Příčiny snižování účiníku a způsoby jeho zlepšování

Technická a ekonomická hodnota účiníku

Hodnota účiníku charakterizuje míru využití činného výkonu zdroje. Ten vyšší účiník elektrických přijímačů, tím lepší jsou elektrárenské generátory a jejich hnací stroje (turbíny atd.), transformátory rozvoden a elektrické sítě.

Nízké hodnoty cos phi (cos phi) při stejných hodnotách činného výkonu vedou k dodatečným nákladům na výstavbu výkonnějších stanic, rozvoden a sítí a také k dodatečným provozním nákladům.

Skutečná síla energetických uživatelů z veřejných služeb se v průběhu času neustále mění. Je to dáno tím, že práce jednotlivých úseků či dílen podniků se časově neshodují. Některá zařízení mohou navíc pracovat při částečném zatížení nebo dokonce v klidovém stavu.Změna činného a jalového výkonu elektrických přijímačů vede ke změnám cos fí.

Důvody nízkého účiníku

Hlavními spotřebiteli jalové energie jsou asynchronní elektromotory, transformátory a indukční pece, svářečky, plynové výbojky atd.

Asynchronní motor pracující se zátěží blízkou jmenovité hodnotě má nejvyšší hodnotu cos phi. S klesajícím zatížením motoru se snižuje účiník.

Je to dáno tím, že činný výkon na svorkách elektromotoru se mění úměrně jeho zatížení, zatímco jalový výkon vlivem nepatrné změny magnetizačního proudu zůstává prakticky konstantní. Při volnoběhu má nejmenší hodnotu cos phi, která se v závislosti na typu elektromotoru, výkonu a otáčkách pohybuje v rozmezí 0,1 — 0,3.

Výkonové transformátory, jako jsou indukční motory, mají snížený účiník zatížení menší než 75 %.

Přetížené indukční motory mají také nízké cos phi kvůli zvýšeným magnetickým únikovým tokům.

Motory s lepšími podmínkami chlazení než uzavřené motory mohou přenášet větší zátěž (činný výkon), a proto budou mít vyšší cos phi.

Motory s rotorem nakrátko mají v důsledku nižších hodnot indukčního svodového odporu vyšší cos phi než motory s vinutým rotorem.

Hodnota cos phi u strojů stejného typu se bude zvyšovat s rostoucím jmenovitým výkonem a otáčkami rotoru, protože to snižuje relativní velikost magnetizačního proudu.

Zvýšení napětí na sekundární straně výkonových transformátorů v důsledku snížení zátěže (například při nočních směnách a během polední přestávky) vede ke zvýšení napětí oproti jmenovitému napětí svorek provozních elektromotorů. . To následně vede ke zvýšení magnetizačního proudu a jalového výkonu elektromotorů, což má za následek nižší účiník.

Otáčení rotoru, ke kterému dochází při opotřebení ložisek, takže se rotor nedotýká statoru, způsobuje zvětšení vzduchové mezery mezi statorem a rotorem, což vede ke zvýšení magnetizačního proudu a snížení cos phi.

Snížení počtu vodičů ve statorové štěrbině při převíjení způsobuje zvýšení magnetizačního proudu a snížení cos phi indukčního motoru.

Použití plynových výbojek (DRL a zářivek) s indukčním odporem (tlumivkou) v obvodu při absenci kompenzačních zařízení také snižuje účiník elektrických instalací (viz — Jak jsou uspořádány a fungují předřadníky zářivek).

Techniky zlepšení účiníku

Zvyšovat účiník elektroinstalace je nutné především správným a racionálním provozem elektrického zařízení, tedy přirozeným způsobem. Výkon elektromotoru je nutné volit přesně v souladu s výkonem potřebným pro pohonný mechanismus a již instalované, ale málo zatěžované elektromotory je nutné vyměnit za elektromotory s odpovídajícím nižším výkonem.

Je však třeba vzít v úvahu, že někdy taková výměna může vést ke zvýšení ztrát aktivní energie v samotném elektromotoru a v síti, pokud se účinnost nově instalovaného elektromotoru ukáže být nižší než dříve instalovaného elektromotoru. jeden. Proto je třeba proveditelnost takové náhrady ověřit výpočtem.

Kromě toho je nutné zkontrolovat záložní elektromotor podle podmínek přípustného ohřevu a přetížení a někdy i doby zrychlení. Elektromotory zatížené méně než 40 % zpravidla podléhají výměně. Když je zatížení vyšší než 70 %, výměna se stává nerentabilní.

Ve všech možných případech by měl být upřednostněn motor s kotvou nakrátko před fázovým rotorem. Je nutné upustit od používání uzavřených elektromotorů, pokud je z důvodu podmínek prostředí povoleno použití elektromotorů v otevřeném nebo chráněném provedení.

Elektromotory, které pohánějí různé stroje a mechanismy, nepracují neustále na plnou zátěž. Například při instalaci nového obráběcího dílu na stroj někdy elektromotor běží naprázdno s nízkým cos phi. Proto se doporučuje odpojit elektromotor od sítě na dobu nečinnosti s dobou trvání interakce 10 sekund a více (tento požadavek je také povinný pro úsporu činné elektřiny).

Interakce je doba strávená zatažením nástroje do původní polohy, vyjmutím obrobené součásti ze stroje, instalací nového dílu na stroj a uvedením nástroje do pracovní polohy.Na strojích a mechanismech, ve kterých se střídají období provozu s obdobími interoperability, se doporučuje instalovat automatické omezovače volnoběhu.

Doporučuje se také vyměnit nebo dočasně odpojit transformátory zatížené v průměru méně než 30 % jejich jmenovitého výkonu.

Kvalitní oprava asynchronního elektromotoru výrazně ovlivňuje nárůst hodnoty cos phi. Dobře opravený motor by měl mít typový štítek. Musíte pečlivě sledovat velikost vzduchové mezery mezi statorem a rotorem, nedovolit odchylky od normy, umístit počet aktivních drátů do drážek podle výpočtu. Repasované motory by měly být důkladně otestovány, včetně kontroly proudu naprázdno.

V některých případech opatření ke zlepšení přirozeného účiníku neumožňují zvýšit cos phi na 0,92 — 0,95 podle podmínek technologického procesu. V takových elektrických instalacích se používají umělé metody pro kompenzaci jalového výkonu – zvýšení účiníku použitím speciální kompenzační zařízení.

Mezi taková zařízení patří: statické kondenzátory, synchronní kompenzátory a přebuzené synchronní motory. Synchronní elektromotory a kompenzátory vyráběné s vysokým výkonem jsou však v továrnách vzácné. Nejpoužívanější pro zvýšení účiníku jsou statické kondenzátory.

Vhodnou volbou kapacity kondenzátorů je možné uvést fázový úhel mezi napětím a proudem na libovolnou požadovanou hodnotu.Snížení proudu v napájecí síti je dosaženo díky jalové složce, která je kompenzována kapacitním proudem kondenzátorové banky.