Võimsusteguri vähendamise põhjused ja selle parandamise meetodid

Võimsusteguri tehniline ja majanduslik väärtus

Võimsusteguri väärtus iseloomustab toiteallika aktiivvõimsuse kasutusastet. Mida kõrgem elektriliste vastuvõtjate võimsustegur, seda paremad on elektrijaamade generaatorid ja nende peamootorid (turbiinid jne), alajaama trafod ja elektrivõrgud.

Cos phi (cos phi) madalad väärtused samade aktiivvõimsuse väärtuste juures toovad kaasa lisakulusid võimsamate jaamade, alajaamade ja võrkude ehitamisel ning täiendavaid tegevuskulusid.

Kasulike elektritarbijate tegelik jõud muutub aja jooksul pidevalt. See on tingitud asjaolust, et ettevõtete üksikute osakondade või töökodade töö ei lange ajaliselt kokku. Lisaks võivad mõned seadmed töötada osalise koormusega või isegi tühikäigul.Elektriliste vastuvõtjate aktiiv- ja reaktiivvõimsuse muutus toob kaasa muutused cos phi-s.

Madala võimsusteguri põhjused

Peamisteks reaktiivenergia tarbijateks on asünkroonsed elektrimootorid, trafod ja induktsioonahjud, keevitusmasinad, gaaslahenduslambid jne.

Asünkroonmootoril, mis töötab nimiväärtusele lähedase koormusega, on kõrgeim cos phi väärtus. Kui mootori koormus väheneb, väheneb võimsustegur.

See on tingitud asjaolust, et elektrimootori klemmide aktiivvõimsus muutub proportsionaalselt selle koormusega, samas kui reaktiivvõimsus jääb magnetiseerimisvoolu vähese muutumise tõttu praktiliselt muutumatuks. Tühikäigul on väikseima väärtusega cos phi, mis olenevalt elektrimootori tüübist, võimsusest ja pöörlemiskiirusest jääb vahemikku 0,1–0,3.

Jõutrafodel, näiteks asünkroonmootoritel, on vähendatud koormuse võimsustegur alla 75%.

Ülekoormatud asünkroonmootoritel on suurenenud magnetlekkevoogude tõttu ka madal cos phi.

Paremate jahutustingimustega mootorid kui suletud mootorid taluvad rohkem koormust (aktiivvõimsust) ja seetõttu on neil suurem cos phi.

Madalamate induktiivsete lekketakistuse väärtuste tõttu on oravapuurootori mootoritel suurem cos phi kui keritud rootormootoritel.

Sama tüüpi masinate puhul suureneb cos phi väärtus nimivõimsuse ja rootori kiiruse suurenedes, kuna see vähendab magnetiseerimisvoolu suhtelist suurust.

Pinge tõus jõutrafode sekundaarküljel koormuse vähenemise tõttu (näiteks öistes vahetustes ja lõunapausi ajal) toob kaasa pinge tõusu võrreldes töötavate elektrimootorite klemmide nimipingega. . See omakorda toob kaasa elektrimootorite magnetiseerimisvoolu ja reaktiivvõimsuse suurenemise, mille tulemuseks on väiksem võimsustegur.

Rootori pöörlemine, mis tekib laagrite kulumisel, nii et rootor ei puuduta staatorit, põhjustab staatori ja rootori vahelise õhupilu suurenemise, mis toob kaasa magnetiseerimisvoolu suurenemise ja staatori vähenemise. cos phi.

Staatori pilus olevate juhtmete arvu vähendamine tagasikerimise ajal põhjustab magnetiseerimisvoolu suurenemise ja asünkroonmootori cos phi vähenemise.

Induktiivse takistusega (drossel) gaaslahenduslampide (DRL ja luminofoorlampide) kasutamine vooluringis kompenseerimisseadmete puudumisel vähendab ka elektripaigaldiste võimsustegurit (vt — Kuidas luminofoorlampide liiteseadised on paigutatud ja töötavad).

