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O que é potência reativa? compensação de energia reactiva. Cálculo da potência reactiva

Os apartamentos e casas particulares, um medidor de energia elétrica está instalado, sobre o qual o cálculo do pagamento pela energia consumida. Acredita simplista de que a vida só é usado seu componente ativo, embora não seja assim. habitação modernos dispositivos saturado, circuitos que tem os elementos que mudam de fase. No entanto, potência reativa, que consome aparelhos, muito menos do que a indústria, por isso é tradicionalmente negligenciada no cálculo do pagamento.


Planta ou fábrica, cuja gestão não segue o fluxo de correntes parasitas que passam através do circuito de carga, causando grande dano aos sistemas de energia da região e do país como um todo. ar aquecido completamente inútil em torno da linha de transmissão de potência; enrolamento de transformadores instalados em subestações, não pode suportar cargas, especialmente durante os períodos de pico.

Carga indutiva e capacitiva

Se tomarmos um aquecedor convencional ou uma ampola, a potência especificada nas respectivas etiquetas no frasco ou placa-placa, vai corresponder ao produto de valores de corrente fluindo através do dispositivo, e tensão (nos é de 220 Volts). A situação muda, se o dispositivo compreende um transformador, os outros elementos que compreendem indutores, ou condensadores. Estas peças têm propriedades especiais, um gráfico da corrente que circula neles está atrás ou à frente da onda sinusoidal da tensão de alimentação – por outras palavras, ocorre uma mudança de fase. mudanças capacitivas ideais carga vetor de -90 e indutiva – +90 graus. Saída, neste caso, torna-se o resultado não só do trabalho atual da tensão, é adicionado um fator de correção. O que levar?

processo de reflexão geométrica

Claro geometria escola todos nós sabemos que a hipotenusa é maior do que qualquer um dos outros dois lados de um triângulo certo. Se a energia activa, reactiva e aparente formar seu lado, as correntes consumidas pela bobina e o recipiente será em ângulos rectos para a componente resistiva, mas com as instruções em direcções opostas. Ao adicionar (ou, se preferir, subtração, eles raznoznakovye) valores resultantes do vetor, ou seja, potência reativa completo, dependendo do que a natureza da carga prevalece no esquema será direcionado para cima ou para baixo. Em sua direção pode ser julgado, o que a natureza da carga prevalece.

potência reactiva para além do vetor do componente activo iria dar um valor total de consumo de energia. É representado graficamente como uma hipotenusa do triângulo de energia. Quanto mais esta linha será um posicionado em relação oco para o eixo x, o melhor.

cos phi

O gráfico mostra que o ângulo & Phi formado por dois vectores, de energia total e activo. Do que os seus valores diferem menos o melhor, mas completam a sua fusão impede a energia reactiva, o que é considerado indesejável. Quanto maior o ângulo, maior a carga na linha de alimentação, levantando e baixando transformadores de energia do sistema, e, inversamente, quanto mais perto os vectores são inclinados um para o outro, a menos será fios aquecidos ao longo da cadeia. É natural que esse problema é algo que você precisa fazer. E a solução foi encontrada, uma simples e elegante. A compensação mútua da potência reactiva pode reduzir o ângulo φ e para aproximar o co-seno (também chamada factor de potência) de uma unidade. Para este deve estender componente vector capacitiva de modo a alcançar uma corrente de ressonância, em que "extinguir" o outro (de preferência completamente, mas na prática – a maior forma).

Teoria e prática

Todos os cálculos teóricos têm valor, maior que sejam aplicáveis na prática. Pintura em qualquer instalação industrial desenvolvida seguinte: a maior parte da energia consumida pelo motor (síncrono, assíncrono, de fase única, de três fases), e outra maquinaria. Mas também existem transformadores. A conclusão é simples: em um ambiente real de produção dominada pelo poder indutivo natureza reativa. Deve-se notar que as empresas estabelecer mais de um medidor de energia elétrica como em casas e apartamentos, e dois, um dos quais está ativo, e os outros – você pode adivinhar qual. E para derrapagens em vão "perseguindo" ao longo das linhas de órgãos correspondentes de energia elétrica impiedosamente multado, de modo que a administração é vitalmente interessado no fato, para calcular a potência reativa e tomar medidas para reduzi-lo. É claro que, sem a capacitância não conseguem resolver este problema.

Compensação na teoria

A partir do gráfico acima, é claro como para alcançar a redução de correntes parasitas até sua completa eliminação, pelo menos teoricamente. Para fazer isso, em paralelo com o condensador de carga indutiva incluem respectivos valores de capacitância. Os vectores da adição irá dar um zero, e haverá apenas componente activo útil.

O cálculo é feito de acordo com a fórmula:

  • C = 1 / (2πFX), em que X – a reactância total de todos os dispositivos incluídos na rede; O F – frequência da tensão (temos – 50 Hz);

Parece ser – o que poderia ser mais simples? Multiply «X» eo número "pi" 50 YES. No entanto, tudo é mais complicado.

E, na prática?

A fórmula é simples, mas para identificar e calcular o X não é tão fácil. Para fazer isso, você precisa ter todos os dados sobre os dispositivos, aprender a sua reatância e na forma vetorial e, mesmo assim … Na verdade, ninguém não fazê-lo, exceto para os alunos em trabalhos de laboratório.

