Уат коэффициентін көтеру

Электрқозғалтқыштардың қуатын дұрыс таңдау керек (бос жүрісте немесе оған жақын режимде) соs φ төмендейді, бұл ішкі шаруашылық шарасы. Көп тұтынушыларда бос жүріс уақыты 50...60 % құрайды. Бұл тұтынушылардың электр қозғалтқыштарын бос жүріс шектегіштерімен жабдықтаған дұрыс. Симметрия бұзылуы электрэнергия және кернеудің қосымша шығындарына алып барады.

Ауылдық электрқондырғылары үшін қуат коэффициентін көтерудің ең тиімді жолы – статикалық конденсаторлармен реактивтік қуатты өтемдеу. Статикалық конденсаторлардың қуат шығындары өте аз (0,3...1%), жұмыста шусыз, тозуға төзімді, эксплуатацияда қарапайым және ыңғайлы. Одан да басқа, статикалық конденсаторлар аз қуаттарға таңдалуы мүмкін, бұның ауылдық қондырғыларға маңызы зор.

Конденсаторлардың орнатылуынан тәуелді реактивтік қуатты өтемдеу жеке, топтық және орталықтық болуы мүмкін.

Конденсаторлық батареяны торапқа қатарластырып қосады. Әртүрлі фазалардың конденсаторларын әдетте өзара үшбұрышпен қосады, өйткені бұл конденсаторлардың бірдей қуатында жұлдызбен жалғағандағыдан үш есе артық қуат алуға мүмкіндік береді. Конденсаторлардың қуаты кернеудің шаршысына пропорционалды және формуламен анықталады

Q_c = 3U_c²ωC10^-3, (99)

мұнда Q_c – үш фаза конденсаторларының қосынды қуаты, квар; U_c – конденсаторлардың қысқыштарындағы кернеу, кВ; ω – бұрыштық жиілік; С – конденсаторлардың қосынды сыйымдылығы, мкФ.

F = 50 Гц жиілігінде (99) формула келесі түрді қабылдайды

Q_c = 0,94U_c²C.

Конденсаторларды үшбұрышпен қосқанда U_c = U, жұлдызбен қосқанда U_c = U/√3, мұнда U – тораптың желілік кернеуі.

Қуат коэффициентін cos φ₁ – ден cos φ₂ – ге дейін көтеруге қажет конденсаторлық батареяның қуаты анықталады

Q_c = Р (tgφ₁ – tgφ₂), (100)

мұнда Р – қондырғының активтік қуаты, кВт; φ₁ – конденсаторлар батареясын қосқанға дейінгі фазалардың ығысу бұрышы; φ₂ - конденсаторлар батареясын қосқаннан кейінгі фазалардың ығысу бұрышы.

Конденсаторлардың үшфазалық батареясының сыйымдылығы, мФ,

С = Q_c – 10³/(ωU²),

мұнда ω = 2πf – бұрыштық жиілік (f = 50 Гц болғанда ω = 314 с^-1); U – конденсатордың фазасындағы кернеу, кВ.

Конденсаторлар қондырғысын орнату тиімділігі мен әдісі техникалық – экономикалық есептермен негізделу керек.

Қазіргі кезде өндірісте 0,38, 6,3 және 10,5 кВ кернеулерінің жинақталған конденсаторлық қондырғылары (ККУ) ойластырып жасалынып, меңгерілген (23 кесте). Реттеуді сатылы конденсаторлардың әрбір секцияларын қосу немесе ағыту жолдарымен жүргізеді.

Қазіргі кезде конденсаторлық батареяның торапқа беретін қуатын лезде және баяу реттеуді қамтамасыз ететін тиристорларды пайдаланатын автоматты құрылғылар жасалынған. Бұл жүктеменің кез – келген өзгерістерінде берілген қуат коэффициентін ұстауға мүмкіндік береді.

Жоғары кернеу тораптарында конденсаторларды коммутациялық аппараттардың көмегімен қосады. Суретте үшбұрышпен жалғанған конденсаторлар батареясын қосу сұлбасы көрсетілген, олар торапқа ажыратқыш Q мен айырғыш QS көмегімен қосылған. Әр батарея FU сақтандырғыштарымен қорғалған. Ағытылған конденсаторлармен қауіпсіз жұмыс атқару үшін сұлба олар ағытылғаннан кейін олардың разрядын қамтамасыз ету керек. Разрядтың ұзақтығы 1 мин. артық емес. Келтірілген сұлбада разряд үшбұрышпен жалғанған ТV кернеу трансформаторы арқылы жүргізіледі.

сурет – Конденсаторлар батареясын жоғары кернеу торабына жалғау сұлбасы

Кернеуі 1 кВ дейінгі қондырғыларда конденсаторлар әдетте қатарлас қосылған активтік кедергіге разрядталады (мысалы, электр шамдары).

Бір тарифпен электрэнергияға төлегенде конденсаторларды қолданудан келетін экономикалық тиімділік (эффект) шамамен өрнекпен анықталады

Э_г = Э_г.п – З_г,

мұнда Э_г – конденсаторларды қолданудан келетін жылдық экономикалық тиімділік, теңге; Э_г.п – конденсаторларды пайдаланғанның есебінен электрэнергия шығындарын төмендетуден алған жылдық экономия; З_г – конденсаторларды орнату және эксплуатациялауға кеткен келтірілген жылдық қаржылар, теңге.

