साइनसॉइडल वर्तमान सर्किट्समध्ये पॉवर फॅक्टर वाढवणे

विद्युत उर्जेच्या बहुतेक आधुनिक ग्राहकांकडे लोडचे आगमनात्मक स्वरूप असते, ज्याचे प्रवाह स्त्रोत व्होल्टेजच्या मागे असतात. तर इंडक्शन मोटर्ससाठी, ट्रान्सफॉर्मर, वेल्डिंग मशीन आणि इलेक्ट्रिकल मशिन्समध्ये फिरणारे चुंबकीय क्षेत्र आणि ट्रान्सफॉर्मरमध्ये पर्यायी चुंबकीय प्रवाह तयार करण्यासाठी इतर प्रतिक्रियात्मक प्रवाह आवश्यक आहे.

वर्तमान आणि व्होल्टेजच्या दिलेल्या मूल्यांवर अशा ग्राहकांची सक्रिय शक्ती cosφ वर अवलंबून असते:

P = UICosφ, I = P / UCosφ

पॉवर फॅक्टरमध्ये घट झाल्यामुळे विद्युत प्रवाह वाढतो.

कोसाइन फी जेव्हा मोटर्स आणि ट्रान्सफॉर्मर निष्क्रिय असतात किंवा जास्त भार पडतात तेव्हा ते विशेषतः मोठ्या प्रमाणात कमी होते. नेटवर्कमध्ये रिऍक्टिव करंट असल्यास, जनरेटर, ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशन्स आणि नेटवर्क्सची शक्ती पूर्णपणे वापरली जात नाही. cosφ कमी झाल्यामुळे ते लक्षणीय वाढतात ऊर्जा कमी होणे इलेक्ट्रिकल उपकरणांच्या तारा आणि कॉइल गरम करण्यासाठी.

उदाहरणार्थ, जर खरी शक्ती स्थिर राहिली, तर तिला cosφ= 1 वर 100 A चा विद्युत् प्रवाह प्रदान केला जातो, नंतर cosφ ते 0.8 पर्यंत कमी होत असताना आणि त्याच शक्तीसह, नेटवर्कमधील विद्युत् प्रवाह 1.25 पटीने वाढतो (I = Inetwork x cosφ) , Azac = Aza / cosφ ).

हीटिंग नेटवर्कच्या तारांचे नुकसान आणि जनरेटरचे विंडिंग (ट्रान्सफॉर्मर) Pload = I2nets x Rnets विद्युत् प्रवाहाच्या वर्गाच्या प्रमाणात आहेत, म्हणजेच ते 1.252 = 1.56 पटीने वाढतात.

cosφ= 0.5 वर, समान सक्रिय शक्ती असलेल्या नेटवर्कमधील वर्तमान 100 / 0.5 = 200 A च्या बरोबरीचे आहे आणि नेटवर्कमधील नुकसान 4 पटीने (!) वाढते. ते वाढत आहे नेटवर्क व्होल्टेज नुकसानजे इतर वापरकर्त्यांच्या सामान्य ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणते.

सर्व प्रकरणांमध्ये वापरकर्त्याचे मीटर प्रति युनिट वेळेत वापरलेल्या सक्रिय उर्जेची समान मात्रा नोंदवते, परंतु दुसर्‍या प्रकरणात जनरेटर नेटवर्कला पहिल्यापेक्षा 2 पट जास्त करंट फीड करतो. जनरेटर लोड (थर्मल मोड) ग्राहकांच्या सक्रिय शक्तीने नाही तर किलोव्होल्ट-अॅम्पीयरमधील एकूण शक्तीद्वारे, म्हणजेच व्होल्टेजच्या उत्पादनाद्वारे निर्धारित केले जाते. amperageकॉइलमधून वाहते.

जर आपण Rl लाइनच्या तारांचा प्रतिकार दर्शवितो, तर त्यातील वीज हानी खालीलप्रमाणे निर्धारित केली जाऊ शकते:

त्यामुळे, वापरकर्ता जितका मोठा असेल तितकी लाईनमधील कमी वीज हानी आणि विजेचे प्रसारण स्वस्त होईल.

पॉवर फॅक्टर स्त्रोताची रेट केलेली शक्ती कशी वापरली जाते हे दर्शविते. तर, φ= 0.5 वर रिसीव्हर 1000 kW पुरवण्यासाठी जनरेटरची शक्ती S = P / cosφ = 1000 / 0.5 = 2000 kVA आणि cosφ = 1 C = 1000 kVA असावी.

