Proč je nutná kompenzace jalového výkonu?

Jalový výkon je nezbytný k vytvoření střídavých magnetických polí v indukčních elektrických přijímačích a nevykonává přímo užitečnou práci. Jalový výkon má přitom významný vliv na takové parametry napájecí soustavy, jako jsou výkonové a elektrické ztráty, propustnost a napěťové úrovně v uzlech elektrické sítě.

Jalový výkon a energie zhoršují výkon energetického systému, to znamená, že zatížení generátorů elektráren jalovými proudy zvyšuje spotřebu paliva, zvyšují se ztráty v napájecích sítích a přijímačích a zvyšuje se pokles napětí v sítích.

Jalový proud dodatečně zatěžuje elektrické vedení, což vede ke zvýšení průřezů vodičů a kabelů, a tedy ke zvýšení kapitálových nákladů na externí a místní sítě.

Kompenzace jalového výkonu je v současnosti důležitým faktorem při řešení otázky úspory energie téměř v každém podniku.

Podle odhadů domácích i předních zahraničních odborníků tvoří podíl energetických zdrojů, a zejména elektřiny, asi 30-40 % nákladů na výrobu. To je dostatečně silný argument, aby manažer vážně přistoupil k analýze a auditu spotřeby energie a vývoji metodiky kompenzace jalového výkonu. Kompenzace jalového výkonu je klíčem k řešení otázky úspory energie.

Spotřebiče jalového výkonu

Hlavními spotřebiteli jalového výkonu jsou asynchronní elektromotory, které spotřebují 40 % celkového výkonu společně s domácími a vlastními potřebami; elektrické trouby 8 %; převodníky 10 %; transformátory všech stupňů transformace 35 %; elektrické vedení 7 %.

U elektrických strojů je střídavý magnetický tok spojen s vinutím. Výsledkem je, že při protékání střídavého proudu se ve vinutí indukují reaktivní emf. způsobující fázový posun (fi) mezi napětím a proudem. Tento fázový posun se obvykle zvyšuje a kosinus phi klesá při nízké zátěži. Pokud je například kosinus phi střídavých motorů při plném zatížení 0,75-0,80, pak při nízkém zatížení klesne na 0,20-0,40.

Lehce zatížené transformátory mají také nízký účiník (kosinus phi). Pokud se tedy použije kompenzace jalového výkonu, výsledné kosinus phi energetického systému bude nízké a elektrický zátěžový proud se bez kompenzace jalového výkonu zvýší při stejném činném výkonu odebraném ze sítě. V souladu s tím, když je kompenzován jalový výkon (pomocí automatických kondenzátorových jednotek KRM), proud odebíraný ze sítě se sníží v závislosti na kosinus fí o 30-50% a odpovídajícím způsobem se sníží zahřívání vodivých drátů a stárnutí izolace.

Navíc jalový výkon spolu s činným výkonem dodavatel elektřiny zohledňuje, a proto podléhá platbě podle aktuálních sazeb, a tvoří tedy významnou část účtu za elektřinu.

Struktura spotřebičů jalového výkonu v sítích energetické soustavy (podle instalovaného činného výkonu):

Ostatní měniče: střídavý proud na stejnosměrný proud, průmyslový frekvenční proud na vysoko nebo nízkofrekvenční proud, zatížení pece (indukční pece, obloukové pece na tavení oceli), svařování (svařovací transformátory, agregáty, usměrňovače, bodové, kontaktní).

Celkové absolutní i relativní ztráty jalového výkonu v prvcích napájecí sítě jsou velmi velké a dosahují 50 % výkonu dodávaného do sítě. Přibližně 70 – 75 % všech ztrát jalového výkonu jsou ztráty v transformátorech.

U třívinutého transformátoru TDTN-40000/220 se zatěžovatelem 0,8 jsou tedy ztráty jalového výkonu asi 12 %. Na cestě z elektrárny dochází minimálně ke třem transformacím napětí, a proto ztráty jalového výkonu v transformátorech a autotransformátorech dosahují velkých hodnot.

Způsoby, jak snížit spotřebu jalového výkonu. Kompenzace jalového výkonu

Nejúčinnějším a nejefektivnějším způsobem snížení jalového výkonu odebíraného ze sítě je použití kompenzačních jednotek jalového výkonu (kondenzátorových jednotek).

