Oznámení: skutečné problémy při objednávání a nákupu kondenzátorových jednotek pro zvýšení účiníku, pasivních, aktivních harmonických filtrů u nás. O jalovém výkonu a harmonických pro amatéry v elektroenergetice.
Praxe téměř všech specializovaných firem na montáž, integraci, konfiguraci a údržbu kondenzátorových instalací pro zvýšení účiníku a/nebo harmonických filtrů bohužel ukazuje, že výběr a pořízení stejných UKRM, AFG provádějí dodavatelé, nákup manažery a někdy i samotné manažery podniků. Čili lidé jsou nepochybně kvalifikovaní, možná i profesionálové ve svém oboru, ale absolutní amatéři v elektroenergetice, energetických sítích a v horším případě „kvazi-specialisté“ s povrchními znalostmi, ale obrovskými ambicemi.
V důsledku toho není situace s tokem jalového výkonu a/nebo harmonickým znečištěním v energetické síti zařízení o nic lepší, účty za elektřinu nejsou nižší, nehodovost je na stejné úrovni, což znamená, že peníze jsou doslova „vyhazovány dolů“. odtok.” Navíc je zde těžké obviňovat manažery montážně-integračních firem, protože při kontaktu (zpravidla telefonickém a e-mailovém) dostávají minimum informací, často neúplné, někdy nespolehlivé, potenciální zákazník energetický audit „popírá“ a jednoduše požaduje, aby to „bylo levné“.
Ve všech situacích samozřejmě není na vině pouze technická negramotnost, protože byli a jsou tací, kteří „chtějí jen zaškrtnout“. Je však naděje, že s větším pochopením samotné podstaty jalového výkonu, harmonických a souvisejících problémů se k volbě MCRM, aktivních, pasivních harmonických filtrů začne přistupovat zodpovědněji, případně budou tyto úkoly delegovány na specializované specialisty .
Firma MIRCON proto speciálně zahajuje sérii článků, které jsou co nejjednodušší (aby porozuměli i laikům) a některé odpovědi na otázky budou záměrně dále zjednodušeny (např. k modernímu pojetí neaktivního výkonu, výpočtů aktivních harmonických filtrů atd.).
Co je to jalový výkon?
Většina zátěží (zařízení, přístroje, zařízení) v moderních systémech distribuce a spotřeby energie je induktivních. Jedná se o elektromotory, transformátory, předřadníky pro výbojkové a zářivky a indukční pece. Pro provoz indukčních zátěží je nutné magnetické pole a k jeho vytvoření potřebujete „svou vlastní“ energii, která se na rozdíl od „aktivní“ nazývá reaktivní, odebraná ze sítě pro zařízení a zařízení k plnění jejich přímých funkcí ( světlo v lampách, teplo v pecích, rotace v elektromotorech atd.).
Činný výkon se měří v kilowattech (kW), jalový výkon se měří v kilovarech (kVAr) a často se nazývá „imaginární“, „parazitní“, což je zcela mylné. Bez jalového výkonu nebude fungovat žádná indukční zátěž; skutečné, nutné a spotřebitelem zaplacené.
Z pohledu samotného spotřebitele samozřejmě jalový výkon nevykonává „užitečnou práci“, ale spíše naopak, protože ve skutečnosti jalová energie cirkuluje mezi generátorem a zátěží, což znamená, že „prochází“ dráty, což ztěžuje přenos činného výkonu, zahřívá je a zkracuje životnost služeb atd.
Co je účiník?
Účiník je poměr činného výkonu (P) k celkovému výkonu (S) odebíranému z distribuční sítě (cosφ=P/S). Teoreticky ukazuje, jak efektivně je elektřina využívána – vysoký účiník ukazuje na vysoce efektivní využití elektřiny, zatímco nízký účiník naznačuje opak. Tito. pokud zařízení o výkonu 100 kW odebírá (podle měřiče) 125 kW ze sítě, pak bude účiník 100/125 = 0.8, což znamená, že se zdá, že asi 20 % energie (a nákladů) jde do jalového složka moci.
Ve skutečnosti tomu tak ale není – při cosφ = 0.8 je podíl jalového výkonu Q na celku asi poloviční (viz tabulka zde), což znamená, že polovina peněz na účtu je ztracena v důsledku toku jalová energie přes měřič. Proto vyhláška Ministerstva energetiky č. 380 upravuje výpočty na základě faktoru jalového výkonu – poměru jalové a aktivní energie (tgφ – Q/P) a právě tento koeficient umožňuje přesně určit, zda kompenzace jalového výkonu je potřeba a zda je to výhodné nebo ne (viz tento materiál).
