Улучшение коэффициента мощности для снижения платы за потребление энергии

Низкое энергопотребление не только неэффективно, но также может быть дорогим в течение срока службы электрической системы. Улучшенный коэффициент мощности повысит эффективность системы распределения. Для этой цели успешно применяются конденсаторы ДПС.

Коэффициент мощности – это безразмерное число от 0 до 1, которое определяется как отношение реальной мощности (кВт) к полной мощности (кВА). Реальная сила считается составляющей работы. Кажущаяся мощность является продуктом общего использования тока и напряжения. Низкая мощность не только неэффективна, но и может быть дорогостоящей в течение срока службы электрической системы.

Почему возникает изкий коэффициент мощности?

Низкий коэффициент мощности можно разбить на две категории: отставание и опережение. Условия низкого коэффициента мощности могут быть вызваны различными комбинациями следующих индуктивных устройств:

  • Индуктивные нагрузки люминесцентных балластов;
  • Выпрямители, обеспечивающие электропитание постоянного тока;
  • Асинхронные двигатели;
  • Дуговые сварщики;
  • Соленоиды;
  • Индукционные нагреватели;
  • Подъемные магниты;
  • Трансформаторы;

Асинхронные двигатели, включая двигатели, которые являются частью компрессоров в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, холодильных системах, насосах и т. Д., Являются наиболее распространенными причинами низкого запаздывания в условиях эксплуатации, поскольку многие из них используются и часто работают с полной нагрузкой. Условия низкого ведущего коэффициента мощности чаще всего вызваны постоянными конденсаторами, подключенными к системе во время периодов низкой нагрузки (периоды выключения, когда индуктивные нагрузки отключены).

Мощность, используемая для резистивных нагрузок, напрямую преобразуется в тепло или свет. Поскольку предполагается, что напряжение является постоянным, используемая истинная мощность (кВт) идентична полной мощности (кВА), предоставляемой поставщиком коммунальных услуг. Следовательно, коэффициент мощности равен единице или единице. В этих чисто резистивных цепях синусоидальные пики тока и напряжения возникают одновременно и, как говорят, находятся «в фазе».

Мощность, используемая для индуктивных нагрузок, состоит из двух различных видов мощности: «мощность, производящая работу», и «мощность намагничивания», которая используется для поддержания магнитного поля. Поэтому ток, протекающий в индуктивной цепи (если не исправлено), как правило, больше, чем указано на паспортной табличке, чтобы произвести такой же объем работы. Это приводит к реактивной мощности и коэффициенту мощности, который меньше 1.

Зачем улучшать низкий коэффициент мощности?

Низкий коэффициент мощности означает более низкую эффективность работы, что приводит к необходимости увеличения проводников (проводов) и увеличения емкости оборудования, а также вызывает падение напряжения при увеличении потерь мощности. Это соответствует увеличению капиталовложений, увеличению затрат и снижению производительности системы распределения. Коррекция коэффициента мощности на самом деле не экономит много энергии (обычно менее 1% от требований к нагрузке), и даже это снижение зависит от того, как низок коэффициент мощности с самого начала, и как сильно нагружены индуктивные устройства в распределительной системе. Тем не менее, даже несмотря на то, что экономия энергии минимальна, корректировка коэффициента мощности может принести значительную экономию на счетах за электроэнергию, если коммунальное предприятие налагает низкий штраф на коэффициент мощности в своей структуре тарифов, как это делают большинство коммунальных предприятий для промышленных потребителей. То, сколько ваша компания может сэкономить, устанавливая методы коррекции коэффициента мощности, зависит от вашего начального коэффициента мощности, уровня, к которому вы его корректируете, номинальной мощности двигателя в зависимости от нагрузки и от того, как коммунальная служба рассчитывает штраф. Все эти переменные следует учитывать при определении потенциала окупаемости для различных методов коррекции коэффициента мощности.

Исправление вашего коэффициента мощности

Первым шагом в процессе корректировки коэффициента мощности является определение причины низкого коэффициента мощности. Эта информация будет чрезвычайно важна для определения правильного подхода к сближению вашего фактора силы. Существует множество различных стратегий, которые можно использовать по отдельности или в комбинации для коррекции низкого коэффициента мощности.

Вот некоторые из этих стратегий:

  1. Установите конденсаторы в распределительной системе
  2. Минимизировать работу холостых или слегка нагруженных двигателей
  3. Установите системы частотно-регулируемого привода (VFD) на слабо нагруженные асинхронные двигатели
  4. Установите новые двигатели, которые будут работать вблизи их номинальной мощности
  5. Замените слабонагруженные двигатели двигателями, рассчитанными на работу с номинальной мощностью
  6. Избегайте эксплуатации оборудования выше его номинального напряжения.

Наиболее практичным и экономичным устройством для улучшения коэффициента мощности является конденсатор. Конденсаторы вырабатывают емкостную реактивную мощность, которая является противоположностью индуктивной реактивной мощности, которая является основной движущей силой низких значений коэффициента мощности. Индуктивная реактивная мощность вызывает возникновение пика тока после пика напряжения (отставание), когда емкостная реактивная мощность вызывает возникновение пика тока до пика напряжения (опережение). Тщательный выбор емкости для добавления в систему с низким коэффициентом мощности позволяет полностью отключить индуктивную реактивную мощность. Существует два метода улучшения коэффициента мощности с использованием конденсаторов: индивидуальная компенсация нагрузки и централизованная компенсация.

Индивидуальная компенсация нагрузки обычно происходит с статическими конденсаторами, применяемыми к системе при линейных или синусоидальных нагрузках. Это исключает необходимость переключения конденсаторов, потому что они включены, когда двигатель включен и выключен, когда двигатель выключен. Это позволяет избежать наличия емкости в системе, пока двигатель не вызывает индуктивное сопротивление. Этот метод позволяет относительно просто подобрать правильный размер конденсатора, чтобы нейтрализовать индуктивную реактивную мощность двигателя, уменьшить потери в линии и увеличить пропускную способность системы.

Централизованная компенсация обычно происходит при установке автоматически переключаемых конденсаторных батарей на фидере или подстанции. Этот метод обычно имеет более низкую стоимость за поправку на кВАР. Централизованные конденсаторные батареи обеспечивают коррекцию коэффициента мощности для всей установки и уменьшают или устраняют штрафы за низкий коэффициент мощности. Автоматическая регулировка емкости в системе обеспечивает точную коррекцию коэффициента мощности, устраняя избыточную емкость и возникающее в результате перенапряжение.

Уникальность данного текста проверена