Güç faktörünün azaltılmasının nedenleri ve iyileştirme yöntemleri

Güç faktörünün teknik ve ekonomik değeri

Güç faktörünün değeri, güç kaynağının aktif gücünün kullanım derecesini karakterize eder. Daha yüksek elektrik alıcılarının güç faktörü, enerji santrali jeneratörleri ve bunların ana taşıyıcıları (türbinler, vb.), trafo merkezi trafoları ve elektrik şebekeleri ne kadar iyiyse.

Aynı aktif güç değerlerinde düşük cos phi (cos phi) değerleri, daha güçlü istasyonların, trafo merkezlerinin ve ağların inşası için ek maliyetlere ve ayrıca ek işletme maliyetlerine yol açar.

Yardımcı güç kullanıcılarının gerçek gücü, zaman içinde sürekli olarak değişmektedir. Bunun nedeni, işletmelerin bireysel bölümlerinin veya atölyelerinin çalışmalarının zamanla örtüşmemesidir. Ek olarak, bazı ekipmanlar kısmi yükte veya hatta boşta çalışıyor olabilir.Elektrik alıcılarının aktif ve reaktif güçlerindeki değişim cos phi'de değişimlere yol açar.

Düşük güç faktörünün nedenleri

Reaktif enerjinin ana tüketicileri asenkron elektrik motorları, transformatörler ve indüksiyon ocakları, kaynak makineleri, gaz deşarj lambaları vb.

Nominal değere yakın bir yükle çalışan endüksiyon motoru en yüksek cos phi değerine sahiptir. Motor yükü azaldıkça, güç faktörü azalır.

Bunun nedeni, elektrik motorunun terminallerindeki aktif gücün yüküyle orantılı olarak değişmesi ve mıknatıslama akımındaki küçük bir değişiklik nedeniyle reaktif gücün pratikte sabit kalmasıdır. Boşta, cos phi, elektrik motorunun tipine, güce ve dönüş hızına bağlı olarak 0,1 - 0,3 aralığında olan en küçük değere sahiptir.

Asenkron motorlar gibi güç transformatörleri, %75'ten daha düşük bir azaltılmış yük güç faktörüne sahiptir.

Aşırı yüklü asenkron motorlar ayrıca artan manyetik kaçak akıları nedeniyle düşük cos phi'ye sahiptir.

Kapalı motorlardan daha iyi soğutma koşullarına sahip motorlar daha fazla yük (aktif güç) taşıyabilir ve bu nedenle daha yüksek bir cos phi'ye sahip olacaktır.

Sincap kafesli rotor motorları, daha düşük endüktif kaçak direnci değerleri nedeniyle, sargılı rotor motorlarından daha yüksek bir cos phi'ye sahiptir.

Aynı tipteki makineler için cos phi değeri, anma gücü ve rotor hızı arttıkça artacaktır, çünkü bu, mıknatıslama akımının göreli büyüklüğünü azaltır.

Yükün azalması nedeniyle güç trafolarının sekonder tarafındaki voltajın artması (örneğin, gece vardiyaları ve öğle yemeği sırasında), çalışan elektrik motorlarının terminallerinin nominal voltajına kıyasla voltajın artmasına neden olur. . Bu da elektrik motorlarının mıknatıslama akımında ve reaktif gücünde bir artışa yol açarak daha düşük bir güç faktörüne neden olur.

Yataklar aşındıkça rotorun statora temas etmeyecek şekilde dönmesi, stator ile rotor arasındaki hava boşluğunun artmasına neden olur, bu da mıknatıslama akımının artmasına ve mıknatıslanma akımının azalmasına neden olur. çünkü phi.

Geri sarma sırasında stator yuvasındaki tel sayısının azaltılması, mıknatıslama akımında bir artışa ve endüksiyon motorunun cos phi'sinde bir azalmaya neden olur.

Kompanzasyon cihazlarının yokluğunda devrede endüktif dirence (boğma) sahip gaz deşarj lambalarının (DRL ve flüoresan) kullanılması da elektrik tesisatlarının güç faktörünü azaltır (bkz. Floresan lamba balastları nasıl düzenlenir ve çalışır?).