Co je kompenzace jalového výkonu?
Aktivní i jalová energie je vyráběna v elektrárnách a přenášena přenosovými a distribučními sítěmi do zařízení prostřednictvím elektroměrů a spotřebitel za to platí. To znamená, že abyste platili méně, je lepší vyrábět jalový výkon sami ve vaší elektrické síti, a to je reálné, pokud ke zlepšení účiníku používáte kondenzátorové jednotky.
Ve skutečnosti kondenzátory v instalacích fungují jako akumulátory jalové energie a poté ji vyměňují s indukční zátěží a přesně ji vyměňují, protože jalové proudy jsou „specifické“ – jsou fázově posunuty od sinusového proudu základní frekvence, a magnetické pole je tvořeno přesně takovými proudy. Co nejjednodušeji, kondenzátory se jednou „nabijí“ a poté přenášejí jalovou energii do indukční zátěže, po vypnutí ji odebírají zpět a tak dále „do kruhu“, někdy jsou napájeny ze sítě kvůli přenosové ztráty. Výsledkem je, že jalový výkon vzniká „lokálně“ a neprochází měřiči, což znamená, že účty za elektřinu budou nižší a zařízení bude fungovat spolehlivěji.
Více o jalovém výkonu a harmonických v energetických sítích pro „úplné figuríny“ v následujících materiálech řady.
Přihlaste se k odběru Elec.ru. Jsme v Telegramu, VKontakte a Odnoklassniki
Měření výkonu. Ve stejnosměrném obvodu lze výkon měřit pomocí ampérmetru a voltmetru, protože P = UI. Lze jej však přesněji měřit přímo elektrodynamickým wattmetrem (obr. 10.3). Skládá se z nízkoodporové cívky, zapojené do série jako ampérmetr a nazývané proudové vinutí, a vysokoodporové pohyblivé cívky, zapojené paralelně a nazývané napěťové vinutí.
kde I je proud ve stacionární cívce, prakticky stejný jako proud zátěže; IU = U/rU — proud v pohyblivé cívce, tj. v napěťovém vinutí; rU — odpor obvodu pohyblivé cívky. Proto,
kde C je koeficient proporcionality.
Točivý moment wattmetru je tedy úměrný výkonu a jeho stupnici lze kalibrovat přímo ve wattech nebo kilowattech.
Pro měření činného výkonu ve střídavých obvodech se používají wattmetry elektrodynamického systému.
Měření činného výkonu v jednofázovém obvodu. Elektrodynamický wattmetr pro měření činného výkonu v obvodu jednofázového střídavého proudu se zapíná stejně jako pro měření v obvodu stejnosměrného proudu, tedy podle schématu na Obr. 10.3. Od současného IU v pohyblivé cívce je úměrný napětí U a prakticky se s ním shoduje ve fázi a proud I v pevné cívce (proudové vinutí) se rovná zatěžovacímu proudu, pak kroutícímu momentu wattmetru
kde C je koeficient proporcionality.
Točivý moment wattmetru je tedy úměrný naměřenému činnému výkonu P a počítadlovému momentu Мпр, je úměrná úhlu natočení α pohyblivá cívka (nebo ukazatel přístroje). Proto je výchylka šipky přístroje úměrná měřenému výkonu P a následně je stupnice wattmetru odstupňována ve wattech nebo kilowattech.
Svorky proudového vinutí a napěťového vinutí wattmetru, označené hvězdičkami a nazývané svorky generátoru, by měly být připojeny k elektrickému obvodu ze strany zdroje energie.
Měření činného výkonu v třífázovém obvodu. V závislosti na povaze zátěže a schématu třífázového zapojení se používá několik metod měření výkonu.
Při symetrické zátěži lze měřit činný výkon v třífázovém obvodu měřením výkonu v jedné fázi pomocí wattmetru zapojeného podle obvodu na Obr. 10.4, a, b. Po změření odečtů
V třívodičovém třífázovém obvodu se symetrickým i nesymetrickým zatížením a libovolným způsobem připojení spotřebičů lze měřit činný výkon pomocí dvou wattmetrů (obr. 10.5). Ukažme, že algebraický součet odečtů wattmetru je v tomto případě roven činnému výkonu P v třívodičovém třífázovém obvodu.