Použití kondenzátorových jednotek pro kompenzaci jalového výkonu umožňuje:

• odlehčit napájecí vedení, transformátory a rozvaděče;
• snížit náklady na energii
• při použití určitého typu instalace snižte úroveň vyšších harmonických;
• potlačit rušení sítě, snížit fázové nesymetrie;
• aby byly distribuční sítě spolehlivější a nákladově efektivnější.

Kompenzace jalového výkonu zajišťuje splnění podmínky rovnováhy jalového výkonu, snižuje ztráty výkonu a elektřiny v síti a také umožňuje regulaci napětí pomocí kompenzačních zařízení.

Výrazného ekonomického efektu z kompenzace jalového výkonu lze dosáhnout správnou kombinací různých opatření, která musí být technicky a ekonomicky zdůvodněna.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře

Hlavní zátěží v průmyslových elektrických sítích jsou asynchronní elektromotory a distribuční transformátory. Tato indukční zátěž během provozu je zdrojem jalové elektřiny (jalový výkon), který provádí oscilační pohyby mezi zátěží a zdrojem (generátorem), není spojen s výkonem užitečné práce, ale vynakládá se na vytváření elektromagnetických polí a vytváří další zátěž na napájecích vedeních. Proto je velmi důležitý kompenzátor jalového výkonu.

Jalový výkon je charakterizován zpožděním (u indukčních prvků fázový proud zaostává za napětím) mezi fázovými sinusoidami napětí a síťového proudu. Ukazatel spotřeby jalového výkonu je Faktor síly (KM), číselně rovné kosinu úhlu (φ) mezi proudem a napětím. Příkon spotřebitele je definován jako poměr spotřebovaného činného výkonu k celkovému výkonu skutečně odebranému ze sítě, tj.: cos(f) = P/S. Tento koeficient se obvykle používá k charakterizaci úrovně jalového výkonu motorů, generátorů a podnikové sítě jako celku. Čím blíže je hodnota cos(f) jednotce, tím menší je podíl jalového výkonu odebraného ze sítě.

Příklad: s cos(ph) = 1, pro přenos 500 KW v síti AC 400 V je potřeba proud 722 A Pro přenos stejného činného výkonu s koeficientem cos(ph) = 0,6 se hodnota proudu zvýší na 1203. A.

V souladu s tím musí být veškerá síťová napájecí, přenosová a distribuční zařízení navržena pro velké zatížení. Kromě toho může být v důsledku velkého zatížení odpovídajícím způsobem snížena životnost tohoto zařízení. Dalším faktorem zvyšujícím náklady jsou výsledné tepelné ztráty v kabelech a jiných rozvaděčích, transformátorech a generátorech v důsledku zvýšeného celkového proudu. Vezměme například v našem výše uvedeném případě s cos(ph) = 1, ztrátový výkon je roven 10 KW. Při cos(f) = 0,6 se zvýší o 180 % a je již 28 KW. To znamená, že přítomnost jalového výkonu je parazitním faktorem, nepříznivé pro síť jako celek.

• ve vodičích dochází k dalším ztrátám v důsledku zvýšeného proudu;
• kapacita distribuční sítě je snížena;
• Napětí sítě se odchyluje od jmenovité hodnoty (úbytek napětí v důsledku zvýšení jalové složky proudu napájecí sítě).

To vše je hlavním důvodem, proč společnosti dodávající energii vyžadují, aby spotřebitelé snížili podíl jalového výkonu v síti. Řešením tohoto problému je kompenzace jalového výkonu – důležitá a nezbytná podmínka pro hospodárné a spolehlivé fungování podnikového napájecího systému. Tato funkce se provádí zařízení pro kompenzaci jalového výkonu KRM-0,4 (UKM-58) – kondenzátorové jednotky, jehož hlavními prvky jsou конденсаторы.

Správná kompenzace vám umožní:

• snížit celkové náklady na energii;
• snížit zatížení prvků distribuční sítě (přívodní vedení, transformátory a rozvaděče), a tím prodloužit jejich životnost;
• snížit tepelné ztráty proudu a náklady na energii;
• snížit vliv vyšších harmonických;
• potlačit rušení sítě, snížit fázové nesymetrie;
• dosáhnout vyšší spolehlivosti a efektivity distribučních sítí.