Шамамен Э_г.п – ны формуламен анықтауға болады

Э_г.п = k_и.пQ_кtС,

мұнда k_и.п – активтік қуат шығындарының өзгеру коэффициенті, ол орташа 0,07 кВт/квар тең қабылданады; Q_к – конденсаторлардың қуаты, квар; t – конденсаторлардың жыл бойындағы жұмыс сағаттарының саны; С – 1 кВт*сағ электрэнергияның құны, теңге.

12 есеп. Конденсаторлық батареяны таңдап, электр тораптарына қосылған өндірістік кәсіпорын үшін орнатылған батареяның экономикалық тиімділігін анықтау керек. Кірмедегі табиғи (өтемдеусіз) tgφ_м = 0,882 (cosφ_м = 0,75); энергия сатушы мекемемен жасалған бітім бойынша оңтайлысы tgφ_э = 0,4 (cosφ_э = 0,935). Кірмедегі максималды қуат Р_макс= 270 кВт, максималды жүктемені пайдалану уақыты Т_макс = 3000 сағат. Кәсіпорын қуаты 400 кВА және екіншіреттік кернеуі 380/220 В ТМ – 400/10 төмендеткіш трансформатордан электрмен жабдықталады. Электрэнергияның төлемі екі тарифпен жүргізіледі: негізгі тариф m₁ = 22 руб/кВА және қосымша m₂ = 0,8 коп/кВт*сағ (есептік санауыш трансформатордың екіншіреттік кернеу жағынан орнатылған).

Шешуі. Конденсаторлардың есептік қуатын анықтайды

Q_к = Р_макс (tgφ_м - tgφ_э) = 270 (0,882 – 0,4) = 130 квар.

Орнатуға УК – 0,38-144-4У3 (конденсаторлық қондырғы, 0,38 кВ кернеуге арналған, қуаты 144 квар, реттеудің 4 сатысы бар, баяу ауа- райына арналған, категориясы З (жабық тұрғынжай)) (23 кесте) жинақталған конденсаторлық қондырғыны қабылдап, конденсаторларды қосқандағы tgφ^/_м іс жүзіндегі мәнін табады

tgφ^/_м = tgφ_м – Q_к/Р_макс= 0,882 – 144/270 = 0,348 (cosφ_м = 0,945).

УК – 0,38-144-4У3 жинақталған құрылғыны орнатуға кететін күрделі қаржылар ірілетілген көрсеткіштер бойынша 1600 руб. құрайды. Конденсаторлық қондырғыны 2,5 ш.б. бағалағанда және 6,4% амортизациялық аударымдарда конденсаторлық қондырғыға кететін келтірілген жылдық қаржылар құрайды

З_г = (Е+И_а)К + γn = (0,12+0,64)1600 + 35*2,5 = 382 руб.

tgφ_м = 0,882 болғанда электрэнергия төлемін анықтайды. Негізгі төлем

В₁ = S_н.т m₁ = 400*22 = 8800 руб.

Жыл бойында тұтынылатын электрэнергияның саны

А = Р_максТ = 270*3000 = 810000 кВт*сағ.

Қосымша төлем

D₁ = А m₂= 810000*0,008 = 6480 руб.

Электрэнергияға жалпы төлем

С₁ = В₁ + D₁ = 8800 + 6480 = 15280 руб.

tgφ_м = 0,882 және tgφ_э = 0,4 болғанда тарифтің үстемесі 16% құрайды.

Үстемені ескергендегі электрэнергияға төлем

С₁^/ = 116С₁/100 = 116*15280/100 = 17725 руб.

Конденсаторларды орнатқандағы электрэнергияға төлемді анықтайды

С₂ = 97С₁/100 = 97*15280/100 = 14822 руб.

(tgφ_м = 0,882 және tgφ_э = 0,4 болғанда жеңілдік 3% құрайды).

УК – 0,38-144-4У3 орнатқандағы жылдық экономия

Э = С₁ –(С₂ + З_г) = 17725 – (14882 + 382) = 2461 руб.

cosφ_м = 0,945 тең болғанда толық максималдық қуат

S_макс = Р_м/ cosφ_м = 270/0,945 = 285 кВА,

онда күштік трансформаторлардың асқын жүктелу қабілетін ескеріп, қуаты 400 кВА трансформаторын қуаты 250 кВА трансформаторымен ауыстырып, одан үлкен экономия алуға болады. Мұнда негізгі төлем

Р₂S_н2 m₁ = 250*22 = 5500 руб.

Электрэнергияға жалпы төлем

С₂ = 5500 + 6480 = 11980 руб.

Жеңілдікті ескергендегі электрэнергияға төлем

С₂^/ = 97*11980/100 = 11571 руб.

Жылдық экономия

Э = 17725 – (11571 + 382) = 5772 руб.

Конденсаторларды қолданғандағы экономикалық тиімділікті анықтағанда есепте электрэнергия шығындарын төмендетудің экономия сы ескерілмеген. Бұл статьяны ескергенде экономикалық тиімділік мәнді үлкен болады.