Okamžitá hodnota výkonu naměřená prvním wattmetrem, p1 =uABiA. Okamžitý výkon měřený druhým wattmetrem, p2 =uCBiC. Součet hodnot okamžitého výkonu naměřených dvěma wattmetry, p = p1 + str2 =uABiA +uCBiC.
Z tohoto výrazu vyplývá, že celkový okamžitý výkon měřený dvěma wattmetry je roven činnému výkonu v třífázovém obvodu s hvězdicovým zapojením spotřebičů. Podobné úvahy lze opakovat pro připojení spotřebitelů do trojúhelníku, čímž se získá stejný konečný výsledek.
Činný výkon třífázové soustavy, vyjádřený efektivními hodnotami napětí a proudů a měřený dvouwattmetrovou metodou, se rovná
Při měření činného výkonu dvouwattmetrovou metodou pro případ symetrické zátěže IА = IВ = IС = Iл; UAC =UCB =Uл.
Na Obr. 10.6 ukazuje vektorový diagram proudů a napětí, který vysvětluje měření činného výkonu pomocí
dva wattmetry pro symetrickou zátěž zapojenou do hvězdy. Protože na vektorovém diagramu úhel α mezi vektory UAB и IА rovná φ + 30°a úhel β mezi vektory UCB и IC je φ – 30°, pak výkon třífázové soustavy se symetrickou zátěží
Pokud úhel fázového posunu φ 60° výkon naměřený prvním wattmetrem se stane záporným a celkový výkon dvou wattmetrů se vypočítá s přihlédnutím ke znaménku mocnin druhého wattmetru jako jejich algebraický součet.
V praxi je pro odečítání záporného výkonu z odečtů wattmetru nutné změnit směr proudu v napěťovém vinutí, k čemuž musí být přepínač směru proudu v napěťovém vinutí umístěný na těle wattmetru přepnut z „+“ na „-“.
Činný výkon ve čtyřvodičovém třífázovém obvodu s asymetrickou zátěží lze měřit pomocí tří wattmetrů (obr. 10.7). Protože v tomto případě každý z wattmetrů měří činný výkon jedné fáze, výkon ve čtyřvodičovém třífázovém obvodu
Měření jalového výkonu v třífázovém obvodu. Jalový výkon v třífázovém třívodičovém obvodu se symetrickou zátěží lze určit z rozdílu odečtů wattmetru (viz obr. 10.5):
odkud pochází jalový výkon?
Jalový výkon v třívodičovém třífázovém obvodu se symetrickou zátěží lze měřit jedním wattmetrem (obr. 10.8, a), přičemž proudové vinutí wattmetru je připojeno k vedení A a napěťové vinutí k síťovému napětí UBC (tj. na „cizí“ napětí). Z vektorového diagramu (obr. 10.8,6) je zřejmé, že fázový posun mezi proudem IA a napětí UBC je α = 90° — φ. Pak údaje wattmetru
Pro výpočet jalového výkonu třífázového třívodičového obvodu se symetrickou zátěží je třeba hodnoty wattmetru vynásobit:
Měření energie ve střídavých obvodech. V obvodech střídavého proudu se k měření činné energie používají jednofázové a třífázové indukční měřiče. Pro měření činné energie v jednofázových a třífázových obvodech se jednofázové elektroměry zapojují podle obvodů podobných obvodům pro připojení wattmetrů (viz obr. 10.3 a 10.5). V třívodičových třífázových obvodech se pro měření činné energie používají dvouprvkové sdružující měřicí systémy dvou jednofázových elektroměrů (obr. 10.9).
Pro měření činné energie ve čtyřvodičových třífázových proudových obvodech se používají tříprvkové elektroměry.
Reaktivní energie WP jak se symetrickou, tak i asymetrickou zátěží v třífázovém obvodu, je měřena třífázovými indukčními elektroměry jalové energie. Při symetrické zátěži v třívodičovém třífázovém obvodu lze měřit jalový výkon pomocí dvou jednofázových elektroměrů. K tomu jsou zařazeny do obvodu jako wattmetry podle schématu na Obr. 10.5. Jalová energie se rovná rozdílu odečtů elektroměru vynásobenému .