त्यामुळे पॉवर फॅक्टर वाढल्याने जनरेटरचा पॉवर युटिलायझेशन वाढतो.

पॉवर फॅक्टर (cosφ) वाढवण्यासाठी इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्स वापरले जातात प्रतिक्रियाशील शक्ती भरपाई.

पॉवर फॅक्टर वाढवणे (कोन φ कमी करणे — वर्तमान आणि व्होल्टेजचे फेज शिफ्ट) खालील प्रकारे साध्य केले जाऊ शकते:

1) कमी पॉवरच्या इंजिनसह हलके लोड केलेले इंजिन बदलणे,

2) व्होल्टेज अंतर्गत

3) निष्क्रिय मोटर्स आणि ट्रान्सफॉर्मरचे कनेक्शन तोडणे,

4) नेटवर्कमध्ये विशेष भरपाई देणार्‍या उपकरणांचा समावेश करणे, जे अग्रगण्य (कॅपेसिटिव्ह) करंटचे जनरेटर आहेत.

या उद्देशासाठी, समकालिक भरपाई देणारे — समकालिक ओव्हरएक्साइटेड इलेक्ट्रिक मोटर्स — विशेषत: शक्तिशाली प्रादेशिक सबस्टेशनवर स्थापित केले जातात.

सिंक्रोनस कम्पेन्सेटर

पॉवर प्लांट्सची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी, सर्वात सामान्यपणे वापरल्या जाणार्‍या कॅपेसिटर बँका प्रेरक भार (Fig. 2 a) च्या समांतर जोडल्या जातात.

तांदूळ. 2 प्रतिक्रियाशील उर्जा भरपाईसाठी कॅपेसिटर चालू करणे: a — सर्किट, b, c — वेक्टर आकृती

cosφ ची भरपाई करण्यासाठी इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्समध्ये कित्येक शंभर kVA पर्यंत ते वापरले जातात कोसाइन कॅपेसिटर… ते 0.22 ते 10 kV पर्यंतच्या व्होल्टेजसाठी तयार केले जातात.

विद्यमान मूल्य cosφ1 वरून आवश्यक cosφ2 पर्यंत cosφ वाढविण्यासाठी आवश्यक असलेल्या कॅपेसिटरची क्षमता आकृतीवरून निर्धारित केली जाऊ शकते (चित्र 2 b, c).

वेक्टर आकृती तयार करताना, स्त्रोत व्होल्टेज वेक्टर प्रारंभिक वेक्टर म्हणून घेतला जातो. जर भार प्रेरक असेल, तर वर्तमान सदिश Az1 व्होल्टेज वेक्टरच्या कोनापेक्षा मागे आहे φ1Aza व्होल्टेजच्या दिशेने एकरूप होतो, वर्तमान Azp चा प्रतिक्रियाशील घटक त्याच्या मागे 90 ° (चित्र 2 b) असतो.

कॅपेसिटर बँक वापरकर्त्याशी जोडल्यानंतर, वर्तमान Az हे व्हेक्टर Az1 आणि Az° C च्या भौमितिक बेरीज म्हणून निर्धारित केले जाते... या प्रकरणात, कॅपेसिटिव्ह करंट व्हेक्टर व्होल्टेज व्हेक्टरच्या आधी 90 ° (चित्र 2, c) आहे. . हे सदिश आकृती φ2 <φ1 दाखवते, i.e. कॅपेसिटर चालू केल्यानंतर, पॉवर फॅक्टर cosφ1 वरून cosφ2 पर्यंत वाढतो

कॅपॅसिटरची क्षमता प्रवाहांच्या वेक्टर आकृतीचा वापर करून मोजली जाऊ शकते (चित्र 2 c) Ic = azp1 — Azr = Aza tgφ1 — Aza tgφ2 = ωCU

P = UI दिल्यास, आपण कॅपेसिटरची कॅपॅसिटन्स C = (I / ωU) NS (tgφ1 — tgφ2) = (P / ωU2) NS (tgφ1 — tgφ2) लिहितो.

सराव मध्ये, पॉवर फॅक्टर सामान्यतः 1.0 पर्यंत नाही तर 0.90 - 0.95 पर्यंत वाढविला जातो, कारण पूर्ण भरपाईसाठी कॅपेसिटरची अतिरिक्त स्थापना आवश्यक असते, जे सहसा आर्थिकदृष्ट्या न्याय्य नसते.