Источники Р.М.
В энергосистеме в качестве источников РМ используют:
- генераторы электростанций;
- синхронные компенсаторы (СК);
- синхронные двигатели (СД);
СК – это СД большой мощности без нагрузки на валу, т.е. они работают на х.х. в режиме перевозбуждения днем и недовозбуждения ночью.
На промышленных предприятиях в качестве источников РМ используются:
- статические конденсаторы;
- СД;
- Статические источники РМ (ИРМ) – конденсаторы с быстродействующим регулятором мощности (используются редко).
Обычно применяются на заводах для привода мощных механизмов с длительным режимом работы (в нефтехимии, металлургии).
Выпускаются с номинальным опережающим cosφ = 0,9, т.е. для работы в режиме перевозбуждения. При недогрузке СД активной мощностью он может вырабатывать РМ по величине > номинальной, но без превышения номинальной полной мощности.
Затраты на выработку РМ в СД в общем случае определяется:
- затраты, не зависящие от РМ QД, это в первую очередь затраты на регулятор РМ. Если его нет =0.
|
|
QД - величина РМ СД.
З1 - затраты, пропорциональные РМ в 1-ой степени.
З2 - затраты, пропорциональные РМ во 2-ой степени.
Потери активной мощности внутри СД, зависящие от его РМ:
, где
- коэффициент загрузки двигателя по активной мощности (по аналогии с коэффициентом загрузки по активной мощности ).
Если QД = QН, то - номинальная реактивная мощность.
D1, D2, кВт - номинальные потери активной мощности на выработку РМ в двигателе, определяются по справочнику, относятся к номинальным параметрам двигателя. [кВт].
Рис. 5.7. Потери активной мощности в СД в зависимости от α.
Зависимость потерь активной мощности от загрузки СД по РМ приведена на рис. 5.7.
Исследуем функцию на экстремум:
;
; если , то ;
Практически это означает, что если мы хотим иметь минимум активных потерь внутри СД, то должны работать в режиме недовозбуждения (т.е. в режиме потребления РМ из сети при ). При номинальные потери активной мощности будут значительно больше.
Выводы: минимум потерь активной мощности внутри СД имеет место в режиме недовозбуждения, т.е. в режиме потребления РМ из сети, но при этом возникают дополнительные потери активной мощности в сети.
Работа в режиме перевозбуждения приводит к увеличению потерь активной мощности в СД, т.е. к дополнительным денежным затратам в двигателе, но при этом снижаются потери активной мощности в сети.
[руб/год]
, где
ΔP - потери активной мощности в СД [кВт];
C0 - стоимость электроэнергии [руб/кВт*ч];
T - время работы в году [час/год];
З = С · ΔР [руб/год];
С = C0 · T [руб/кВт*год];
; ; ;
З – затраты внутри СД на выработку (или потребление) РМ [руб/год];
|
|
QД – РМ двигателя.
.