը ամբողջովին անօգուտ է տաքանում. Ենթակայաններում տեղադրված տրանսֆորմատորների ոլորունները կարող են չդիմանալ բեռին, հատկապես պիկ ժամանակաշրջաններում:

Բեռի ինդուկտիվ և կոնդենսիվ

Եթե դուք վերցնում եք սովորական ջեռուցման սարք կամ էլեկտրական լամպ, ապա նշված հզորությունը.կոլբայի կամ անվանական տախտակի վրա համապատասխան մակագրությունը կհամապատասխանի այս սարքի միջով անցնող հոսանքի և ցանցի լարման արժեքների արտադրյալին (մենք ունենք 220 վոլտ): Իրավիճակը փոխվում է, եթե սարքը պարունակում է տրանսֆորմատոր, ինդուկտորներ կամ կոնդենսատորներ պարունակող այլ տարրեր: Այս մասերն ունեն հատուկ հատկություններ, դրանցում հոսող հոսանքի գրաֆիկը հետ է մնում կամ տանում է մատակարարման լարման սինուսոիդը, այլ կերպ ասած՝ տեղի է ունենում փուլային տեղաշարժ։ Իդեալական կոնդենսիվ բեռը վեկտորը տեղափոխում է -90, իսկ ինդուկտիվ բեռը +90 աստիճանով: Հզորությունը այս դեպքում արդյունք է ոչ միայն հոսանքի և լարման արտադրանքի, ավելացվում է որոշակի ուղղիչ գործոն: Ո՞ւր է տանում սա:

Գործընթացի երկրաչափական արտացոլում

Դպրոցական երկրաչափության դասընթացից բոլորը գիտեն, որ հիպոթենուսն ավելի երկար է, քան ուղղանկյուն եռանկյունու ցանկացած ոտք: Եթե ակտիվ, ռեակտիվ և ակնհայտ ուժը ձևավորում է դրա կողմերը, ապա կծիկի և հզորության սպառվող հոսանքները կլինեն դիմադրողական բաղադրիչի նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ, բայց հակառակ ուղղություններով: Ավելացնելիս (կամ, եթե ցանկանում եք, հանելիս, դրանք տարբեր նշանների են) ընդհանուր վեկտորը, այսինքն՝ ընդհանուր ռեակտիվ հզորությունը, կախված նրանից, թե որ տեսակի բեռը գերակշռում է շղթայում, կուղղվի վեր կամ վար։ Ըստ նրա ուղղության՝ կարելի է դատել, թե բեռի որ բնույթն է գերակշռում։

Ակտիվ բաղադրիչին վեկտորային ավելացումով ռեակտիվ հզորությունը կտա սպառված էներգիայի ընդհանուր քանակը: Այն պատկերված է գրաֆիկորեն որպեսհզորության եռանկյունու հիպոթենուսը։ Որքան այս գիծը մեղմորեն տեղակայվի x առանցքի նկատմամբ, այնքան լավ:

Կոսինոֆի

Գրաֆիկը ցույց է տալիս, որ φ անկյունը կազմված է երկու վեկտորով՝ լրիվ և ակտիվ հզորությամբ: Որքան քիչ են տարբերվում դրանց արժեքները, այնքան լավ, բայց դրանց ամբողջական միաձուլումը կանխվում է ռեակտիվ հզորությամբ, որը համարվում է մակաբուծական։ Որքան մեծ է անկյունը, այնքան մեծ է բեռը էլեկտրահաղորդման գծերի, էներգամատակարարման համակարգի բարձրացող և իջնող տրանսֆորմատորների վրա և հակառակը, որքան ավելի մոտ են վեկտորները միմյանց հակված, այնքան լարերը ավելի քիչ են տաքանալու ամբողջ ընթացքում: շրջան. Բնականաբար, այս խնդրի հետ կապված ինչ-որ բան պետք է արվեր։ Եվ լուծումը գտնվեց՝ պարզ ու էլեգանտ։ Ռեակտիվ հզորության փոխադարձ փոխհատուցումը թույլ է տալիս նվազեցնել φ անկյունը և նրա կոսինուսը (որը նաև կոչվում է հզորության գործակից) հնարավորինս մոտեցնել միասնությանը։ Դա անելու համար երկարացրեք տարողունակ բաղադրիչի վեկտորն այնպես, որ հասնի հոսանքների ռեզոնանս, որի ժամանակ նրանք «մարում» են միմյանց (իդեալականում ամբողջությամբ, բայց գործնականում առավելագույն չափով):

