Растущий уровень проникновения фотоэлектрических систем, подключенных к электросети, создает множество проблем для поставщиков коммунальных услуг. Одна из основных проблем заключается в том, что большинство используемых мощных электронных устройств потребляют реактивную мощность, что может привести к низкому коэффициенту мощности и нестабильности энергосистем - эта проблема в очередной раз стимулирует разработку методов коррекции коэффициента мощности. Теперь мы обсудим два наиболее часто используемых метода компенсации реактивной мощности.
Коэффициент мощности
Электроэнергия, используемая для работы оборудования, называется мощностью, или кажущейся мощностью, выраженной в вольт-амперах (Ах). Кажущаяся мощность представляет собой комбинацию активной и реактивной мощностей, где активная мощность обозначается VA (P), а реактивная мощность - VAR (Q).
S2(КВА)=P2(КВТ)+Q2(КВАР.)
Коэффициент мощности определяет эффективность системы и представляет собой соотношение между активной и кажущейся мощностью. Чем ниже коэффициент мощности, тем ниже КПД системы. Коэффициент мощности отстает от индуктивных нагрузок и опережает емкостные. Резистивные нагрузки имеют коэффициент мощности, равный единице.
Коррекция коэффициента мощности
Коррекция коэффициента мощности обеспечивает равномерность коэффициента мощности. Важность коррекции коэффициента мощности заключается в том, что низкий коэффициент мощности влияет на цены на энергоносители, срок службы прибора и размеры аксессуаров (например, кабелей).
Обычно асинхронные двигатели, используемые на промышленных предприятиях, работают при низких нагрузках, дуговых лампах и других условиях энергопотребления в течение короткого периода времени, что приводит к низкому коэффициенту запаздывания мощности. Поэтому коммунальные компании взимают плату с этих предприятий, используя коэффициент мощности или максимальную цену за электроэнергию (КВА).
Из-за короткого срока службы машины, провода и электрические компоненты, работающие с низким коэффициентом мощности, будут испытывать проблемы с перегревом. Учитывая все это, коммунальные компании и потребители ищут способ обеспечить, чтобы коэффициент мощности был близок к постоянному.
Метод коррекции коэффициента мощности
Существует несколько методов коррекции коэффициента мощности. Два наиболее часто используемых типа конденсаторных батарей и синхронных конденсаторов.
1. Конденсаторная батарея:
Конденсаторная батарея - это система, которая включает в себя несколько конденсаторов, используемых для хранения энергии и выработки реактивной мощности. Конденсаторные батареи могут быть соединены в виде треугольника или звезды (Y-образной формы). Номинальная мощность силовых конденсаторов зависит от реактивной мощности, которую они могут генерировать. Номинальная мощность конденсатора равна КВАР. Поскольку международной единицей измерения конденсаторов является Фарад, для преобразования емкости Фарада в эквивалентную реактивную мощность в КВАР используется уравнение.
2. Синхронныеконденсаторы:
Синхронные конденсаторы - это всего лишь синхронные двигатели с перегрузкой, которые работают без нагрузки. При параллельном подключении к нагрузке синхронный конденсатор генерирует необходимую реактивную мощность для системы.
Размер синхронных конденсаторов прямо пропорционален реактивной мощности, которую может потреблять электрическая система.
Синхронные двигатели работают в трех различных режимах. Отсутствие возбуждения, умеренное возбуждение и чрезмерное возбуждение. Состояние меняется в зависимости от изменения тока возбуждения. Синхронные двигатели с пониженным возбуждением действуют как индуктивные нагрузки, потребляя реактивную мощность. Двигатель с промежуточным возбуждением действует как резистивная нагрузка, поэтому реактивная мощность не потребляется и не генерируется. Состояние перевозбуждения, при котором текущая синусоидальная волна опережает напряжение, генерируя таким образом реактивную мощность с опережающим коэффициентом мощности.
Вывод
Все методы повышения коэффициента мощности основаны на одном и том же принципе. Для каждой нагрузки с запаздывающим коэффициентом мощности необходимо параллельно подключить нагрузку с опережающим коэффициентом мощности, чтобы обеспечить коэффициент мощности, близкий к единице.