Determine a potência reativa pode ser de outra forma, com a ajuda de um dispositivo especial – medidor de fase, indicando o fator de potência, ou comparando o medidor de energia de leitura, amperímetro e voltímetro.

Para complicar as coisas que no processo de produção real, a carga está em constante mutação, como algumas máquinas em operação estão incluídos, enquanto outros estão desconectados da rede, conforme exigido por planos de produção. Assim, as medidas de carácter permanente necessárias para monitorar a situação. Durante o turno da noite correndo luzes, inverno nas lojas pode ser aquecimento do ar, e no verão – seu resfriamento. De uma maneira ou de outra, mas a compensação da potência reactiva é feita com base em cálculos teóricos, com um elevado grau de medições práticas cos φ.

Ligar e desligar capacitores

A maneira mais simples e mais óbvia para resolver o problema – para plantar perto do metro trabalhador especializado fase que faria Ativa ou desativa o número desejado de capacitores, alcançar a quantidade mínima de desvio da unidade da seta. Assim, no início e ter feito, mas a prática tem mostrado que o fator humano notório nem sempre é possível alcançar o efeito desejado. Em qualquer caso, a compensação de energia reactiva, que tem principalmente indutivo, conexão elétrica é feita valores de capacitância correspondentes, mas fazê-lo melhor no modo automático, ou um funcionário negligente pode trazer a empresa nativa sob uma grande multa. Mais uma vez, a mão de obra qualificada não pode ser nomeado, é muito passível de automação. O esquema mais simples inclui um par de electrões de um emissor óptico e um receptor de luz. Seta bloqueou o valor mínimo – então você precisa adicionar capacidade.

algoritmos de automação e inteligentes

Atualmente, existem sistemas no lugar para prender firmemente os φ cos na faixa de 0,9 a 1. Uma vez que a conexão de capacitores neles ocorre discretamente, o resultado perfeito não pode ser alcançado, mas o efeito econômico de compensador de potência reativa automático ainda dá muito bom. O funcionamento deste dispositivo são algoritmos inteligentes para garantir o uso imediato, muitas vezes mesmo sem qualquer configuração adicional. Os avanços tecnológicos na informática torná-lo possível alcançar conexão uniforme de todas as etapas de bancos de capacitores, a fim de evitar a falha prematura de um ou dois deles. O tempo de resposta também é minimizada e os indutores adicionais reduzem a magnitude da queda de tensão durante transitórios. Modern placa de controle suficiente tem um layout ergonômico adequado, que cria condições para a rápida avaliação da situação por parte do operador, e em caso de acidente ou avaria, ele receberá imediatamente um alarme. O preço de um armário tão considerável, mas a pagar por isso vale a pena o benefício que ela traz.

dispositivo de compensação

compensador de potência reactiva comum é um armário de metal de tamanho padrão com um painel de monitor e controlo no painel frontal, normalmente aberto. Na parte inferior dispõe de um conjunto de capacitores (bateria). Este arranjo é devido a uma filosofia simples: capacitâncias são muito pesados, e é desejo bastante lógico para tornar a estrutura mais estável. Na parte superior do nível dos olhos do operador, são os dispositivos de controlo necessários, incluindo o indicador de fase, pelo qual podemos julgar a magnitude do fator de potência. Há também uma exposição diferente, incluindo alarme, elementos de controlo (de ligar e desligar, comutar para o modo manual, e assim por diante.). Avaliação comparando as leituras dos sensores de medição e o desenvolvimento de acções de controlo (ligar o condensador nominal desejado) circuito realiza, a base é um microprocessador. Atuadores operar de forma rápida e silenciosamente, eles tendem a ser construída sobre os tiristores de potência.

O cálculo aproximado de bancos de capacitores

Uma potência reactiva relativamente pequenas empresas cadeia pode ser mais ou menos julgado pelo número de dispositivos ligados em conformidade com as suas características de mudança de fase. Assim, um convencional motor assíncrono (principais fábricas "plodder" e plantas), a uma carga igual a metade da sua potência nominal, tem cos φ, igual a 0,73, e a luminária – 0,5. Dispositivo de solda por contacto parâmetro varia de 0,8 a 0,9, forno de arco opera com o co-seno de φ, igual a 0,8. Mesas disponíveis a praticamente toda a energia principal, contêm dados sobre todos os tipos de equipamentos industriais, e pré-instalação de compensação de potência reativa pode ser realizada utilizando-los. No entanto, estes dados fornecem apenas uma base sobre a qual é necessário fazer ajustes, adicionando ou desconectar os bancos de capacitores.

nacionalmente

Pode dar a impressão de que todo o cuidado da alimentação de tensão e a carga uniformemente sobre seu estado colocado em fábricas e outras empresas industriais. Isto não é assim. sistema de energia controla a mudança de fase no nível nacional e regional, à direita na saída das mercadorias do seu poder especial. Outro problema é que a compensação do componente reactivo não é conseguido ligando os bancos de condensadores, e um outro método. Para garantir a qualidade dos consumidores de energia fornecidos nos enrolamentos do rotor é corrente de polarização ajustável que é geradores síncronos não é um grande problema.