Зачем корректировать коэффициент мощности (PF, cos φ, КМ) при линейной нагрузке

Зачем корректировать коэффициент мощности (PF, cos φ, КМ) при линейной нагрузке

При линейной нагрузке повышают коэффициент мощности (снижая тем самым реактивную мощность, а следовательно и ток) для:
- экономии на счетах за электроэнергию (промышленные предприятия оплачивают активную и реактивную мощность, счетчики электроэнергии в квартирах измеряют только активную мощность, соответственно и оплачиваем только потребляемую активную мощность);
- экономии на штрафах за низкий КМ;
- снижения нагрузки на питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства, что позволит снизить затраты на их приобретение (можно использовать более слабые);
- снизить падение напряжения в кабелях;
- возможность получения большей мощности от имеющегося источника;
- увеличение срока службы оборудования в связи со снижением нагрузки на кабели и другие электрические компоненты;
- экономии топлива для генераторов;
- экологические: снижение потребления энергии приводит к уменьшению выбросов парниковых газов и замедлению истощения ресурсов ископаемого топлива для электростанций.

Линейная нагрузка - нагрузка, не искажающие потребляемый от источника ток
Примеры линейных нагрузок, с определенными допущениями:
- лампы накаливания;
- электронагреватели - техника на их основе, если нагреватель основной потребитель: утюг, чайник, водонагреватель;
- устройства с электродвигателями без полупроводниковых регуляторов (инверторов, выпрямителей) - насосы, вентиляторы, компрессоры, станки, дробилки, конвейеры и прочие приводы;
- часть трансформаторов;
- конденсаторные батареи.

Линейная нагрузка потребляет активную и реактивную мощность. Естественно на практике реальная нагрузка не бывает идеально линейной, но ее небольшой нелинейностью можно пренебречь и не корректировать форму потребляемого тока (не учитываем мощность искажения).
Активная мощность расходуется на выполнение работы.
Реактивная мощность не расходуется на выполнение работы.
Физический смысл реактивной мощности (Q) — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду. Реактивная мощность характеризует энергию, совершающую колебания между источником и реактивным (индуктивным и/или емкостным) участком цепи без совершения этой энергией полезной работы - энергия уходит на нагрев проводов, потери в генераторе.

Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели, дроссели, электромагниты), ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (конденсаторные батареи), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).

При линейной нагрузке и синусоидальном напряжении:
КМ= PF = P/S = cosφ - характеризует угол сдвига по фазе между линейными током и напряжением в данной установке.
где,
PF - коэффициент мощности.
P - Потребляемая (полезная, активная) мощность. P=UIcosφ.
S - Полная мощность. S = UI.
φ - Угол сдвига фаз между током и напряжением, созданный реактивными элементами нагрузок (обмотки электродвигателей, трансформаторов, электромагнитов), в зависимости от значения этого угла (емкостная или индуктивная нагрузка) PF может характеризоваться как опережающий или отстающий.


Некоторые способы повышения cosφ:
- например асинхронный двигатель как нагрузка имеет индуктивный характер - потребляемый ток отстает от напряжения, для снижения реактивной мощности (повышения КМ) можно, установить конденсаторную батарею (емкостной характер) - опережающий ток которой будет компенсировать отстающий ток в двигателе, включаем в цепь реактивный элемент, производящий обратное действие.
- если учесть то, что недогруженный двигатель имеет низкий cosφ, то КМ можно повысить и заменой недогруженного двигателя на менее мощный;
- отключение двигателей и трансформаторов работающих на холостом ходу.

Учитывая что потери пропорциональны квадрату тока, то небольшое повышение cosφ приводит к значительному снижению потерь.


Источники информации:

http://ukrm.ru/content/view/68/31/
http://electricalschool.info/main/elsnabg/14-dlja-chego-nuzhna-kompensacija.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82_%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8
http://khomovelectro.ru/articles/pochemu-neobkhodimo-povyshat-koeffitsient-moshchnosti.html
Заказать обратный звонок



Настоящим в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя данную форму, Вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных. Мы, ООО «Перемена», гарантируем конфиденциальность получаемой нами информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и пр. в соответствии с «Политикой конфиденциальности персональных данных».


Введите символы с картинки:

Настоящим в соответствии с Федеральным законом № 152-ФЗ «О персональных данных» от 27.07.2006, отправляя данную форму, Вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных. Мы, ООО «Перемена», гарантируем конфиденциальность получаемой нами информации. Обработка персональных данных осуществляется в целях эффективного исполнения заказов, договоров и пр. в соответствии с «Политикой конфиденциальности персональных данных».



Введите символы с картинки:

Запрос пробной версии









Введите символы с картинки: