2020-04-07
1103
Так как всякая реактивная мощность создается реактивным током, то емкость, являясь источником реактивного тока для индуктивности, оказывается для нее и источником реактивной мощности. Поэтому после подключения емкости к цепи обмен энергией происходит не между индуктивностью и генератором, а между индуктивностью и емкостью.
Если емкость недостаточно большая, то ток ее меньше реактивного тока индуктивности, и генератор освобожден от него не полностью (цепь ведет себя как индуктивная). Если емкость слишком большая, то ее ток больше реактивного тока индуктивности и генератор загружен, емкостным реактивным током (цепь, потребляя емкостный ток, ведет себя как цепь емкостная). Эти обстоятельства можно использовать для компенсации сдвига фаз, создаваемого индуктивной нагрузкой (электродвигателями), то есть для увеличения cos φ.
Для компенсации сдвига фаз достаточно параллельно индуктивной нагрузке подсоединить емкость с таким расчетом, чтобы ток емкости был равен реактивному току нагрузки и генератор оказался полностью освобожденным от реактивного тока и реактивной мощности.
|
|
|
Пример. Электрический двигатель мощностью 1,0 квт работает с коэффициентом полезного действия η = 0,83 и cos φ = 0,5. Подсчитать емкость конденсатора, который нужно подключить к сети параллельно двигателю для того, чтобы полностью скомпенсировать сдвиг фаз, создаваемый двигателем. Напряжение сети 380 в.
Решение. Мощность, потребляемая двигателем из сети,
Р= 
Реактивный ток двигателя Iр=Isin φ = 6,3 · 0,865=5,45 а. Следовательно, для полной компенсации сдвига фаз и обеспечения двигателя реактивным током ёмкостной ток I с должен быть равен 5,45 а.
Емкостное сопротивление конденсатора Хс = 
= 69,7 ом.
Емкость конденсатора
C= 
0.0000456 ф, или С= 45,6 мкф
При частичной компенсации емкость разгружает генератор от реактивного тока не полностью. Величину необходимой при этом емкости определяют в зависимости от величины тока, который должна обеспечить емкость. Для этого определяют реактивный ток Iр1 нагрузки до компенсации, реактивный ток Iр2 от источника тока после компенсации и реактивный ток Iр, который должна обеспечить емкость. Очевидно IP = IP1 – IP2.
По величине тока Iр определяют емкость конденсатора так же, как и при полной компенсации.
Пример. Определить емкость конденсатора, который необходим для увеличения cos φ до значения 0,9 в условиях, приведенных в предыдущем примере.
Решение. Реактивный ток двигателя до компенсации Ip1=5,45 а. Полный ток двигателя после компенсации
I2 = 
, sinφ2 = 
= 0.435
Реактивный ток двигателя после компенсации
|
|
|
IР2 =I2 sin φ2 = 3, 5·0,435 = 1,53а
Реактивный ток, который должен поступать в двигатель от конденсатора,
IP=IP1 – IP2 =5.45a – 1.53a = 3.92a
Емкостное сопротивление конденсатора
Xc = 
Емкость конденсатора
C = 
, или С = 32,8 мкф
Сравнив результаты этого и предыдущего примеров, мы видим, что для увеличения соs φ всего на 0,1 (с 0,9 до 1,0) емкость необходимо увеличить почти в полтора раза, поэтому практически полной компенсации добиваться нецелесообразно (емкость увеличивается сильно, а эффект от этого небольшой). Обычно cos φ увеличивают до значения 0,85—0,9. Кроме того, для различных категорий нагрузок устанавливается так называемый штрафной cos φ. Если на предприятии cos φ ниже штрафного, то к предприятию применяют меры экономического воздействия (штрафы, увеличение стоимости энергии и другие).
При использовании конденсаторов, специально предназначенных для компенсации сдвига фаз, расчет целесообразно вести по реактивной мощности, которую конденсаторы могут отдать индуктивной нагрузке при рабочем напряжении, на которое они рассчитаны. Рабочее напряжение и реактивная мощность, которую может отдать конденсатор, записаны на самом конденсаторе.
Технологическая карта№8
Измерение работы и мощности в цепи однофазного переменного тока.
Цель работы – ознакомиться с приборами (счетчиком и ваттметром), применяемыми для учета электроэнергии и измерения мощности, потребляемой в цепи однофазного переменного тока, а так же со схемами их включения.