Navíc ve stávajících sítích

• vyloučit generování jalové energie do sítě během období minimální zátěže;
• snížit náklady na opravy a modernizaci vozového parku elektrických zařízení;
• zvýšit kapacitu napájecího systému spotřebitele, což umožní připojení dalších zátěží bez zvýšení nákladů na sítě;
• poskytují informace o parametrech a stavu sítě.

A v nově vytvořených sítích snížit výkon rozvoden a průřez kabelových vedení, což sníží jejich cenu.

Proč kompenzovat jalový výkon?

Jalový výkon a energie zhoršují výkon energetického systému, to znamená, že zatížení generátorů elektráren jalovými proudy zvyšuje spotřebu paliva; zvyšují se ztráty v napájecích sítích a přijímačích; Úbytek napětí v sítích se zvyšuje.

Jalový proud dodatečně zatěžuje elektrické vedení, což vede ke zvýšení průřezů vodičů a kabelů, a tedy ke zvýšení kapitálových nákladů na externí a místní sítě.

Kompenzace jalového výkonu je v současné době důležitým faktorem při řešení otázky úspory energie téměř v každém podniku.

Podle odhadů domácích i předních zahraničních odborníků tvoří podíl energetických zdrojů, a zejména elektřiny, asi 30-40 % nákladů na výrobu. To je dostatečně silný argument, aby manažer vážně přistoupil k analýze a auditu spotřeby energie a vývoji metody kompenzace jalového výkonu. Kompenzace jalového výkonu je klíčem k řešení otázky úspory energie.

Hlavní spotřebitelé jalového výkonu:

• asynchronní elektromotory, které spotřebují 40 % celkového výkonu spolu s domácími a vlastními potřebami;
• elektrické trouby 8 %;
• převodníky 10 %;
• transformátory všech stupňů transformace 35 %;
• elektrické vedení 7 %.

U elektrických strojů je střídavý magnetický tok spojen s vinutím. Výsledkem je, že při protékání střídavého proudu se ve vinutí indukují reaktivní emf. způsobující fázový posun (fi) mezi napětím a proudem. Tento fázový posun se obvykle zvyšuje a kosinus phi klesá při nízké zátěži. Pokud je například kosinus phi střídavých motorů při plném zatížení 0,75-0,80, pak se při nízké zátěži sníží na 0,20-0,40.

Lehce zatížené transformátory mají také nízký účiník (kosinus phi). Pokud se tedy použije kompenzace jalového výkonu, výsledné kosinus phi energetického systému bude nízké a elektrický zátěžový proud se bez kompenzace jalového výkonu zvýší při stejném činném výkonu odebraném ze sítě. V souladu s tím, když je kompenzován jalový výkon (pomocí automatických kondenzátorových jednotek KRM), proud odebíraný ze sítě se sníží v závislosti na kosinus fí o 30-50% a odpovídajícím způsobem se sníží zahřívání vodivých drátů a stárnutí izolace.

Kromě toho je jalový výkon spolu s činným výkonem zohledněn dodavatelem elektřiny, a proto podléhá platbě podle aktuálních sazeb, a tvoří tedy významnou část účtu za elektřinu.

Nejúčinnějším a nejefektivnějším způsobem snížení jalového výkonu odebíraného ze sítě je použití kompenzačních jednotek jalového výkonu (kondenzátorových jednotek).

Použití kondenzátorových jednotek pro kompenzaci jalového výkonu umožňuje:

• odlehčit napájecí vedení, transformátory a rozvaděče;
• snížit náklady na energii
• při použití určitého typu instalace snižte úroveň vyšších harmonických;
• potlačit rušení sítě, snížit fázové nesymetrie;
• aby byly distribuční sítě spolehlivější a nákladově efektivnější.

podélná a příčná kompenzace jalového výkonu

Další informace, konzultace, ceny

Nabídneme efektivní a cenově výhodné řešení. Využijte zkušeností našich technických specialistů – vyplňte formulář vpravo, nebo zavolejte.

Výpočet, výroba a dodávka kondenzátorových jednotek. Kompenzační jednotky jalového výkonu, skladem a na objednávku.