Տեսություն և պրակտիկա

Բոլոր տեսական հաշվարկներն ավելի արժեքավոր են, այնքան ավելի կիրառելի են գործնականում։ Ցանկացած զարգացած արդյունաբերական ձեռնարկությունում պատկերը հետևյալն է՝ էլեկտրաէներգիայի մեծ մասը սպառում են շարժիչները (սինխրոն, ասինխրոն, միաֆազ, եռաֆազ) և այլ մեքենաներ։ Բայց կան նաև տրանսֆորմատորներ: Եզրակացությունը պարզ է՝ իրական արտադրության պայմաններում գերակշռում է ինդուկտիվ բնույթի ռեակտիվ հզորությունը։ Նշենք, որ ձեռնարկություններըտեղադրում են ոչ թե մեկ էլեկտրական հաշվիչ, ինչպես տներում ու բնակարաններում, այլ երկու, որոնցից մեկն ակտիվ է, իսկ մյուսը հեշտ է կռահել, թե որն է։ Իսկ էլեկտրահաղորդման գծերով ապարդյուն «հետապնդվող» էներգիայի գերծախսման համար պատկան մարմիններն անխնա տուգանվում են, ուստի վարչակազմը կենսականորեն շահագրգռված է ռեակտիվ հզորությունը հաշվարկելու և այն նվազեցնելու համար միջոցներ ձեռնարկելու հարցում։ Հասկանալի է, որ այս խնդիրը լուծելիս չի կարելի անել առանց էլեկտրական հզորության:

Տեսության փոխհատուցում

Վերոնշյալ գրաֆիկից միանգամայն պարզ է, թե ինչպես կարելի է հասնել մակաբուծական հոսանքների կրճատմանը մինչև դրանց ամբողջական վերացումը, գոնե տեսականորեն: Դա անելու համար համապատասխան հզորության կոնդենսատորը պետք է միացվի ինդուկտիվ բեռին զուգահեռ: Վեկտորները, երբ ավելացվեն, կտան զրո, և կմնա միայն օգտակար ակտիվ բաղադրիչը:

Հաշվարկը կատարվում է ըստ բանաձևի՝

C=1 / (2πFX), որտեղ X-ը ցանցում ընդգրկված բոլոր սարքերի ընդհանուր ռեակտիվությունն է. F - մատակարարման լարման հաճախականությունը (մենք ունենք - 50 Հց);

Թվում է, թե ինչն է ավելի հեշտ: «X»-ը և «pi» թիվը բազմապատկել 50-ով և բաժանել: Այնուամենայնիվ, ամեն ինչ մի փոքր ավելի բարդ է:

Ինչպե՞ս է դա գործնականում:

Բանաձևը պարզ է, բայց X-ը որոշելն ու հաշվարկելն այնքան էլ հեշտ չէ։ Դա անելու համար հարկավոր է վերցնել սարքերի մասին բոլոր տվյալները, պարզել դրանց ռեակտիվությունը և վեկտորային ձևով, և նույնիսկ այն ժամանակ … Իրականում ոչ ոք դա չի անում, բացառությամբ լաբորատոր աշխատանքի ուսանողների:

Դուք կարող եք որոշել ռեակտիվ հզորությունը այլ կերպ՝ օգտագործելով հատուկ սարք՝ ֆազաչափ, որը ցույց է տալիս կոսինուսի ֆին, կամ համեմատելով վտտմետրի ընթերցումները,ամպաչափ և վոլտմետր։

