Tehokertoimen pienentämisen syyt ja menetelmät sen parantamiseksi

Tehokertoimen tekninen ja taloudellinen arvo

Tehokertoimen arvo kuvaa teholähteen pätötehon käyttöastetta. Korkeampi sähkövastaanottimien tehokerroin, sitä paremmat ovat voimalaitosten generaattorit ja niiden voimanlähteet (turbiinit jne.), sähköasemien muuntajat ja sähköverkot.

Matalat cos phi:n (cos phi) arvot samoilla pätötehon arvoilla johtavat lisäkustannuksiin tehokkaampien asemien, sähköasemien ja verkkojen rakentamiseen sekä ylimääräisiin käyttökustannuksiin.

Sähkönkuluttajien todellinen voima muuttuu jatkuvasti ajan myötä. Tämä johtuu siitä, että yritysten yksittäisten osastojen tai työpajojen työ ei täsmää ajallisesti. Lisäksi osa laitteista voi toimia osittaisella kuormituksella tai jopa tyhjäkäynnillä.Muutos pätö- ja loistehossa sähkövastaanottimissa johtaa muutoksiin cos phi:ssa.

Syitä alhaiseen tehokertoimeen

Pääasiallisia loisenergian kuluttajia ovat asynkroniset sähkömoottorit, muuntajat ja induktiouunit, hitsauskoneet, kaasupurkauslamput jne.

Induktiomoottorilla, joka toimii lähellä nimelliskuormaa, on korkein cos phi -arvo. Kun moottorin kuormitus pienenee, tehokerroin pienenee.

Tämä johtuu siitä, että pätöteho sähkömoottorin liittimissä muuttuu suhteessa sen kuormitukseen, kun taas loisteho magnetointivirran pienestä muutoksesta johtuen pysyy käytännössä vakiona. Tyhjäkäynnillä cos phi:lla on pienin arvo, joka sähkömoottorin tyypistä, tehosta ja pyörimisnopeudesta riippuen on välillä 0,1 - 0,3.

Tehomuuntajien, kuten oikosulkumoottorien, kuormitustehokerroin on pienempi kuin 75 %.

Ylikuormitetuilla induktiomoottoreilla on myös alhainen cos phi lisääntyneiden magneettivuotojen vuoksi.

Moottorit, joiden jäähdytysolosuhteet ovat paremmat kuin suljetut moottorit, voivat kantaa enemmän kuormitusta (aktiivista tehoa) ja siksi niillä on korkeampi cos phi.

Oravahäkkiroottorimoottoreilla on alhaisempien induktiivisten vuotovastusarvojen vuoksi korkeampi cos phi kuin kierretyillä roottorimoottoreilla.

Cos phi:n arvo samantyyppisissä koneissa kasvaa nimellistehon ja roottorin nopeuden kasvaessa, koska tämä pienentää magnetointivirran suhteellista suuruutta.

Jännitteen nousu tehomuuntajien toisiopuolella kuormituksen pienenemisestä (esimerkiksi yövuorojen ja lounastauon aikana) johtaa jännitteen nousuun verrattuna toimivien sähkömoottoreiden napojen nimellisjännitteeseen . Tämä puolestaan ​​johtaa sähkömoottoreiden magnetointivirran ja loistehon kasvuun, mikä johtaa pienempään tehokertoimeen.

Roottorin pyöriminen, joka tapahtuu laakerien kuluessa siten, että roottori ei kosketa staattoria, kasvattaa staattorin ja roottorin välistä ilmaväliä, mikä johtaa magnetointivirran kasvuun ja staattorin pienenemiseen. cos phi.

Staattorin urassa olevien johtimien määrän vähentäminen kelauksen aikana lisää magnetointivirtaa ja pienentää oikosulkumoottorin cos phi -arvoa.

Kaasupurkauslamppujen (DRL ja loistelamput), joissa on induktiivinen vastus (kuristin) piirissä kompensointilaitteiden puuttuessa, myös sähköasennusten tehokerroin pienenee (ks. Kuinka loistelamppujen liitäntälaitteet on järjestetty ja toimivat).

