اهمیت، عملکرد اصلی و هدف جبران توان راکتیو

درک قدرت مؤثر برای مردم بسیار آسان است، اما درک عمیق قدرت غیر مؤثر آسان نیست.در مدار سینوسی مفهوم توان راکتیو واضح است اما در حضور هارمونیک ها تعریف توان راکتیو مشخص نیست.با این حال، مفهوم توان راکتیو و اهمیت جبران توان راکتیو سازگار است.توان راکتیو باید شامل جبران توان راکتیو پایه و توان راکتیو هارمونیک باشد.

توان راکتیو برای سیستم منبع تغذیه و عملکرد بار اهمیت زیادی دارد.امپدانس اجزای شبکه سیستم قدرت در درجه اول القایی است.بنابراین، برای انتقال نیروی فعال، یک اختلاف فاز بین فرستنده و گیرنده مورد نیاز است که می تواند در محدوده نسبتاً وسیعی به دست آید.برای انتقال توان راکتیو، یک تفاوت عددی بین ولتاژها در هر دو انتها وجود دارد که فقط در یک محدوده باریک قابل تحقق است.علاوه بر بسیاری از اجزای شبکه که بارهای راکتیو مصرف می کنند، بسیاری از بارها نیز نیاز به مصرف بارهای راکتیو دارند.توان راکتیو مورد نیاز اجزا و بارهای شبکه باید در جایی از شبکه موجود باشد.بدیهی است که این توان های راکتیو همگی توسط ژنراتورها تامین می شوند و حمل و نقل از راه دور غیرمنطقی و معمولاً غیرممکن است.یک راه معقول تولید توان راکتیو در جایی است که توان راکتیو نیاز به مصرف دارد، که جبران توان راکتیو است.

1. معنی جبران توان راکتیو
در سیستم توزیع برق، به منظور ارزیابی کیفیت منبع تغذیه، اهمیت جبران توان راکتیو دارای سه عنصر زیر است:

1. به منظور کاهش ظرفیت تجهیزات شبکه و افزایش خروجی تجهیزات
در شرایطی که توان موثر تغییر نمی کند، ضریب توان شبکه برق افزایش می یابد و توان راکتیو نیز کاهش می یابد.از فرمول S-√P2+Q2 می توان دریافت که توان به ناچار کاهش می یابد.به عنوان مثال، اگر یک واحد مصرف برق نیاز به بار الکتریکی 200 کیلو وات داشته باشد و ضریب توان آن 0.4 باشد، می توان آن را از COSφ=P/S, S=P/cosφ=500kV.A به دست آورد، یعنی ضریب توان یک ترانسفورماتوری که به 500 کیلوولت آمپر نیاز دارد 8/0 است، فقط باید ترانسفورماتور 250 کیلوولت آمپر نصب شود.مشاهده می شود که با افزایش ضریب توان می توان ظرفیت تجهیزات مورد نیاز را متناسب با آن کاهش داد.

2. آیا ولتاژ و فرکانس نقطه قدرت نزدیک به ثابت است یا خیر.
(الف) اینکه آیا ضریب توان نزدیک به 1 است.
ب) در یک سیستم سه فاز، آیا جریان فاز و ولتاژ فاز متعادل هستند یا خیر.
استفاده از جبران توان راکتیو برای بهبود ضریب توان نه تنها می تواند تلفات توان ناشی از انتقال جریان راکتیو را کاهش دهد، بلکه به طور موثری ولتاژ مصرف کنندگان نهایی را بهبود و افزایش می دهد و سطح عملکرد اقتصادی تجهیزات الکتریکی را بهبود می بخشد.بنابراین جبران توان راکتیو همواره بخش مهمی از سیستم تامین و توزیع برق بوده است.

3. به منظور صرفه جویی در هزینه های برق
بر اساس سیاست فعلی تعرفه برق در کشور ما، مشترکینی که حجم تجهیزات الکتریکی آنها از 100 کیلو ولت آمپر (کیلووات) بیشتر باشد، باید قبض برق را تنظیم کنند و زمانی که قبض برق کمتر از مقدار استاندارد باشد جریمه می شود.جبران توان راکتیو باعث بهبود ضریب توان، کاهش یا جلوگیری از افزایش قبوض برق به دلیل ضریب توان کم و صرفه جویی در قبوض برق شده است.

