Реактив хүч гэж юу вэ? Реактив чадлын нөхөн олговор. Реактив чадлын тооцоо

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Орон сууц, амины орон сууцанд нэг цахилгаан тоолуур суурилуулж, түүний дагуу хэрэглэсэн эрчим хүчний төлбөрийг тооцдог. Энгийнээр хэлбэл, зөвхөн түүний идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг нь өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгддэг гэж үздэг ч энэ нь бүрэн үнэн биш юм. Орчин үеийн орон сууц нь хэлхээнд фазыг шилжүүлдэг элементүүдтэй төхөөрөмжүүдээр ханасан байдаг. Гэсэн хэдий ч гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн зарцуулдаг реактив хүч нь аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдийнхтэй харьцуулшгүй бага байдаг тул төлбөрийг тооцохдоо үүнийг үл тоомсорлодог.

Ачааллын хэлхээгээр дамжин өнгөрөх шимэгчийн гүйдлийн хэрэглээг удирдлага нь хянадаггүй үйлдвэр, үйлдвэр нь тухайн бүс нутгийн болон улс орны эрчим хүчний системд ихээхэн хор хөнөөл учруулдаг. Цахилгаан дамжуулах шугамын эргэн тойрон дахь агаар мандлын агаар бүрэн ашиггүй халдаг; Дэд станцуудад суурилуулсан трансформаторын ороомог ачааллыг тэсвэрлэхгүй, ялангуяа оргил ачааллын үед.

Ачааллын индуктив ба багтаамж

Хэрэв та энгийн халаалтын төхөөрөмж эсвэл цахилгаан чийдэнг авбал энэ хэсэгт заасан хүчийгколбо эсвэл нэрийн хавтан дээрх харгалзах бичээс нь энэ төхөөрөмжөөр дамжин өнгөрөх гүйдэл ба сүлжээний хүчдэлийн утгын бүтээгдэхүүнтэй тохирно (бидэнд 220 вольт байна). Хэрэв төхөөрөмж нь трансформатор, индуктор, конденсатор агуулсан бусад элементүүдийг агуулж байвал нөхцөл байдал өөрчлөгдөнө. Эдгээр хэсгүүд нь тусгай шинж чанартай байдаг бөгөөд тэдгээрт урсаж буй гүйдлийн график нь тэжээлийн хүчдэлийн синусоид хоцрогдсон эсвэл хүргэдэг - өөрөөр хэлбэл фазын шилжилт үүсдэг. Тохиромжтой багтаамжтай ачаалал нь векторыг -90, индуктив ачаалал +90 градусаар шилжүүлдэг. Энэ тохиолдолд хүч нь зөвхөн гүйдэл ба хүчдэлийн бүтээгдэхүүний үр дүн биш, тодорхой залруулах хүчин зүйл нэмдэг. Энэ нь хаашаа чиглэдэг вэ?

Процессын геометрийн тусгал

Сургуулийн геометрийн хичээлээс гипотенуз нь тэгш өнцөгт гурвалжны аль ч хөлөөс урт гэдгийг бүгд мэддэг. Хэрэв идэвхтэй, реактив, илэрхий хүч нь түүний хажуу талыг бүрдүүлдэг бол ороомог ба багтаамжийн зарцуулсан гүйдэл нь эсэргүүцлийн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй зөв өнцгөөр, харин эсрэг чиглэлд чиглэлтэй байх болно. Нэмэх (эсвэл хэрэв хүсвэл хасах нь өөр өөр тэмдэгтэй) үед нийт вектор, өөрөөр хэлбэл хэлхээнд ямар төрлийн ачаалал давамгайлж байгаагаас хамааран нийт реактив хүчийг дээш эсвэл доош чиглүүлнэ. Түүний чиглэлээс харахад ачаалал ямар шинж чанар давамгайлж байгааг дүгнэж болно.

Идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг дээр вектор нэмсэн реактив хүч нь зарцуулсан нийт хүчийг өгнө. Үүнийг графикаар харуулавхүчний гурвалжны гипотенуз. Энэ шугамыг x тэнхлэгтэй уялдуулан зөөлөн байрлуулах тусам сайн.

