Αντικείμενο. Σύντομη παρουσίαση ορισμών που σχετίζονται με την αντιστάθμιση αέργου ισχύος. Περιγραφή μεθόδων αντιστάθμισης.

Transcript

1

2 Αντικείμενο Σύντομη παρουσίαση ορισμών που σχετίζονται με την αντιστάθμιση αέργου ισχύος. Περιγραφή μεθόδων αντιστάθμισης.

3 Εισαγωγή

4 Εισαγωγή

5 Συντελεστής ισχύος

6 Επομένως με μειωμένο συντελεστή ισχύος έχουμε: αύξηση των απωλειών χαλκού για σταθερή διατομή αγωγών, αύξηση της πτώσης τάσης στις γραμμές, δέσμευση μεγαλύτερου μέρους της δυναμικότητας σε kva όλου του εξοπλισμού παραγωγής, μεταφοράς και διανομής, ανάγκη επίσπευσης επενδύσεων για επεκτάσεις των εγκαταστάσεων, κλπ. Συντελεστής ισχύος Γενικά καταναλωτές με χαμηλό συντελεστή ισχύος: 1. Ζημιώνονται οι ίδιοι γιατί το κόστος της εγκατάστασής τους αυξάνεται (καλώδια, ασφάλειες, διακόπτες κλπ). 2. Οδηγούν σε αύξηση του κόστους εγκατάστασης και λειτουργίας του εξοπλισμού της ΔΕΗ. Γι αυτό με κατάλληλη διαμόρφωση του τιμολογίου της ωθεί σε διόρθωση του συντελεστή ισχύος. (Επιβάλλονται πρόστιμα για την απορρόφηση ενέργειας με χαμηλό συντελεστή ισχύος.)

7 Αντιστάθμιση

8 Αντιστάθμιση

9 Πλεονεκτήματα διόρθωσης συντελεστή ισχύος

10 Πλεονεκτήματα διόρθωσης συντελεστή ισχύος

11 Υπολογισμός απαιτούμενης χωρητικότητας

12 Υπολογισμός απαιτούμενης χωρητικότητας

13 Υπολογισμός απαιτούμενης χωρητικότητας

14 Τρόποι επιλογής πυκνωτών Ο υπολογισμός της αέργου ισχύος των πυκνωτών αντιστάθμισης πραγματοποιείται και με τους πιο κάτω τρόπους, που είναι πρακτικοί και εύχρηστοι, όχι όμως απολύτως ακριβείς. Αν είναι γνωστός ο αρχικός συντελεστής ισχύος, μέσω του πίνακα που ακολουθεί μπορούμε να βρούμε σε kvar ανά εγκατεστημένου kw την ισχύ της συστοιχίας πυκνωτών που απαιτείται για την επίτευξη ορισμένου συντελεστή.

15

16 Τρόποι επιλογής πυκνωτών

17 Τρόποι επιλογής πυκνωτών Ο παράγοντας Κ βρίσκεται και μέσω του νομογραφήματος. Αν τραβήξουμε μία ευθεία γραμμή από την τιμή του αρχικού συντελεστή έως την επιθυμητή, η τομή της γραμμής με τον μεσαίο βαθμονομημένο άξονα δίνει το Κ.

18 Είδη αντιστάθμισης Η θέση στην οποία θα τοποθετηθεί ο πυκνωτής παίζει σημαντικό ρόλο. Αν ο πυκνωτής τοποθετηθεί σε ένα κεντρικό σημείο, π.χ. σε υποσταθμό που τροφοδοτεί μηχανές, πάλι θα υπάρχουν απώλειες και πτώση τάσης στη γραμμή από τον υποσταθμό ως τις μηχανές, μόνο που αντί να παρέχει την άεργο ισχύ το δίκτυο την παρέχει ο πυκνωτής. Δεν υπάρχει πρόβλημα από την πλευρά της ΔΕΗ, όμως υπάρχει από την πλευρά του τοπικού δικτύου (π.χ. η πτώση τάσης μπορεί να οδηγήσει σε δυσλειτουργίες κινητήρων). Η σωστή τοποθέτηση του πυκνωτή σε αυτή την περίπτωση είναι επί του κινητήρα ή σε μικρή απόσταση.

19 Ατομική αντιστάθμιση: Είδη αντιστάθμισης Σε κάθε φορτίο χωριστά συνδέονται τοπικά οι απαραίτητοι πυκνωτές αντιστάθμισης. Χρησιμοποιείται κυρίως σε μεγάλα, σχεδόν σταθερής ισχύος φορτία με μεγάλη διάρκεια λειτουργίας, π.χ. σε μεγάλους κινητήρες.

20 Ομαδική αντιστάθμιση Είδη αντιστάθμισης Σε ομάδα φορτίων συνδέονται από κοινού οι απαραίτητοι πυκνωτές αντιστάθμισης. Χρησιμοποιείται σε φορτία σχεδόν του ίδιου μεγέθους και διάρκειας λειτουργίας, σχεδόν σταθερής συνολικής ισχύος, π.χ. ομάδα λαμπτήρων φθορισμού. Η άεργος ισχύς των πυκνωτών είναι ίση με το άθροισμα των επιμέρους αέργων ισχύων που θα είχαμε στην περίπτωση ατομικής αντιστάθμισης. Η αντιστάθμιση γίνεται στον υποπίνακα της ομάδας. Η ομαδική αντιστάθμιση προτιμάται από την ατομική σε περίπτωση πολλών όμοιων φορτίων όπου η τοποθέτηση πυκνωτή σε κάθε ένα χωριστά γίνεται ασύμφορη. Έχει το μειονέκτημα ότι από τον υποπίνακα ως το φορτίο υπάρχει πτώση τάσης και απώλειες στη γραμμή.

