Trifazio tinklo galios koeficiento pagerinimo skaičiavimai

Skaičiuodami kondensatoriaus talpą, kad pagerintume galios koeficientą trifaziame tinkle, laikysimės tos pačios sekos, kaip ir straipsnyje su skaičiavimų pavyzdžiais vienfaziame tinkle… Galios koeficiento vertė nustatoma pagal trifazės srovės galios formulę:

P1 = √3 ∙ U ∙ I ∙ cosφ, cosφ = P1 / (√3 ∙ U ∙ I).

Pavyzdžiai

1. Trifazis indukcinis variklis turi tokius skydelio duomenis: P = 40 kW, U = 380 V, I = 105 A, η = 0,85, f = 50 Hz. Statoriaus jungtis su žvaigždute. Tarkime, kad sunku nustatyti lentos cosφ reikšmę, todėl ją būtina nustatyti. Iki kokios vertės sumažės srovė, padidinus galios koeficientą iki cosφ = 1 naudojant kondensatorius? Kokios talpos turėtų būti kondensatoriai? Kokią reaktyviąją galią kompensuos kondensatoriai (1 pav.)?

Statoriaus apvijos spaustukai pažymėti: pradžia - C1, C2, C3, galai - atitinkamai C4, C5, C6.Tačiau toliau, siekiant palengvinti ryšį su diagramomis, kilmė bus pažymėta A, B, C, o galai X, Y, Z.

Ryžiai. 1.

Variklio galia P1 = P2 / η = 40000 / 0,85 ≈47000 W,

kur P2 yra naudingoji galia, nurodyta variklio vardinėje plokštelėje.

cosφ = P1 / (√3 ∙ U ∙ I) = 47 000 / (√3 ∙ 380 ∙ 105) = 0,69.

Padidinus galios koeficientą iki cosφ = 1, įėjimo galia bus:

P1 = √3 ∙ U ∙ I ∙ 1

ir srovė nukris iki

I1 = P1 / (√3 ∙ U) = 47 000 / (1,73 ∙ 380) = 71,5 A.

Tai aktyvioji srovė, kai cosφ = 0,69 nuo

Ia = I ∙ cosφ = 105 ∙ 0,69 = 71,5 A.

Fig. 1 parodytas kondensatorių įtraukimas, siekiant pagerinti cosφ.

Kondensatoriaus įtampa Uph = U / √3 = 380 / √3 = 220 V.

Fazinė įmagnetinimo srovė lygi tiesinei įmagnetinimo srovei: IL = I ∙ sinφ = 105 ∙ 0,75 = 79,8 A.

Kondensatoriaus, kuris turi užtikrinti įmagnetinimo srovę, talpinė varža bus tokia: xC = Uph / IL = 1 / (2 ∙ π ∙ f ∙ C).

Todėl kondensatoriaus talpa C = IC / (Uph ∙ 2 ∙ π ∙ f) = 79,8 / (220 ∙ 3,14 ∙ 100) = 79,800 / (22 ∙ 3,14) ∙ 160 = 4 .

Kondensatorių blokas, kurio bendra talpa C = 3 ∙ 1156,4≈3469 μF, turi būti prijungtas prie trifazio variklio, siekiant pagerinti galios koeficientą iki cosφ = 1 ir tuo pačiu sumažinti srovę nuo 105 iki 71,5 A.

Bendra reaktyvioji galia, kompensuojama kondensatoriais, kuri, jei nėra kondensatorių, paimama iš tinklo, Q = 3 ∙ Uph ∙ IL = 3 ∙ 220 ∙ 79,8≈52668 = 52,66 kvar.

Šiuo atveju variklis sunaudoja aktyviąją galią P1 = 47 kW tik iš tinklo.

Fig.2 parodytas kondensatorių, sujungtų trikampiu ir prijungtų prie trifazio variklio gnybtų, blokas, kurio apvija taip pat sujungta trikampiu. Šis kondensatorių sujungimas yra pranašesnis už jungtį, parodytą fig. 1 (žr. 2 skaičiavimo išvadą).

Ryžiai. 2.

2. Maža elektrinė maitina trifazį tinklą, kurio srovė I = 250 A, kai tinklo įtampa U = 380 V ir tinklo galios koeficientas cosφ = 0,8. Galios koeficiento pagerinimas pasiekiamas kondensatoriais, kurie yra sujungti trikampiu pagal schemą pav. 3. Būtina nustatyti kondensatorių talpos ir kompensuojamosios reaktyviosios galios reikšmę.

Ryžiai. 3.

Tariama galia S = √3 ∙ U ∙ I = 1,73 ∙ 380 ∙ 250 = 164,3 kVA.

Nustatykite aktyviąją galią, kai cosφ = 0,8:

P1 = √3 ∙ U ∙ I ∙ cosφ = S ∙ cosφ≈164,3 ∙ 0,8 = 131,5 W.

Reaktyvioji galia, kurią reikia kompensuoti, kai cosφ = 0,8

Q = S ∙ sinφ≈164,3 ∙ 0,6 = 98,6 kvar.

Todėl tiesinė įmagnetinimo srovė (3 pav.) IL = I ∙ sinφ = Q / (√3 ∙ U) ≈150 A.

Įmagnetinamoji (talpinė) fazinė srovė ICph = Q / (3 ∙ U) = 98580 / (3 ∙ 380) = 86,5 A.

Kondensatoriaus srovę galima nustatyti kitu būdu pagal įmagnetinimo (reaktyviąją) srovę grandinėje:

IL = I ∙ sinφ = 250 ∙ 0,6 = 150 A,

ICph = ILph = IL / √3 = 150 / 1,73 = 86,7 A.

Prijungus trikampiu, kiekvienos kondensatorių grupės įtampa yra 380 V, o fazinė srovė ICph = 86,7 A.

I = ICf = U / xC = U / (1⁄ (ω ∙ C)) = U ∙ ω ∙ C.

Todėl C = IC / (U ∙ 2 ∙ π ∙ f) = 86,7 / (300 ∙ π ∙ 100) = 726 μF.

Bendra kondensatoriaus baterijos talpa yra C3 = 3 ∙ 726 = 2178 μF.

Prijungti kondensatoriai leidžia panaudoti visą elektrinės galią S = 164,3 kVA grynosios galios forma.Be darbo kondensatorių naudojama tik 131,5 kW aktyvioji galia, kai cosφ = 0,8.

Kompensuota reaktyvioji galia Q = 3 ∙ U ∙ IC = 3 ∙ ω ∙ C ∙ U ^ 2 didėja proporcingai įtampos kvadratui. Todėl reikalinga kondensatorių talpa, taigi ir kondensatorių kaina, yra mažesnė, nes įtampa didesnė.

Atsparumas r pav. 3 yra naudojami laipsniškai iškrauti kondensatorius, kai jie atjungiami nuo tinklo.