Косинус фи

Графикаас харахад φ өнцөг нь бүтэн ба идэвхтэй хүчин гэсэн хоёр вектороор үүсгэгддэг. Тэдний үнэ цэнэ бага байх тусмаа сайн, гэхдээ паразит гэж тооцогддог реактив хүч нь тэдгээрийг бүрэн нэгтгэхээс сэргийлдэг. Өнцөг том байх тусам эрчим хүчний шугам, цахилгаан хангамжийн системийн өсгөгч, бууруулагч трансформаторын ачаалал ихсэх ба эсрэгээр векторууд бие биедээ ойртох тусам утаснууд бүхэлдээ бага халах болно. хэлхээ. Мэдээжийн хэрэг, энэ асуудлын талаар ямар нэг зүйл хийх шаардлагатай байсан. Тэгээд шийдэл нь олдсон, энгийн бөгөөд дэгжин. Реактив хүчийг харилцан нөхөх нь φ өнцгийг багасгаж, косинусыг (үүнийг мөн чадлын хүчин зүйл гэж нэрлэдэг) нэгдмэл байдалд аль болох ойртуулах боломжийг олгодог. Үүнийг хийхийн тулд багтаамжийн бүрэлдэхүүн хэсгийн векторыг гүйдлийн резонансын дагуу уртасгаж, тэдгээр нь бие биенээ "унтраах" (хамгийн тохиромжтой, гэхдээ практик дээр - хамгийн их хэмжээгээр).

Онол практик

Бүх онолын тооцоолол практикт хэрэгжих тусам илүү үнэ цэнэтэй байдаг. Аливаа хөгжингүй аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжийн дүр зураг дараах байдалтай байна: цахилгаан эрчим хүчний ихэнх хэсгийг мотор (синхрон, асинхрон, нэг фаз, гурван фазын) болон бусад машинууд хэрэглэдэг. Гэхдээ трансформаторууд бас байдаг. Дүгнэлт нь энгийн: бодит үйлдвэрлэлийн нөхцөлд индуктив шинж чанартай реактив хүч давамгайлдаг. Аж ахуйн нэгжүүд гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэйТэд байшин, орон сууцанд байдаг шиг нэг цахилгаан тоолуур биш, харин хоёр, нэг нь идэвхтэй, нөгөө нь аль нь болохыг таахад хялбар байдаг. Мөн цахилгааны шугамаар дэмий "хөөгдсөн" эрчим хүчний хэт их зарцуулалтын төлөө холбогдох байгууллагуудыг хайр найргүй торгодог тул удирдлагын зүгээс реактив хүчийг тооцож, түүнийг бууруулах арга хэмжээ авах нь амин чухал юм. Энэ асуудлыг шийдэхдээ цахилгаан багтаамжгүйгээр хийх боломжгүй нь ойлгомжтой.

Онолын нөхөн төлбөр

Дээрх графикаас харахад шимэгч хорхойтнуудын урсгалыг бүрэн устгах хүртэл хэрхэн бууруулах, ядаж онолын хувьд хэрхэн хүрэх нь тодорхой харагдаж байна. Үүнийг хийхийн тулд зохих багтаамжтай конденсаторыг индуктив ачаалалтай зэрэгцээ холбох хэрэгтэй. Нэмэх үед векторууд тэгийг өгөх ба зөвхөн ашигтай идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсэг л үлдэнэ.

Тооцооллыг: томъёоны дагуу хийсэн.

C=1 / (2πFX), X нь сүлжээнд багтсан бүх төхөөрөмжүүдийн нийт урвалын чадвар; F - тэжээлийн хүчдэлийн давтамж (бидэнд - 50 Гц);

Юу нь амархан юм шиг санагдаж байна? "X" болон "pi" тоог 50-аар үржүүлж, хуваа. Гэсэн хэдий ч бүх зүйл арай илүү төвөгтэй байдаг.

Практикт ямар байна?

Томьёо нь энгийн боловч X-г тодорхойлж, тооцоолох нь тийм ч амар биш юм. Үүнийг хийхийн тулд та төхөөрөмжүүдийн талаархи бүх өгөгдлийг авч, тэдгээрийн урвалын хариу урвалыг олж мэдэх, вектор хэлбэрээр хийх хэрэгтэй, тэгээд ч … Үнэндээ лабораторийн ажил хийдэг оюутнуудаас өөр хэн ч үүнийг хийдэггүй.