4. به منظور کاهش جریمه شرکت های برق
با افزایش تاکید بر حفظ محیط زیست، شرکت های برق به تدریج ضایعات برق شرکت ها را به شدت کنترل می کنند، بنابراین شرکت های برق جریمه های بیشتری را در برخی از شرکت ها اعمال می کنند.به منظور کاهش جریمه شرکت های برق، شرکت ها اقدام به انتقال خازن برای جبران توان راکتیو کردند., کاهش مصرف برق.

5. عمر مفید تجهیزات را افزایش دهید
از نظر هزینه تولید، شرکت برای محاسبه هزینه تولید و در نهایت تعیین سود خالص سالانه شرکت نیاز به محاسبه نرخ استهلاک تجهیزات دارد.با این حال، بسیاری از تجهیزات به دلیل فرسودگی و پارگی جدی تجهیزات باید رها شوند و اغلب برای 3-5 سال استفاده می شوند، که بخش بزرگی از آن به دلیل توان راکتیو است.بالا، منجر به پیری تجهیزات می شود، بنابراین شرکت های بیشتری شروع به پرداخت هزینه خازن های جبرانی برای افزایش عمر تجهیزات می کنند.

دوم، نقش جبران توان راکتیو
عملکرد کابین جبران توان راکتیو این است که توان راکتیو لازم را با توجه به تجهیزات جبران توان راکتیو از طریق جبران توان راکتیو فراهم کند.محیط منبع تغذیه، بهبود کیفیت شبکه.

کابینت جبران توان راکتیو نقش مهمی در تامین برق دارد.استفاده از یک دستگاه جبران معقول می تواند از دست دادن شبکه برق را کاهش دهد.در مقابل، انتخاب و استفاده نادرست ممکن است باعث عوامل مختلفی مانند سیستم منبع تغذیه، نوسانات ولتاژ و افزایش هارمونیک شود.

جبران توان راکتیو استفاده از یک منبع جریان خارجی برای جبران توان راکتیو مصرف شده توسط بار در طول عملیات است.دستگاهی که این منبع جریان را فراهم می کند به یک دستگاه جبران توان راکتیو تبدیل می شود.دستگاه جبران متداول یک خازن قدرت موازی است.

1. بهبود سیستم منبع تغذیه و ضریب توان بار، کاهش ظرفیت تجهیزات و کاهش مصرف برق
2. بهبود کیفیت منبع تغذیه و شرایط عملیاتی تجهیزات می تواند تضمین کند که تجهیزات در شرایط کاری معمولی کار می کنند که منجر به تولید ایمن می شود.
3. صرفه جویی در مصرف برق، کاهش هزینه های تولید و کاهش قبوض برق شرکت.
4. می تواند مصرف برق خط را کاهش دهد و راندمان انتقال شبکه برق را بهبود بخشد.
5. تثبیت ولتاژ انتهای گیرنده و شبکه برق و بهبود کیفیت منبع تغذیه.جبران توان راکتیو دینامیکی توان راکتیو دینامیکی در موقعیت مناسب خط انتقال مسافت طولانی می تواند پایداری سیستم انتقال را بهبود بخشد و ظرفیت انتقال را افزایش دهد.
6. در مورد بارهای سه فاز نامتعادل مانند راه آهن برقی شده می توان بارهای موثر و غیر موثر سه فاز را با جبران ناکارآمد مناسب متعادل کرد.
3. اصل جبران توان راکتیو
دستگاهی با بار الکتریکی خازنی و بار الکتریکی القایی را روی یک مدار وصل کنید، بار القایی انرژی را زمانی که بار خازنی آزاد می کند جذب می کند، و بار خازنی زمانی که بار القایی انرژی آزاد می کند، انرژی را جذب می کند و انرژی بین مدار تقسیم می شود. تبادل دو بار بینبه این ترتیب، اصل جبران راکتیو این است که توان راکتیو جذب شده توسط بار القایی با توان راکتیو خروجی توسط بار خازنی جبران می شود.
در سیستم قدرت واقعی بیشتر بارها موتورهای ناهمزمان هستند و مدار معادل اکثر تجهیزات الکتریکی از جمله موتورهای ناهمزمان را می توان مداری دانست که در آن مقاومت r و اندوکتانس l به صورت سری به هم متصل می شوند و ضریب توان آن برابر است.

