1000 կՎԱ տրանսֆորմատորի առավելագույն կՎտ բեռնունակության որոշում. Հզորության գործակցի ազդեցությունը

Ինչպես հաշվարկել 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորի կՎտ հզորությամբ բեռնվածքը՝ հիմնվելով հզորության գործակցի վրա

Ավելի հին տեսակի հետ1000 կՎԱ տրանսֆորմատորԱյս տրանսֆորմատորը, որն այժմ սպասարկում է մոտավորապես 200 կՎտ հզորությամբ բեռ, կարո՞ղ է արդյոք բավարարել աճող պահանջարկը, եթե մենք պլանավորում ենք ավելացնել մոտավորապես 600 կՎտ նոր բեռ։ Այս հարցը հիմնականում պտտվում է հիմնարար հասկացության շուրջ՝ կՎԱ-ի և կՎտ-ի միջև եղած փոխհարաբերության և տարբերակման շուրջ։

ԿՎԱ-ի և կՎտ-ի միջև կապը և տարբերությունը

ԿՎԱ-ն (կիլովոլտ-ամպեր) ակնհայտ հզորության միավորն է, մինչդեռ կՎտ-ն (կիլովատտ) ներկայացնում է ակտիվ հզորության միավորը: Ակնհայտ հզորությունից և ակտիվ հզորությունից բացի, կա նաև ռեակտիվ հզորություն, որը չափվում է կվարով (կիլովար):

Որո՞նք են տարբերությունները ակտիվ հզորության, ռեակտիվ հզորության և ակնհայտ հզորության միջև։

Ակտիվ հզորությունՉափվում է վատտերով (Վտ), այն ներկայացնում է շղթայի կողմից իրականում սպառված էներգիան կամ կատարված օգտակար աշխատանքը (օրինակ՝ ջեռուցում, լուսավորություն):

Ռեակտիվ հզորությունՉափված վոլտ-ամպեր ռեակտիվով (VAR), այն պահպանում է մագնիսական դաշտեր ինդուկտիվ բեռներում (օրինակ՝ շարժիչներում), բայց իրական աշխատանք չի կատարում: Օրինակ, եթե էլեկտրական սարքը պարունակում է կոնդենսատորներ կամ կծիկներ, այդ բաղադրիչները անընդհատ կլիցքավորվեն և կդատարկվեն սարքի աշխատանքի ընթացքում: Քանի որ կոնդենսատորները/կծիկները իրականում էլեկտրական էներգիա չեն սպառում այս լիցքավորման/դատարկման գործընթացում, դրան կից հզորությունը կոչվում է ‌ռեակտիվ հզորություն‌:

Ակնհայտ ուժՉափվում է վոլտ-ամպերներով (ՎԱ), այն ակտիվ և ռեակտիվ հզորությունների համադրություն է, որը ներկայացնում է շղթայի ընդհանուր հզորությունը: Հզորության աղբյուրը (սովորաբար տրանսֆորմատոր կամ գեներատոր) պետք է էլեկտրական սարքերին մատակարարի ոչ միայն ակտիվ, այլև ռեակտիվ հզորություն: Դա պայմանավորված է նրանով, որ, չնայած սարքի կոնդենսատորները չեն սպառում ակտիվ հզորություն, դրանց շարունակական լիցքավորումն ու լիցքաթափումը դեռևս պահանջում են, որ հոսանքի աղբյուրը իր հզորության մի մասը հատկացնի այս գործընթացը ապահովելու համար:

Այս հասկացությունները պարզաբանելուց հետո, մենք այժմ կարող ենք ուսումնասիրել դրանց փոխկապակցվածությունը, ինչը մեզ կտանի մեկ այլ կարևոր հասկացության՝ ‌հզորության գործակցի‌: Էլեկտրաէներգիայի աղբյուրի կողմից մատակարարվող ակտիվ հզորության քանակը ուղղակիորեն կախված է հզորության գործակցից:

Ի՞նչ է հզորության գործոնը։

Հզորության գործակիցը (cosΦ) ակտիվ հզորության (P) և ակնհայտ հզորության (S) հարաբերակցությունն է։