Խնդիրը բարդանում է նրանով, որ իրական արտադրական գործընթացում բեռը անընդհատ փոխվում է, քանի որ որոշ մեքենաներ շահագործման ընթացքում միացված են, իսկ մյուսները, ընդհակառակը, անջատված են ցանցից, ինչպես պահանջում է. տեխնոլոգիական կանոնակարգերը։ Ըստ այդմ, անհրաժեշտ են շարունակական միջոցառումներ՝ իրավիճակը վերահսկելու համար։ Լուսավորությունն աշխատում է գիշերային հերթափոխով, ձմռանը արտադրամասերում օդը կարելի է տաքացնել, իսկ ամռանը՝ օդը հովացնել։ Այսպես թե այնպես, բայց ռեակտիվ հզորության փոխհատուցումը հիմնված է տեսական հաշվարկների վրա՝ cos φ գործնական չափումների մեծ մասնաբաժնով։

Կոնդենսատորների միացում և անջատում

Խնդիրը լուծելու ամենահեշտ և ակնհայտ ձևը ֆազաչափի մոտ հատուկ աշխատող դնելն է, ով կմիացնի կամ անջատի անհրաժեշտ քանակի կոնդենսատորներ՝ հասնելով սլաքի նվազագույն շեղմանը միասնությունից: Այսպիսով, սկզբում նրանք դա արեցին, բայց պրակտիկան ցույց տվեց, որ տխրահռչակ մարդկային գործոնը միշտ չէ, որ թույլ է տալիս հասնել ցանկալի էֆեկտի: Ամեն դեպքում, ռեակտիվ հզորությունը, որն ամենից հաճախ ինդուկտիվ բնույթ է կրում, փոխհատուցվում է համապատասխան չափի էլեկտրական հզորություն միացնելով, բայց ավելի լավ է դա անել ավտոմատ կերպով, հակառակ դեպքում անփույթ աշխատողը կարող է մեծ տուգանքի ենթարկել սեփական ձեռնարկությունը: Կրկին, այս աշխատանքը չի կարելի որակյալ անվանել, այն բավականին ենթակա է ավտոմատացման: Ամենապարզ սխեման ներառում է լույսի արտանետիչի և լույսի ընդունիչի օպտիկական էլեկտրոնային զույգ: Սլաքը ծածկել է նվազագույն արժեքը, ինչը նշանակում է, որ դուք պետք է ավելացնեքհզորություն։

Ավտոմատացում և խելացի ալգորիթմներ

Ներկայումս կան համակարգեր, որոնք թույլ են տալիս հուսալիորեն պահպանել cos φ 0,9-ից 1-ի սահմաններում: Քանի որ դրանցում կոնդենսատորների միացումը տեղի է ունենում դիսկրետ, անհնար է հասնել իդեալական արդյունքի, բայց ավտոմատ ռեակտիվ հզորությունը: փոխհատուցիչը դեռ շատ լավ տնտեսական էֆեկտ է տալիս։ Այս սարքի շահագործումը հիմնված է խելացի ալգորիթմների վրա, որոնք ապահովում են աշխատանքը միացնելուց անմիջապես հետո, ամենից հաճախ նույնիսկ առանց լրացուցիչ կարգավորումների: Համակարգչային տեխնոլոգիաների տեխնոլոգիական առաջընթացը թույլ է տալիս հասնել կոնդենսատորային բանկերի բոլոր փուլերի միատեսակ միացմանը՝ դրանցից մեկի կամ երկուսի վաղաժամ խափանումից խուսափելու համար: Արձագանքման ժամանակը նույնպես նվազագույնի է հասցվում, և լրացուցիչ խեղդուկները նվազեցնում են լարման անկման քանակը անցողիկ անցումների ժամանակ: Ժամանակակից ձեռնարկության էներգիայի կառավարման վահանակն ունի համապատասխան էրգոնոմիկ դասավորություն, որը պայմաններ է ստեղծում օպերատորի համար՝ արագ գնահատելու իրավիճակը, և վթարի կամ ձախողման դեպքում նա անմիջապես տագնապի ազդանշան կստանա: Նման կաբինետի գինը զգալի է, բայց արժե վճարել դրա համար, այն օգուտ է բերում։