Та реактив хүчийг өөр аргаар тодорхойлж болно, тусгай төхөөрөмж - косинус phi-г харуулсан фазын тоолуур эсвэл ваттметрийн уншилтыг харьцуулж,амперметр ба вольтметр.

Бодит үйлдвэрлэлийн явцад ачаалал байнга өөрчлөгддөг тул зарим машинууд ашиглалтын явцад асаалттай байдаг бол зарим нь эсрэгээрээ сүлжээнээс салгагдсан байдаг тул асуудал төвөгтэй байдаг. технологийн зохицуулалт. Үүний дагуу нөхцөл байдлыг хянахын тулд байнгын арга хэмжээ авах шаардлагатай байна. Гэрэлтүүлэг нь шөнийн ээлжээр ажилладаг, өвлийн улиралд цехийн агаарыг халааж, зуны улиралд агаарыг хөргөх боломжтой. Нэг арга замаар, гэхдээ реактив чадлын нөхөн олговор нь онолын тооцоонд тулгуурлан практик хэмжилтийн ихээхэн хувийг эзэлдэг cos φ.

Конденсаторыг холбох, салгах

Асуудлыг шийдэх хамгийн хялбар бөгөөд ойлгомжтой арга бол фазын тоолуурын ойролцоо тусгай ажилтан байрлуулах бөгөөд шаардлагатай тооны конденсаторыг асааж, унтрааж, сумны нэгдлээс хамгийн бага хазайлтад хүрэх болно. Тиймээс эхлээд тэд үүнийг хийсэн боловч практик нь хүний муу хүчин зүйл нь хүссэн үр дүнд хүрэх боломжийг үргэлж олгодоггүйг харуулж байна. Ямар ч тохиолдолд ихэвчлэн индуктив шинж чанартай байдаг реактив хүчийг зохих хэмжээтэй цахилгаан багтаамжтай холбох замаар нөхдөг боловч үүнийг автоматаар хийх нь дээр, эс тэгвээс хайхрамжгүй ажилчин өөрийн аж ахуйн нэгжийг их хэмжээний торгууль ногдуулах болно. Дахин хэлэхэд, энэ ажлыг мэргэшсэн гэж нэрлэж болохгүй, энэ нь автоматжуулалтад бүрэн нийцдэг. Хамгийн энгийн схем нь гэрлийн ялгаруулагч ба гэрлийн хүлээн авагчийн оптик электрон хосыг агуулдаг. Сум нь хамгийн бага утгыг хамарсан бөгөөд энэ нь та нэмэх шаардлагатай гэсэн үг юмхүчин чадал.

Автоматжуулалт ба ухаалаг алгоритмууд

Одоогоор cos φ-ийг 0.9-1-ийн хооронд найдвартай байлгах боломжийг олгодог системүүд байдаг. Тэдгээрийн конденсаторуудын холболт нь салангид явагддаг тул хамгийн тохиромжтой үр дүнд хүрэх боломжгүй, харин автомат реактив хүч Компенсатор нь эдийн засгийн үр нөлөөг маш сайн өгдөг. Энэ төхөөрөмжийн ажиллагаа нь ухаалаг алгоритмууд дээр суурилдаг бөгөөд үүнийг асаасан даруйд, ихэнхдээ нэмэлт тохиргоогүйгээр ажиллахыг баталгаажуулдаг. Компьютерийн технологийн технологийн дэвшил нь конденсаторын бүх үе шатыг жигд холбох боломжийг олгодог бөгөөд тэдгээрийн нэг эсвэл хоёр нь дутуу саатахаас зайлсхийх боломжтой. Мөн хариу өгөх хугацаа багасч, нэмэлт багалзуурууд нь түр зуурын үед хүчдэлийн уналтын хэмжээг бууруулдаг. Орчин үеийн аж ахуйн нэгжийн эрчим хүчний хяналтын самбар нь тохиромжтой эргономикийн зохион байгуулалттай бөгөөд оператор нөхцөл байдлыг хурдан үнэлэх нөхцөлийг бүрдүүлдэг бөгөөд осол, эвдрэл гарсан тохиолдолд тэр даруй дохио авах болно. Ийм шүүгээний үнэ нэлээд өндөр боловч үүнийг төлөх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь ашиг тусаа өгдөг.