Օրինակ, 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը կարող է ապահովել 600 կՎտ ակտիվ հզորություն, երբ հզորության գործակիցը (cosφ) 0.6 է, մինչդեռ այն կարող է ապահովել 900 կՎտ ակտիվ հզորություն, երբ հզորության գործակիցը մեծանում է մինչև 0.9:

Եթե ​​էլեկտրաէներգիայի գինը 1 դոլար է մեկ կիլովատտ-ժամի (կՎտժ) համար, 0.6 հզորության գործակցով աշխատող տրանսֆորմատորը կարող է ստեղծել ‌600 դոլար/ժամ տնտեսական եկամուտ։ Երբ հզորության գործակիցը բարելավվում է մինչև 0.9, նույն տրանսֆորմատորը կարող է ստեղծել ‌900 իեն/ժամ եկամուտ‌45։ Մինչդեռ հզորության գործակցի բարելավման ֆինանսական օգուտները ակնհայտ են, դրա ավելի լայն տեխնիկական հետևանքները (օրինակ՝ ցանցի կայունության օպտիմալացումը և էներգիայի կորուստների կրճատումը) տարածվում են այս անմիջական շահույթներից շատ ավելի հեռու։

Քանի՞ կիլովատտ (կՎտ) կարող է ապահովել 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը։

Վերոնշյալ հիմնարար գիտելիքների շնորհիվ մենք այժմ կարող ենք հստակ և ճշգրիտ անդրադառնալ այս հոդվածի հիմնական հարցին։

Տրանսֆորմատորի հզորությունը չափվում է կՎԱ-ով (կիլովոլտ-ամպեր), մինչդեռ էլեկտրական սարքավորումների էներգիայի սպառումը չափվում է կՎտ-ով (կիլովատտ): Հիմնական տարբերությունն այն է, որ սարքի ակտիվ հզորությունը (կՎտ) հաշվարկելու համար անհրաժեշտ է դրա ակնհայտ հզորությունը (կՎԱ) բազմապատկել հզորության գործակցով (cosφ): Օրինակ, 1000 կՎԱ տրանսֆորմատորը կարող է ապահովել միայն 1000 կՎտ լրիվ բեռի ելքային հզորություն՝ աշխատելով 1.0 հզորության գործակցով: Այնուամենայնիվ, այս իդեալական պայմանին (PF = 1.0) հասնելը գործնականում անհնար է իրական աշխարհում:

Նախագծման փուլում, եթե մենք ներդնենք հզորության գործակցի փոխհատուցում՝ 0.95 հզորության գործակից ստանալու համար, տրանսֆորմատորի ակտիվ հզորության ելքը պետք է հաշվարկվի որպես 1000×0.95=950 կՎտ: Կարևոր ծանուցում. Էներգետիկ ընկերությունները պարտադրում են հզորության գործակից (ՀԳ) ≥0.9՝ տուգանքներից խուսափելու համար, սակայն ՀԳ = 1.0-ի գերազանցումը կարող է հանգեցնել համակարգի լարման բարձրացման և վտանգել ցանցի կայունությունը:

Ա1000 կՎԱ տրանսֆորմատորՍկզբնապես մատակարարում է 200 կՎտ հզորությամբ էլեկտրական բեռ։ Նոր 600 կՎտ բեռ ավելացնելուց հետո ակտիվ հզորության ընդհանուր պահանջարկը հասնում է ‌800 կՎտ‌-ի, որը մնում է տրանսֆորմատորի հաշվարկված անվտանգ շահագործման սահմանի սահմաններում։

Հետևաբար, մի1000 կՎԱ տրանսֆորմատորՍկզբնական շրջանում 200 կՎտ հզորությամբ էլեկտրական բեռ մատակարարող էլեկտրակայանը կարող է անվտանգորեն երկարատև աշխատել նույնիսկ նոր 600 կՎտ հզորությամբ բեռ ավելացնելուց հետո (ընդհանուր 800 կՎտ), եթե հզորության գործակիցը օպտիմալացված է պահանջվող մակարդակին։