Компенсация реактивной мощности cosφ, tgφ Сущность коэффициента мощности cosφ, tgφ

У электроприемников ток отстает от приложенного напряжения на некоторый угол φ, называемым углом сдвига фаз. Косинус этого углы (cosφ) называют коэффициентом мощности цепи (для электродвигателей, сварочных и силовых трансформаторов и т.д.)

или

tgφ – коэффициент реактивной мощности.

Средневзвешенный коэффициент реактивной мощности определяется по показаниям счетчиков активной и реактивной энергий за определенный период времени.

Полная мощность:

С уменьшением угла сдвига фаз значение cosφ возрастает и при тех же действующих значениях напряжения и тока активная мощность Ра возрастает, приближаясь к максимальной величине, в то время как реактивная мощность уменьшаясь, приближается к нулю; и наоборот, при увеличении угла сдвига фаз, то активная мощность падает к нулю, а реактивная возрастает.

Для электроустановок небольшой мощности, присоединенные к действующим сетям 6-10 кВ, ПУЭ рекомендует выполнить полную компенсацию реактивной мощности в распределительных сетях напряжением до 1000 В.

Виды коэффициента мощности

1. Коэффициент мощности цепи.

2. Средний коэффициент мощности.

3. Средневзвешенный коэффициент мощности.

Естественные пути для уменьшения реактивной мощности

1. Замена электродвигателей, работающих с недогрузкой или перегрузкой, на электродвигатели меньшей и большей мощности.

2. Понижения напряжения у малозаряженных электродвигателей.

3. Ограничение холостого хода работающих электродвигателей.

4. Правильный выбор электродвигателей по мощности и типу.

5. Повышение качества ремонта электродвигателей.

6. Отключение малозагруженных силовых трансформаторов с переводом нагрузки на другой трансформатор.

Искусственные способы увеличения коэффициента мощности

1. Применение конденсаторных установок.

2. Применение синхронных машин.

3. Применение синхронных компенсаторов (по разрешении энергоснабжающих организаций).

Расчет в компенсирующих устройствах

Рр_

Рр_=Рр+Р_РО

Рр_ - мощность расчетная суммарная

Р_РО – мощность освещения

tgφ₂ определяем через cosφ₂

cosφ₂=0,92-0,95

, где n – число конденсаторов или комплектов конденсаторов.

может принимать значения: 5,5; 7; 9; 12,5; 14; 20; 25; 28; 36; 40; 50

Ом

Системы компенсации

Система компенсации связана с местом установки компенсаторов:

1. Непосредственно приемников – индивидуальная система компенсации.

2. Групповая схема компенсации.

3. Распределительное устройство низкого напряжения источника питания – централизованная система компенсации

Автоматизация управления компенсирующими устройствами

1. В зависимости от величины напряжения (реагировать).

2. В зависимости от величины тока (реагировать).

3. Направление реактивной мощности.

4. Включить фазометр.

5. По времени суток (включение и отключение).

Выбор защитной аппаратуры

Защита сетей. Защитные аппараты. Места установки защитных аппаратов

Аппарат защиты – это аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах. В качестве аппарата защиты применяются: автоматические воздушные выключатели или предохранители.

Требования к защите электросетей:

1. Сети, требующие защиту только от короткого замыкания.

2. Сети, требующие две защиты от перегрузки и короткого замыкания.

Все сети независимо от выполнения, прокладки должны иметь защиту от короткого замыкания.

Сети защищают от перегрузки в следующих пунктах 3110. Сети внутри помещений, выполненные с открытыми проложенными проводниками с горючей оболочкой или изоляцией.

О

1

светительные сети – сети внутри помещений, защита от перегрузок: осветительные сети в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, служебнобытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприборов (утюгов, чайников, плиток, холодильников, пылесосов, стиральных машин), а также в пожароопасных зонах.

Силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях – только в случаях, когда по условиям технологического процесса или по режиму работы сети может возникать длительная перегрузка проводников.

Места установки аппаратов защиты: в начале защищаемой сети; в местах начала защищаемого элемента; в местах, где идет изменение сечения.

Выбор предохранителя для защиты одного приемника

Для определения предохранителя необходимо выполнить следующие условия:

1. Iвст  Iнагр(дл) (Iраб; Iном)

2. Iвст 

При легком пуске α=2,5

При тяжелом пуске α=1,6-2

Iраб=Кз∙Iном

Кз=

Iном=

Iп=Iном∙

Выбор предохранителя для группы приемников (групповому приемнику)

1. Iвст  Iнагр(дл) (Iраб; Iном)

2. Iвст 

- пусковой ток наибольшего потребителя приемника.

3. Выбор по селективности работы. Пример: если для одного приемника мы выбрали предохранитель с плавкой вставкой на 80 А и общий предохранитель оказался с такой же плавкой вставкой, то необходимо выбрать предохранитель с плавкой вставкой на одну ступень выше.

Выбор автоматического выключателя к однодвигательным приемникам

Выбор автоматического выключателя производится по следующему условию:

Iномр  Iдл (Iраб; Iном)

Выбранный автоматический выключатель проверяем по току срабатывания электромагнитного расцепителя по следующему условию:

I_{ср эр (отсечки)}  Iп∙1,25

I_{ср эр}=Котс∙Iномр

Iп=Iном∙

Выбор автоматического выключателя для группы приемников или многодвигательного приемника

Iномр  Iдл (Iр)

Проверка электрических сетей на соответствие выбранных аппаратов токовой защиты

Iдоп 

Кзащ – коэффициент защитной аппаратуры.

Выбор сечения если в качестве аппаратуры предохранитель

1. Iдоп 

2. По отношении к току защитной аппаратуры: Iдоп  Кзащ=0,33

Выбор сечения если в качестве аппаратуры автоматический выключатель

1. Iдоп 

2. Iдоп 

Пусковая аппаратура

В основном используются пускатели серии ПМЛ

Выбор магнитных пускателей.

Iномп  Iномпдв (Iном)

Выбор теплового реле.

Iномтр  Iномдв

Iномтэр  Iномдв

Назначение схем и конструктивном положении электрических сетей

Внутри города, в сетях выше 1 кВ, элементы воздушных линий: опоры, изоляторы, провода, кабельные линии.

ВЛ – устройство для передачи электроэнергии по проводам, на открытом воздухе, крепленные с помощью изоляторов.

Провода

По конструкции – одна и многопроволочные. Однопроволочные провода изготавливают сечением 1,6 и 10 мм², многопроволочные сечением 10 мм². Минимальное сечение провода зависит от мощности. Применяют в основном медные, алюминиевые, сталеалюминевые, сталепровода.

По условию механической прочности, согласно ПУЭ, на воздушных линиях выше 1 кВ могут применятся алюминиевые провода, сечением до 35 мм², сталеалюминевые и сталевые сечением до 25 мм². На пересечении с линиями связи, железнодорожными линиями, водном пространстве не менее 10 мм².

На линиях до 10 кВ с небольшими нагрузками применяют стальные магнитопроволочные провода марок МС, ПМС, однофазные провода ПСО.

В линиях 35 кВ применяются сечением электрической прочности воздуха.

В линиях 330-500 кВ для уменьшения индуктивного сопротивления и потерь на опору применяют расщепленные провода, то есть 4 и более проводов к одной фазе.