در فرمول

پس از اتصال موازی مدارهای R و L و سپس اتصال آنها به خازن C، مدار در شکل (الف) زیر نشان داده شده است.معادله جریان این مدار به صورت زیر است:

از نمودار فازور در شکل زیر مشاهده می شود که اختلاف فاز بین ولتاژ U و جریان I پس از اتصال موازی خازن کوچکتر می شود، یعنی ضریب توان مدار منبع تغذیه افزایش می یابد.در این زمان فاز جریان تغذیه I از ولتاژ U عقب می ماند که به آن جبران کم می گویند.

مدار و نمودار فازور توان راکتیو جبرانی خازن موازی در شکل
(الف) مدارها؛
(ب) نمودار فازور (تقویت ناپذیر).
(ج) نمودار فازور (بیش از حد جبران)
ظرفیت خازن c خیلی زیاد است و فاز جریان تغذیه I از ولتاژ u تجاوز می کند که به آن جبران بیش از حد می گویند و نمودار فازور آن در شکل (ج) نشان داده شده است.معمولاً شرایط جبران بیش از حد نامطلوب باعث افزایش ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور می شود و توان راکتیو خازنی نیز مانند خط انتقال برق تلفات برق را افزایش می دهد.هنگامی که ولتاژ خط برق افزایش می یابد، اتلاف توان خود خازن نیز افزایش می یابد و افزایش دما افزایش می یابد.، عمر خازن را تحت تأثیر قرار می دهد.

4. چرا باید جبران توان راکتیو را افزایش دهیم و چه تاثیری دارد؟
مقدار جبران توان راکتیو در نقطه ای از شبکه برق افزایش می یابد و جریان توان راکتیو کلیه خطوط اتصال و ترانسفورماتورها از این نقطه به منبع تغذیه کاهش می یابد و اتلاف برق متصل به این نقطه کاهش می یابد و صرفه جویی در برق و بهبود کیفیت برق
جبران توان راکتیو نیاز به جبران متمرکز برای معادل های اقتصادی نامعتبر دارد.نقطه جبران و ظرفیت جبران را انتخاب کنید.با استفاده از توان الکتریکی، مشتریان می توانند جبران توان راکتیو را مطابق با اصل بهبود ضریب توان انجام دهند.توزیع جبران ابتدا الزامات تنظیم ولتاژ را در نظر می گیرد تا انتقال نامعتبر از راه دور را نامعتبر کند.جبران پیکربندی تجهیزات بر اساس اصل "جبران سطح، تعادل محلی" برنامه ریزی شده است تا متوجه شود که بارهای نامعتبر وجود دارد.
جبران توان راکتیو معمولاً نمی‌خواهد بیش از حد جبران شود، زیرا ولتاژ ثانویه ترانسفورماتور را افزایش می‌دهد و ظرفیت انتقال توان راکتیو روی خط برق نیز باعث افزایش تلفات برق می‌شود، یعنی تجهیزات منبع تغذیه توان راکتیو را معکوس می‌کند. توری.این وضعیت عمدتاً ناشی از توان راکتیو شبکه برق است.اضافه ولتاژ ناشی از اضافه ولتاژ ممکن است باعث آسیب اضافه ولتاژ به شبکه شود، بنابراین نصب یک راکتور برای جذب توان راکتیو ضروری است.در سیستم قدرت در صورت عدم تعادل، ولتاژ سیستم کاهش می یابد و در موارد جدی، تجهیزات آسیب دیده و سیستم خلع سلاح می شود.در عین حال، کاهش ضریب توان و ولتاژ شبکه منجر به عدم امکان استفاده کامل از تجهیزات الکتریکی، کاهش ظرفیت انتقال شبکه و افزایش تلفات می شود.بنابراین، بهبود کیفیت ولتاژ کاری، بهبود ضریب توان، کاهش تلفات سیستم و بهبود کارایی سیستم منبع تغذیه از اهمیت عملی زیادی برخوردار است.