Компенсатор төхөөрөмж

Ердийн реактив чадлын компенсатор нь урд самбар дээр ихэвчлэн нээгддэг удирдлага, удирдлагын самбар бүхий стандарт хэмжээтэй металл шүүгээ юм. Үүний доод хэсэгт конденсаторын багц (батерей) байна. ИймЭнэ байршил нь энгийн тооцоололтой холбоотой юм: цахилгаан хүчин чадал нь нэлээд хүнд бөгөөд бүтцийг илүү тогтвортой болгохыг хичээх нь маш логик юм. Дээд хэсэгт, операторын нүдний түвшинд шаардлагатай хяналтын төхөөрөмжүүд, түүний дотор фазын заагч байдаг бөгөөд үүний тусламжтайгаар та эрчим хүчний хүчин зүйлийн хэмжээг шүүж болно. Мөн яаралтай тусламж, удирдлага (асаах, унтраах, гарын авлагын горимд шилжих гэх мэт) зэрэг янз бүрийн шинж тэмдгүүд байдаг. Хэмжих мэдрэгчийн уншилтыг харьцуулах үнэлгээ, хяналтын үйлдлийг боловсруулах (шаардлагатай үнэлгээний конденсаторыг холбох) нь микропроцессор дээр суурилсан хэлхээгээр хийгддэг. Хөдөлгүүрүүд хурдан бөгөөд чимээгүй ажилладаг бөгөөд ихэвчлэн хүчирхэг тиристорууд дээр бүтээгдсэн байдаг.

Конденсаторын банкуудын ойролцоо тооцоо

Харьцангуй жижиг үйлдвэрүүдэд хэлхээний реактив хүчийг фазын шилжилтийн шинж чанарыг харгалзан холбогдсон төхөөрөмжүүдийн тоогоор ойролцоогоор тооцоолж болно. Тиймээс, ердийн асинхрон цахилгаан мотор (үйлдвэр, үйлдвэрийн үндсэн "шаргуу ажилчин") нь нэрлэсэн чадлынхаа талтай тэнцэх ачаалалтай, cos φ нь 0.73, флюресцент чийдэн нь 0.5 байна. контакт гагнуурын машин нь 0, 8-аас 0,9 хооронд хэлбэлздэг, нуман зуух нь косинус φ 0,8-тэй тэнцүү ажилладаг. Бараг бүх ерөнхий эрчим хүчний инженерүүдэд байдаг хүснэгтүүд нь бараг бүх төрлийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн талаархи мэдээллийг агуулдаг бөгөөд реактив чадлын нөхөн олговрыг урьдчилан тохируулах боломжтой. тэдгээрийг ашиглан хийсэн. Гэсэн хэдий ч ийм өгөгдөлЗөвхөн конденсаторын бүлгүүдийг нэмэх, хасах замаар тохируулга хийх суурь болно.

Улсын хэмжээнд

Цахилгаан сүлжээний параметрүүд, ачааллыг жигд байлгах тал дээр улсаас үйлдвэр, үйлдвэр, бусад аж ахуйн нэгжүүдэд бүх анхаарал халамж даатгасан юм шиг сэтгэгдэл төрж магадгүй. Энэ үнэн биш. Тус улсын эрчим хүчний систем нь тусгай бүтээгдэхүүнээ цахилгаан станцаас гарах үед үндэсний болон бүс нутгийн хэмжээнд үе шат дамжлагыг хянадаг. Өөр нэг асуудал бол реактив бүрэлдэхүүн хэсгийн нөхөн олговор нь конденсаторын банкуудыг холбох замаар бус харин өөр аргаар хийгддэг явдал юм. Роторын ороомог дахь хэрэглэгчдэд нийлүүлж буй эрчим хүчний чанарыг хангахын тулд хэвийсэн гүйдлийг зохицуулдаг бөгөөд энэ нь синхрон генераторуудад тийм ч том асуудал биш юм.