VI. Коэффициент мощности и пути его улучшения.

Большинство современных потребителей электрической энергии имеют ин­дуктивный характер нагрузки, токи которой отстают по фазе от напряжения ис­точника. Активная мощность таких потребителей при заданных значениях тока и напряжения зависит от

Следовательно, повышение коэффициента мощности приводит к уменьше­нию тока.

Если обозначить сопротивление проводов линии , то потери мощности в ней можно определить так:

Таким образом, чем выше потребителя, тем меньше потери мощности в линии и дешевле передача электроэнергии. Коэффициент мощности показывает, как используется номинальная мощность источника. Так, для питания приемника 1000 кВт при = 0,5 мощность генератора должна быть

кВА,

а при = 1 = 1000 кВА.

Следовательно, повышение увеличивает степень использования мощно­сти генераторов. Чтобы повысить экономичность энергетических устано­вок, принимают повышают – используют батареи конденсаторов, подключаемые параллельно индуктивной нагрузке (рис. 2.18 а).

Рис. 2.18

Емкость конденсатора, необходимую для повышения от существующего зна­чения до требуемого , можно определить по диаграмме (рис. 2.18 б, в). При построении векторной диаграммы в качестве исходного вектора принят вектор напряжения источника. Если нагрузка представляет собой индуктив­ный характер, то вектор тока отстает от вектора напряжения на угол . Актив­ная составляющая тока совпадает по направлению с напряжением, реак­тивная составляющая тока отстает от него на 90° (рис. 2.18 б).

После подключения к потребителю батареи конденсаторов ток определя­ется как геометрическая сумма векторов и . При этом вектор емкост­ного тока опережает вектор напряжения на 90° (рис. 2.18 в). Из вектор­ной диаграммы видно, что , т.е. после включения конденсатора коэффици­ент мощности повышается от до .

Емкость конденсатора можно рассчитать при помощи вектор­ной диаграммы токов (рис. 2.18 в)

.

Учитывая, что , запишем емкость конденсатора

.

На практике обычно коэффициент мощности повышают не до 1,0, а до 0,90...0,95, так как полная компенсация требует дополнительной установки кон­денсаторов, что часто экономически не оправдано.

Предприятия стремятся оплатить льготный тариф за электрическую энергию, для повышения cosφ существуют естественный и искусственный пути.

Естественные пути:

1. Эксплуатировать силовые установки (двигатели, трансформаторы и другие) в номинальном режиме, которые используют максимум КПД и минимальные потери мощности.
2. Исключать режимы работ асинхронных двигателей и трансформаторов в холостом ходе, при которых cosφ=0,17

Искусственные пути:

1. Для повышения cosφ реальных установок применяют параллельное включение конденсаторов различных параллельных обмоток
2. Использование специальной машины, которая получила название асинхронного конденсатора.