21 Κεντρική αντιστάθμιση Είδη αντιστάθμισης Συνδέεται συστοιχία πυκνωτών μέσω μιας συσκευής ρύθμισης της άεργου ισχύος σε κεντρικό σημείο της εγκατάστασης π.χ. στο γενικό πίνακα ΧΤ. Χρησιμοποιείται κυρίως για ένα σύνολο φορτίων διαφορετικής ισχύος και διάρκειας λειτουργίας. Η συνολική ισχύς των πυκνωτών μοιράζεται σε βαθμίδες και με τη βοήθεια της συσκευής ρυθμίσεως αέργου ισχύος παρέχεται η άεργος ισχύς που είναι αναγκαία σε κάθε χρονική στιγμή. Μειονέκτημα της είναι ότι οι αγωγοί μεταξύ συσκευής και φορτίων δεν απαλλάσσονται από την άεργο. Ωστόσο, αντί για το δίκτυο, την παρέχει ο πυκνωτής. Εξακολουθούν να υπάρχουν απώλειες και πτώση τάσης. Αυτό μπορεί να μην φαίνεται από την πλευρά της ΔΕΗ, όμως επηρεάζεται το τοπικό δίκτυο. Η πτώση τάσης μπορεί να οδηγήσει σε δυσλειτουργίες ή και καταστροφή κινητήρων λόγω υπότασης. (Επειδή ο κινητήρας λειτουργεί με σταθερό φορτίο στον άξονα, θα αυξηθεί το ρεύμα με κίνδυνο υπερθέρμανσης.)

22 Είδη αντιστάθμισης Είναι δυνατή και η εφαρμογή συνδυασμού μεθόδων στην ίδια εγκατάσταση. Σε μεγάλες συσκευές μπορεί να εφαρμοστεί ατομική αντιστάθμιση, ενώ οι μικρότερες να χωριστούν σε ομάδες.

23 Ασύγχρονοι κινητήρες και ατομική αντιστάθμιση Ο ονομαστικός συντελεστής ισχύος αναφέρεται στο ονομαστικό φορτίο. Σε χαμηλά φορτία μειώνεται. Πρέπει να προσεχθεί το μέγεθος των πυκνωτών ώστε να μην προκύπτει υπεραντιστάθμιση σε χαμηλά φορτία. Η ενέργεια που αποθηκεύεται στους πυκνωτές είναι δυνατόν να διατηρεί το μαγνητικό πεδίο του κινητήρα μετά τη διακοπή της τροφοδοσίας του. Σε φορτία που εξακολουθούν να περιστρέφονται για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την απόζευξη του κινητήρα μπορεί να έχουμε αυτοδιέγερση μέχρι να σταματήσει ο δρομέας, με αποτέλεσμα τη μετατροπή του κινητήρα σε γεννήτρια και την εμφάνιση τάσεως μεγαλύτερης εκείνης του δικτύου. Η άεργος ισχύς των πυκνωτών πρέπει για τους παραπάνω λόγους να είναι τέτοια ώστε να αντισταθμίζουν το πολύ το 90% της φαινομένης ισχύος της εν κενώ λειτουργίας των κινητήρων.

24 Παράδειγμα 1

25 Παράδειγμα 1 (συνέχεια)

26 Παράδειγμα 2

27 Παράδειγμα 2 (συνέχεια)

28 Συσκευές για ρύθμιση και παρακολούθηση της αέργου ισχύος σε εγκατάσταση διόρθωσης συντελεστή ισχύος Πυκνωτές: Η σύνδεσή τους γίνεται βηματικά με ακρίβεια που αυξάνεται όσο περισσότερα βήματα είναι διαθέσιμα και όσο μικρότερη είναι η διαφορά μεταξύ τους. Πηνίο εκφόρτισης: Απαιτείται γρήγορη εκφόρτιση για γρήγορη επανασύνδεση των πυκνωτών. Μόνο πλήρως εκφορτισμένοι πυκνωτές επιτρέπεται να συνδέονται μέσω των διακοπτών. Διακόπτες: Ενεργοποιούνται από ελεγκτή για τη ζεύξη και την απόζευξη των βαθμίδων πυκνωτών.

29 Συσκευές για ρύθμιση και παρακολούθηση της αέργου ισχύος σε εγκατάσταση διόρθωσης συντελεστή ισχύος Αισθητήρες για το ρεύμα και την τάση. Ελεγκτής αέργου: Η μονάδα ελέγχου. Μετρά τον συντελεστή ισχύος, τον συγκρίνει με την επιθυμητή τιμή και αν χρειάζεται συνδέει ή αποσυνδέει βαθμίδες πυκνωτών για να επιτευχθεί αυτή η τιμή. Μπορεί να παρέχει διάφορες ενδείξεις (τάση συστήματος, άεργο ισχύ, ενεργό ισχύ, συχνότητα, αρμονικές, ρεύματα πυκνωτών, φαινομένη ισχύ, ρεύμα, συντελεστή ισχύος πραγματικό και επιθυμητό, άεργο που χρειάζεται για να τον επιτύχουμε). Ασφάλειες: Για την προστασία πυκνωτών από βραχυκυκλώματα. Επιλέγονται για εντάσεις μεγαλύτερες κατά 1.8 φορές από την ονομαστική ένταση των πυκνωτών. Διακόπτες με θυρίστορ: Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για γρήγορη ζεύξη και απόζευξη πυκνωτών.

30

31