Güç faktörü iyileştirme teknikleri

Bir elektrik tesisatının güç faktörünün her şeyden önce elektrikli ekipmanın doğru ve rasyonel, yani doğal bir şekilde çalıştırılmasıyla arttırılması gerekir. Elektrik motorunun gücü, tahrik mekanizması için gereken güce tam olarak uygun olarak seçilmeli ve halihazırda kurulu ancak hafif yüklü elektrik motorları, buna uygun olarak daha düşük güce sahip elektrik motorları ile değiştirilmelidir.

Bununla birlikte, yeni kurulan elektrik motorunun veriminin daha önce kurulandan daha düşük olduğu ortaya çıkarsa, bazen böyle bir değiştirmenin elektrik motorunun kendisinde ve şebekede aktif enerji kayıplarında artışa yol açabileceği dikkate alınmalıdır. bir. Bu nedenle, böyle bir değiştirmenin fizibilitesi hesaplama ile doğrulanmalıdır.

Ayrıca yedek elektrik motorunun izin verilen ısınma ve aşırı yük koşullarına ve bazen hızlanma süresine göre kontrol edilmesi gerekir. Kural olarak, %40'ın altında yüklenen elektrik motorları değiştirilmeye tabidir. Yük %70'in üzerinde olduğunda, değiştirme kârsız hale gelir.

Tüm olası durumlarda, faz rotoru yerine sincap kafesli motor tercih edilmelidir. Çevresel koşullar nedeniyle elektrik motorlarının açık veya korumalı bir tasarımda kullanılmasına izin veriliyorsa, kapalı elektrik motorlarının kullanımından vazgeçilmesi gerekir.

Çeşitli makine ve mekanizmaları çalıştıran elektrik motorları her zaman tam yükte çalışmaz. Örneğin, bir makineye yeni bir talaşlı imalat parçası takarken, elektrik motoru bazen düşük cos phi ile rölantide çalışır. Bu nedenle, 10 saniye veya daha uzun etkileşim süresi olan boşta kalma süresi için elektrik motorunun şebekeden ayrılması önerilir (bu gereklilik, aktif elektrik tasarrufu için de zorunludur).

Etkileşim süresi, takımın orijinal konumuna geri çekilmesi, işlenen parçanın makineden çıkarılması, makineye yeni bir parçanın takılması ve takımın çalışma konumuna getirilmesi için geçen süredir.Çalışma periyodlarının birlikte çalışabilirlik periyotlarıyla birbirini takip ettiği makinelerde ve mekanizmalarda, otomatik rölanti sınırlayıcıların kurulması tavsiye edilir.

Nominal güçlerinin ortalama %30'undan daha azına yüklenen trafoların değiştirilmesi veya geçici olarak bağlantısının kesilmesi de önerilir.

Asenkron bir elektrik motorunun kaliteli onarımı, cos phi değerindeki artışı önemli ölçüde etkiler. İyi onarılmış bir motorun bir isim plakası olmalıdır. Stator ve rotor arasındaki hava boşluğunun boyutunu dikkatlice izlemeli, normdan sapmalara izin vermemeli, hesaplamaya göre oluklara aktif tel sayısını koymalısınız. Yenilenmiş motorlar, yüksüz akımın kontrol edilmesi de dahil olmak üzere kapsamlı bir şekilde test edilmelidir.

Bazı durumlarda, doğal güç faktörünü iyileştirmeye yönelik önlemler, teknolojik sürecin koşullarına göre cos phi'nin 0,92 - 0,95'e yükseltilmesine izin vermez. Bu tür elektrik tesisatlarında, reaktif gücü telafi etmek için yapay yöntemler kullanılır - kullanarak güç faktörünü artırmak özel dengeleme cihazları.

Bu tür cihazlar şunları içerir: statik kapasitörler, senkron kompansatörler ve aşırı uyarılmış senkron motorlar. Ancak fabrikalarda yüksek güçte üretilen senkron elektrik motorları ve kompansatörler nadirdir. Güç faktörünü artırmak için en yaygın olarak kullanılanlar şunlardır: statik kapasitörler.

Kapasitörlerin kapasitansının uygun seçimi ile gerilim ve akım arasındaki faz açısını istenen herhangi bir değere getirmek mümkündür.Besleme şebekesindeki akım azalması, kapasitör bankasının kapasitif akımı tarafından telafi edilen reaktif bileşen nedeniyle elde edilir.