Come migliorare il fattore di potenza senza compensare i condensatori

La compensazione della potenza reattiva può far risparmiare in modo significativo carburante, risorse energetiche e denaro. È determinato dalle letture dei contatori reattivi. La potenza attiva, kW, caratterizza l'intensità di conversione dell'energia elettrica in termica, meccanica, luce, ecc. La potenza reattiva, kvar, caratterizza l'intensità dello scambio di energia tra il generatore e il consumatore; l'energia elettrica in questo caso non viene convertita.

Un notevole eccesso di potenza reattiva rispetto alla potenza attiva è caratteristico delle strutture industriali delle imprese industriali. È noto che le perdite di energia sono proporzionali al quadrato della corrente totale. I carichi reattivi causano notevoli perdite di energia. Al fine di aumentare l'efficienza dell'alimentazione elettrica dell'impresa e delle sue officine, migliorare la qualità della tensione e aumentare la produttività delle apparecchiature elettrificate, è necessario ridurre questi carichi.

La riduzione dei carichi reattivi in ​​​​condizioni operative è ottenuta grazie a misure organizzative e tecniche, principalmente l'uso di dispositivi di compensazione.

In caso di compensazione insufficiente, il passaggio di carichi reattivi lungo le linee elettriche e attraverso i trasformatori comporta una diminuzione della loro portata, delle perdite di energia e della tensione in tutti gli elementi della catena di fornitura. La conseguenza di ciò è un aumento del consumo di combustibili e risorse energetiche e la necessità di costi aggiuntivi per l'espansione delle centrali elettriche, l'aumento della potenza installata dei trasformatori di potenza e la sezione dei cavi.

Al fine di aumentare l'efficienza dell'alimentazione delle imprese industriali, è necessario sforzarsi di ridurre la potenza reattiva consumata ai valori determinati dal sistema di alimentazione.

Per aumentando il fattore di potenza migliorando il funzionamento degli impianti elettrici senza l'uso di dispositivi di compensazione, vengono prese le seguenti misure:

• razionalizzazione del processo tecnologico dell'impresa, che porta al miglioramento del regime energetico delle apparecchiature;
• l'utilizzo di motori elettrici sincroni in luogo di motori asincroni di pari potenza, quando possibile secondo le condizioni del processo tecnologico;
• sostituzione di motori asincroni poco caricati con motori di potenza inferiore;
• caduta di tensione nei motori che funzionano sistematicamente a basso carico;
• limitare il minimo dei motori;
• sostituzione di trasformatori poco caricati; trasformatori di potenza inferiore.

Il motore elettrico per la macchina azionata deve essere selezionato in base alla sua modalità operativa, tenendo conto del sovraccarico consentito del motore.

In tutti i casi si consiglia di scegliere un motore con fattore di potenza nominale superiore. Quando possibile, si dovrebbe dare la preferenza a motori con velocità di rotazione più elevate e un rotore a gabbia di scoiattolo rotante su cuscinetti a rulli.

Se i motori elettrici sono già installati ed è esclusa la possibilità della loro sostituzione, per aumentare il fattore di potenza si consiglia di rivedere la tecnologia di produzione e, se possibile, modernizzare i meccanismi. Ad esempio, se su traversine, segherie, trimmer, ecc. i motori non sono a pieno carico e possono essere caricati con velocità di taglio più elevate e velocità di avanzamento più elevate per una maggiore produttività.

Non sempre è consigliabile sostituire i motori elettrici asincroni a vuoto con motori di potenza nominale inferiore. Ciò si spiega con il fatto che i motori elettrici di potenza inferiore, a parità di altri parametri, hanno un rendimento nominale inferiore, pertanto, dopo la sostituzione, le perdite nel motore possono risultare superiori rispetto a prima della sostituzione. Come dimostrano i calcoli e l'esperienza, con un carico medio del motore pari al 45% della potenza nominale, si consiglia sempre la sostituzione. Se il carico è compreso tra il 45 e il 70%, è necessario verificare la possibilità di sostituzione mediante calcolo.A carichi superiori al 70%, la sostituzione nella maggior parte dei casi non è pratica, soprattutto perché ciò è dovuto al costo di smontaggio del motore elettrico installato e all'installazione di una macchina che lo sostituisce.

La costanza della tensione fornita gioca un ruolo notevole nella modalità di funzionamento dei motori elettrici. Nelle centrali di piccola potenza, la tensione viene talvolta mantenuta al di sopra del nominale, il che comporta un aumento della corrente a vuoto e quindi un aumento della potenza reattiva. Pertanto, per migliorare il fattore di potenza, è necessario mantenere la tensione nominale.

Al fine di aumentare il fattore di potenza, è necessario prestare particolare attenzione alla qualità della riparazione dei motori elettrici.

Le variazioni del fattore di potenza e dell'efficienza di cortocircuito di un motore a induzione quando gli avvolgimenti dello statore sono collegati a stella e triangolo del motore riducono il fattore di potenza, pertanto è necessario garantire che il motore riparato conservi: numero precedente di collegamenti in serie giri in fase ; la sezione trasversale totale dell'avvolgimento di fase, cioè la somma delle sezioni trasversali dei fili di tutti i rami paralleli; vecchio traferro. Se dopo la riparazione risulta che il traferro è aumentato di oltre il 15% rispetto alla norma, non è consigliabile utilizzare un tale motore.

Risultati significativi nell'aumento del fattore di potenza naturale dell'impresa possono essere ottenuti con un uso più razionale dei trasformatori.Poiché la parte principale della potenza reattiva consumata dal trasformatore ricade sulla potenza inattiva, si consiglia, se possibile, di spegnere i trasformatori durante l'inattività. Sostituire i trasformatori con un carico del 30% o inferiore; in altri casi, l'opportunità di sostituire o riorganizzare i trasformatori è determinata dal calcolo. Va notato che l'aumento del fattore di carico del trasformatore a 0,6 porta ad un notevole aumento del fattore di potenza, e con un ulteriore aumento del fattore di carico da 0,6 a 1, il fattore di potenza migliora leggermente.