Կոմպենսատոր սարք

Պայմանական ռեակտիվ էներգիայի փոխհատուցիչը ստանդարտ չափսերի մետաղական պահարան է, որի առջևի վահանակի վրա տեղադրված է կառավարման և կառավարման վահանակ, որը սովորաբար բացվում է: Դրա ներքևում տեղադրված են կոնդենսատորների (մարտկոցների) հավաքածուներ: Այդպիսինտեղադրությունը պայմանավորված է մի պարզ նկատառումով. էլեկտրական հզորությունները բավականին ծանր են, և միանգամայն տրամաբանական է ձգտել կառուցվածքն ավելի կայուն դարձնել: Վերին մասում, օպերատորի աչքերի մակարդակով, տեղադրված են անհրաժեշտ հսկիչ սարքերը, ներառյալ փուլային ցուցիչը, որով կարելի է դատել հզորության գործոնի մեծության մասին։ Կան նաև տարբեր ցուցումներ, այդ թվում՝ արտակարգ իրավիճակներ, կառավարում (միացում և անջատում, ձեռքով ռեժիմի անցում և այլն): Չափիչ սենսորների ընթերցումների համեմատության գնահատումը և կառավարման գործողությունների մշակումը (պահանջվող վարկանիշի միացնող կոնդենսատորները) կատարվում են միկրոպրոցեսորի վրա հիմնված սխեմայի միջոցով: Գործարկիչները գործում են արագ և անաղմուկ, դրանք սովորաբար կառուցված են հզոր թրիստորների վրա:

Կոնդենսատորային բանկերի մոտավոր հաշվարկ

Համեմատաբար փոքր կայաններում շղթայի ռեակտիվ հզորությունը կարելի է մոտավորապես գնահատել միացված սարքերի քանակով՝ հաշվի առնելով դրանց փուլափոխության բնութագրերը: Այսպիսով, սովորական ասինխրոն էլեկտրական շարժիչը (գործարանների և գործարանների հիմնական «աշխատասեր աշխատողը»), որի բեռը հավասար է իր անվանական հզորության կեսին, ունի cos φ հավասար 0,73, իսկ լյումինեսցենտային լամպը՝ 0,5: Կոնտակտային եռակցման մեքենան տատանվում է 0, 8-ից մինչև 0,9, աղեղային վառարանը գործում է 0,8-ի կոսինուսով φ, որը հավասար է 0,8-ի: Գրեթե յուրաքանչյուր գլխավոր էներգետիկի համար հասանելի աղյուսակները պարունակում են տեղեկատվություն արդյունաբերական սարքավորումների գրեթե բոլոր տեսակների մասին, և ռեակտիվ հզորության փոխհատուցումը կարող է նախապես կարգավորվել: կատարվել է դրանց միջոցով: Սակայն նման տվյալներծառայել միայն որպես ելակետ, որի վրա կարող են ճշգրտումներ կատարել՝ ավելացնելով կամ հեռացնելով կոնդենսատորային բանկերը:

համազգային

Հնարավոր է տպավորություն ստեղծվի, որ պետությունը գործարաններին, գործարաններին և այլ արդյունաբերական ձեռնարկություններին վստահել է էլեկտրացանցերի պարամետրերի և դրա վրա բեռի միատեսակության մասին ողջ հոգսը։ Սա ճիշտ չէ. Երկրի էներգետիկ համակարգը վերահսկում է փուլային հերթափոխը ազգային և տարածաշրջանային մասշտաբով, հենց էլեկտրակայաններից իր հատուկ արտադրանքի ելքի պահին: Այլ հարց է, որ ռեակտիվ բաղադրիչի փոխհատուցումն իրականացվում է ոչ թե կոնդենսատորային բանկերի միացմամբ, այլ այլ մեթոդով։ Ռոտորի ոլորուններում սպառողներին մատակարարվող էներգիայի որակն ապահովելու համար կարգավորվում է կողմնակալության հոսանքը, ինչը մեծ խնդիր չէ համաժամանակյա գեներատորներում: