Instalatii pentru imbunatatirea factorului de putere

Instalatii pentru imbunatatirea factorului de putere

Se stie ca factorul de putere se poate determina din relatia:

sau :

In practica este folosita, in mod curent, relatia in functie de energie, intrucat energia activa W si energia reactiva W_r sunt masurate cu ajutorul contoarelor de energie activa si reactiva, in acelasi interval de timp.

Un factor de putere redus atrage urmatoarele dezavantaje:

a)     Marirea pierderilor de putere activa si reactiva. Intr-adevar, pentru aceiasi putere activa P si aceiasi tensiune U,I coseste constant. Rezulta ca, la un cos mic, curentul I va fi mai mare si deci pierderile de putere activa 3Ri²  si de putere reactiva 3xI² evident vor creste proportional cu I² (r si x fiind rezistenta chimica si inductiva a unui conductor de linie).

b)     Marirea caderilor de tensiune.

Ca urmare a micsorarii factorului de putere, puterea reactiva creste si din aceasta cauza rezulta o crestere a caderii de tensiune , pentru aceeasi putere P.

c) Necesitatea supradimensionarii instalatiilor.

In cazul uzual al distributiei energiei electrice sub o tensiune efectiva constanta, la o anumita putere P, curentul creste odata cu micsorarea factorului de putere si din aceasta cauza toata instalatia trebuie dimensionata corespunzator curentului marii si deci vor creste cheltuielile de investitii atat pentru instalatia propriu-zisa, cat si pentru spatiile suplimentare cerute de gabaritele mari ale intrerupatoarelor, transformatoarelor etc.

d) Cresterea incalzirii conductoarelor.

Faptul ca pentru aceeasi putere activa, curentul devine mai mare la un factor de putere mai mic, incalzirea conductoarelor creste proportional cu I².Aceasta micsoreaza, in special, durata in serviciu a izolatiei cablurilor si a transformatoarelor.

Motivele mentionate mai sus impun ca intreprinderile furnizoare de energie electrica sa ia masuri de tarifare diferita a energiei, in functie de factorul de putere mediu realizat de consumatori. Factorul de putere mediu, minim admis, este de 0,92;sub aceasta valoare intreprinderea consumatoare este obligata sa ia masuri de imbunatatire a factorului de putere, intrucat in caz contrar se aplica penalizari.

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Masurile de imbunatatire a factorului de putere sunt de doua categorii:

• masuri tehnico-organizatorice sau de compensare naturala,
• masuri speciale de compensare.

Prima categorie de masuri nu necesita instalatii sau aparate speciale. In general, inainte de a recurge la masurile speciale de compensare, se vor epuiza, pe cat posibil, masurile de compensare naturala.

Cele mai importante masuri tehnico- organizatorice ce se pot lua pentru ridicarea factorului de putere sunt:

a)     Reducerea la minimum a timpurilor de functionare in gol a motoarelor asincrone trifazate.

b)     Inlocuirea motoarelor asincrone trifazate si a transformatoarelor supradimensionate cu altele de putere mai mica, pentru a mari coeficientul lor de incarcare.

c)      Inlocuirea motoarelor asincrone cu motoare sincrone(acolo unde este posibil), iar acolo unde exista deja motoare sincrone, sa se utilizeze optim capacitatea lor de compensare.

d) Verificarea atenta a reparatiilor motoarelor asincrone, in special la infasurari si la marimea intrefierului(de exemplu rebobinarea cu un numar de spire cu cca.10% mai mic decat cel initial duce la o crestere a puterii reactive la mers in gol cu cca. 25% cresterea intrefierului cu cca. 0,1 mm poate provoca cresterea puterii reactive in gol cu cca. 40% din puterea reactiva totala a motorului).

e) Modificarea conexiunilor din triunghi in stea la motoarele asincrone trifazate cu rotorul in scurtcircuit, in regim de sarcina redusa. Aceasta masura se poate aplica in cazul pornirii motorului cu comutator stea-triunghi si numai in cazul cand sarcina motorului este mai mica decat 1/3 din sarcina nominala. Imbunatatirea factorului de putere cu ajutorul acestei masuri se explica prin reducerea fluxului magnetic al motorului.

Masurile speciale de compensare presupun instalatii speciale pentru producerea puterii reactive. Aceste masuri implica deci, cheltuieli de investitii mai mari. De aceea aplicarea lor se face numai dupa executarea de studii tehnico-economice, in conformitate cu normativele in vigoare, din care sa rezulte eficienta economica si amortizarea rapida a cheltuielilor suplimentare, ocazionate de instalatiile de compensare a factorului de putere.

Ca mijloace speciale de compensare se citeaza:

• bateriile de condensatoare statice,
• inlocuirea a motoarelor asincrone cu motoare sincrone,
• compensatoare sincrone(motoarele sincrone supraexcitate functionate in gol).

Problema montarii bateriilor de si a calculului capacitatii acestora s-a tratat in cadrul cap.3.14 pentru c.a. monofazat. Pentru c.a. trifazat, in cazul instalatiilor care functioneaza la o tensiune joasa, se prefera baterii de condensatoare conectate in triunghi(fig.10.5.1).

Urmarind rationamentul facut in cazul calcularii capacitatii bateriei de condensatori la c.a. monofazat, pentru obtinerea unuisi apropiat de unitate, se obtin relatiile:

sau:        

Fata de capacitatea unei baterii de condensatoare folosita la c.a. monofazat, capacitatea bateriei de condensatoare pentru o faza este de trei ori mai mica.

Pentru o anumita tensiune de linie, la frecventa industriala, puterea reactiva a unei baterii de condensatoare este proportionala cu capacitatea bateriei si din aceasta cauza se indica pe bateriile de condensatoare statice, fabricate special pentru imbunatatirea factorului de putere, puterea lor reactiva. Puterile reactive ale bateriilor reactive fabricate in tara, pentru tensiuni sub 1000V sunt 5,10,15 si 20 kV.

Daca tensiunea de alimentare a receptoarelor are valori peste 1000V, condensatoarele trebuie sa fie prevazute cu rezistente de descarcare, legate in paralel cu ele, din motive de protectie a muncii. Aceste rezistente se dimensioneaza pe baza conditiei ca in 60 secunde de la deconectarea condensatoarelor, tensiunea la bornele lor sa scada practic la zero.

Utilizarea bateriilor de condensatoare pentru imbunatatirea factorului de putere se poate face individual( local, ca in fig.10.5.1) sau general(central).Compensarea locala se foloseste in cazul receptoarelor inductive de mare putere, sau uneori la corpurile de iluminat fluorescent. Compensarea generala se executa prin montarea condensatoarelor la tabloul general de alimentare al instalatiilor de distributie. Desi compensarea locala este mai indicata, la receptoarele mici sau mijlocii se utilizeaza mai rar, datorita complicarii instalatiilor si a ingreunarii exploatarii lor.