Tehotekijän parantamistekniikat

Sähköasennuksen tehokerrointa on nostettava ennen kaikkea sähkölaitteiden oikealla ja järkevällä käytöllä eli luonnollisella tavalla. Sähkömoottorin teho tulee valita tiukasti käyttömekanismin vaatiman tehon mukaan ja jo asennetut mutta kevyesti kuormitetut sähkömoottorit on korvattava vastaavasti pienempitehoisilla sähkömoottoreilla.

On kuitenkin otettava huomioon, että joskus tällainen vaihto voi johtaa aktiivisten energiahäviöiden lisääntymiseen itse sähkömoottorissa ja verkossa, jos juuri asennetun sähkömoottorin hyötysuhde osoittautuu pienemmäksi kuin aiemmin asennettu yksi. Siksi tällaisen korvaamisen toteutettavuus on tarkistettava laskelmalla.

Lisäksi on tarpeen tarkistaa varasähkömoottori sallitun kuumenemisen ja ylikuormituksen olosuhteiden sekä joskus kiihtyvyysajan mukaan. Pääsääntöisesti sähkömoottorit, joiden kuormitus on alle 40 %, on vaihdettava. Kun kuormitus on yli 70 %, vaihtamisesta tulee kannattamatonta.

Kaikissa mahdollisissa tapauksissa oravahäkkimoottoria tulisi suosia vaiheroottorin sijaan. Suljettujen sähkömoottoreiden käytöstä on luovuttava, jos ympäristöolosuhteiden vuoksi sähkömoottoreiden käyttö avoimessa tai suojatussa rakenteessa on sallittua.

Erilaisia ​​koneita ja mekanismeja käyttävät sähkömoottorit eivät toimi koko ajan täydellä kuormalla. Esimerkiksi kun koneeseen asennetaan uusi työstöosa, sähkömoottori käy joskus tyhjäkäynnillä alhaisella cos phi:lla. Siksi on suositeltavaa irrottaa sähkömoottori verkosta joutokäynnin ajaksi, jonka vuorovaikutusjakso on vähintään 10 sekuntia (tämä vaatimus on myös pakollinen aktiivisen sähkön säästämiseksi).

Vuorovaikutusjakso on aika, joka kuluu työkalun palauttamiseen alkuperäiseen asentoonsa, koneistetun osan poistamiseen koneesta, uuden osan asentamiseen koneeseen ja työkalun tuomiseen työasentoon.Koneisiin ja mekanismeihin, joissa käyttöjaksot vuorottelevat yhteentoimivuusjaksojen kanssa, on suositeltavaa asentaa automaattiset joutokäynnin rajoittimet.

On myös suositeltavaa vaihtaa tai väliaikaisesti irrottaa muuntajat, joiden kuormitus on keskimäärin alle 30 % nimellistehostaan.

Asynkronisen sähkömoottorin laadukas korjaus vaikuttaa merkittävästi cos phi:n arvon nousuun. Hyvin korjatussa moottorissa tulee olla tyyppikilpi. Sinun on tarkkailtava huolellisesti staattorin ja roottorin välisen ilmaraon kokoa, älä salli poikkeamia normista, aseta aktiivisten johtojen määrä uriin laskennan mukaan. Kunnostetut moottorit tulee testata perusteellisesti, mukaan lukien tyhjäkäyntivirta.

Joissakin tapauksissa toimenpiteet luonnollisen tehokertoimen parantamiseksi eivät salli cos phi:n nostamista arvoon 0,92 - 0,95 teknologisen prosessin ehtojen mukaisesti. Tällaisissa sähköasennuksissa loistehoa kompensoidaan keinotekoisilla menetelmillä — tehokerrointa nostetaan käyttämällä erityiset kompensointilaitteet.

Tällaisia ​​laitteita ovat: staattiset kondensaattorit, synkroniset kompensaattorit ja yliviritetyt synkroniset moottorit. Suurella teholla valmistetut synkroniset sähkömoottorit ja kompensaattorit ovat kuitenkin harvinaisia ​​tehtaissa. Yleisimmin käytettyjä tehokertoimen lisäämiseen ovat staattiset kondensaattorit.

Kondensaattorien kapasitanssin sopivalla valinnalla on mahdollista saada jännitteen ja virran välinen vaihekulma haluttuun arvoon.Syöttöverkon virran pieneneminen saavutetaan reaktiivisen komponentin ansiosta, jota kompensoidaan kondensaattoripariston kapasitiivisella virralla.