Loistehokompensointi on kohdennettu vaikutus loistehon tasapainoon sähköjärjestelmän solmupisteessä jännitteen säätelemiseksi ja jakeluverkoissa sähköhäviöiden vähentämiseksi [1] . Se suoritetaan kompensointilaitteilla . Vaadittujen jännitetasojen ylläpitämiseksi sähköverkon solmuissa loistehon kulutus on tarjottava tarvittavalla tuotetulla teholla tarvittava reservi huomioon ottaen. Muodostunut loisteho on voimalaitosten generaattoreiden tuottaman loistehon ja sähköverkossa ja sähköenergian kuluttajien sähköasennuksissa olevien tasauslaitteiden loistehojen summa.
Loistehon kompensointi on erityisen tärkeää teollisuusyrityksille, joiden pääasialliset sähkönkuluttajat ovat asynkroniset moottorit , minkä seurauksena tehokerroin ilman kompensointitoimenpiteitä on 0,7–0,75. Yrityksen loistehon kompensointitoimenpiteet mahdollistavat:
Vaihtovirta kulkee langan läpi molempiin suuntiin, ihannetapauksessa kuorman tulisi omaksua ja käsitellä vastaanotettu energia täysin. Jos generaattorin ja kuluttajan välillä on ristiriita, virrat kulkevat samanaikaisesti generaattorista kuormaan ja kuormasta generaattoriin (kuorma palauttaa aiemmin varastoidun energian). Tällaiset olosuhteet ovat mahdollisia vain vaihtovirralle, jos piirissä on jokin reaktiivinen elementti, jolla on oma induktanssi tai kapasitanssi. Induktiivinen reaktiivinen elementti pyrkii pitämään läpi kulkevan virran muuttumattomana ja kapasitiivinen elementti pyrkii pitämään jännitteen. Ihanteellisten resistiivisten ja induktiivisten elementtien kautta maksimivirta kulkee elementissä nollajännitteellä ja päinvastoin maksimijännite kohdistetaan elementteihin, joilla on kapasitiivinen luonne, niiden läpi kulkevalla virralla, joka on lähellä nollaa.
Merkittävä osa minkä tahansa yrityksen sähkölaitteista koostuu laitteista, joiden normaalin toiminnan edellytyksenä on magneettikenttien luominen niihin, nimittäin muuntajat, asynkroniset moottorit, induktiouunit ja muut laitteet, jotka voidaan kuvata yleisesti. "induktiivisena kuormana". Paljon harvemmin käytetään energiaa varastoivia laitteita, joita voidaan yleisesti pitää kapasitiivisena kuormana.
Koska yksi induktanssin ominaisuuksista on kyky pitää sen läpi kulkeva virta muuttumattomana, kuormitusvirran kulkiessa ilmenee vaihesiirto virran ja jännitteen välillä (virta "jättää" jännitteen jälkeen vaihekulman verran). Tämän seurauksena erilaiset virran ja jännitteen merkit vaihesiirron aikana johtavat induktanssien sähkömagneettisten kenttien energian vähenemiseen, joka täydentyy verkosta. Suurimmalle osalle teollisista kuluttajista tämä tarkoittaa seuraavaa: sähkön lähteen ja kuluttajan välisissä verkkoissa virtaa hyödyllistä työtä tekevän aktiivienergian lisäksi myös hyödyllistä työtä tekemätöntä loisenergiaa. Aktiivi- ja loisenergia muodostavat kokonaisenergian , kun taas aktiivienergian osuus kokonaisenergiasta määräytyy virran ja jännitteen välisen vaihekulman kosinin mukaan - cosφ . Kaapelien ja käämien läpi vastakkaiseen suuntaan kulkeva loisvirta kuitenkin pienentää niiden kantokyvyn rajoissa niiden läpi kulkevan aktiivivirran osuutta aiheuttaen samalla merkittäviä lisähäviöitä johtimissa lämmitystä varten - aktiivisia häviöitä. Siinä tapauksessa, että cosφ = 1, kaikki energia saavuttaa kuluttajan. Jos cosφ = 0, johdossa oleva virta kaksinkertaistuu, koska sama virta kulkee molempiin suuntiin samanaikaisesti. Tässä tilassa kuorma ei kuluta aktiivista tehoa paitsi johtimien lämmitykseen.
Tällöin kuorma vastaanottaa ja toimittaa lähes kaiken energian verkkoon ja syntyy tilanne, jossa kuluttaja joutuu maksamaan energiasta, jota ei todellisuudessa käytetty. Toisin kuin induktiiviset elementit, kapasitiiviset elementit (kuten kondensaattorit) pyrkivät pitämään jännitteen navoissaan vakiona, eli niille virta "johtaa" jännitettä. Koska kulutetun sähkön määrä ei ole koskaan vakio ja voi muuttua merkittävällä alueella melko lyhyen ajan kuluessa, niin vastaavasti kulutetun aktiivisen energian suhde kokonaisenergiaan (cosφ) voi myös muuttua. Tässä tapauksessa mitä pienempi kuluttajan aktiivinen kuorma on, sitä pienempi on cosφ:n arvo. Tästä seuraa, että loistehon kompensoimiseen tarvitaan laitteita (katso artikkeli Kompensoivat laitteet ), joka tarjoaa cosφ-säädön laitteen muuttuvien käyttöolosuhteiden mukaan. Cosφ:n tasaisen säädön tarjoavat synkroniset moottorit ja synkroniset kompensaattorit, vaiheittaisen säädön tarjoavat loistehokompensointiyksiköt (RPC), jotka koostuvat pääsääntöisesti kapasitiivisten elementtien (kondensaattoreiden), kytkinlaitteiden ja ohjauslaitteiden akuista. UKRM:n toimintaperiaate on kytkeä verkkoon tietty määrä kondensaattoreita, jotka vaaditaan kulloinkin tunnetulle loistehon hetkelliselle arvolle.
| Sähköenergian laatu | |
|---|---|