Võimsusteguri parandamise tehnikad

Elektripaigaldise võimsustegurit on vaja tõsta ennekõike elektriseadmete korrektse ja ratsionaalse töötamise kaudu ehk siis loomulikul viisil. Elektrimootori võimsus tuleb valida rangelt kooskõlas ajamimehhanismile vajaliku võimsusega ning juba paigaldatud, kuid vähekoormatud elektrimootorid asendada vastavalt väiksema võimsusega elektrimootoritega.

Siiski tuleb arvestada, et mõnikord võib selline asendamine kaasa tuua aktiivenergia kadude suurenemise elektrimootoris endas ja võrgus, kui äsja paigaldatud elektrimootori kasutegur osutub väiksemaks kui varem paigaldatud üks. Seetõttu tuleb sellise asendamise teostatavust kontrollida arvutustega.

Lisaks on vaja kontrollida varuelektrimootorit vastavalt lubatud kuumenemise ja ülekoormuse tingimustele ning mõnikord ka kiirendusajale. Reeglina kuuluvad väljavahetamisele alla 40% koormatud elektrimootorid. Kui koormus on üle 70%, muutub asendamine kahjumlikuks.

Kõigil võimalikel juhtudel tuleks faasirootori asemel eelistada oravapuurmootorit. Suletud elektrimootorite kasutamisest on vaja loobuda, kui keskkonnatingimustest tulenevalt on lubatud avatud või kaitstud konstruktsioonis elektrimootorite kasutamine.

Erinevaid masinaid ja mehhanisme käitavad elektrimootorid ei tööta kogu aeg täiskoormusel. Näiteks masinale uue töötlusdetaili paigaldamisel töötab elektrimootor mõnikord tühikäigul madala cos phi-ga. Seetõttu on soovitatav elektrimootor tühikäiguajaks võrgust lahti ühendada, kui interaktsiooniperiood on 10 sekundit või rohkem (see nõue on kohustuslik ka aktiivelektri säästmiseks).

Interaktsiooniperiood on aeg, mis kulub tööriista tagasitõmbamiseks algsesse asendisse, töödeldud osa masinast eemaldamiseks, masinale uue osa paigaldamiseks ja tööriista tööasendisse viimiseks.Masinatele ja mehhanismidele, mille tööperioodid vahelduvad koostalitlusvõime perioodidega, on soovitatav paigaldada automaatsed tühikäigu piirajad.

Samuti on soovitatav välja vahetada või ajutiselt lahti ühendada trafod, mille koormus on keskmiselt alla 30% nende nimivõimsusest.

Asünkroonse elektrimootori kvaliteetne remont mõjutab oluliselt cos phi väärtuse tõusu. Hästi remonditud mootoril peaks olema nimesilt. Peate hoolikalt jälgima staatori ja rootori vahelise õhupilu suurust, ärge lubage kõrvalekaldeid normist, asetage aktiivsete juhtmete arv vastavalt arvutustele soontesse. Renoveeritud mootoreid tuleks põhjalikult testida, sealhulgas kontrollida tühivoolu voolu.

Mõnel juhul ei võimalda loodusliku võimsusteguri parandamise meetmed vastavalt tehnoloogilise protsessi tingimustele suurendada cos phi-d 0,92-0,95-ni. Sellistes elektripaigaldistes kasutatakse reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks kunstlikke meetodeid — võimsusteguri suurendamist kasutades spetsiaalsed kompensatsiooniseadmed.

Selliste seadmete hulka kuuluvad: staatilised kondensaatorid, sünkroonkompensaatorid ja üleergastatud sünkroonmootorid. Suure võimsusega toodetud sünkroonsed elektrimootorid ja kompensaatorid on aga tehastes haruldased. Võimsusteguri suurendamiseks kasutatakse kõige laialdasemalt staatilised kondensaatorid.

Kondensaatorite mahtuvuse sobiva valikuga on võimalik viia pinge ja voolu vaheline faasinurk mistahes vajaliku väärtuseni.Voolu vähenemine toitevõrgus saavutatakse tänu reaktiivkomponendile, mida kompenseerib kondensaatoripatarei mahtuvuslik vool.