המערכת החשמלית מייצרת אנרגיה כוללת, המחולקת לאנרגיה שימושית או פעילה ואנרגיה שיורית הנקראת אנרגיה תגובתית. המאמר יגיד לך מה זה וכיצד הוא נחשב.
שארית אנרגיה: מה זה?
כל המכונות החשמליות מיוצגות על ידי אלמנטים תגובתיים ופעילים. הם אלו שצורכים חשמל. אלה כוללים חיבורי כבלים ריאקטיביים, פיתולי קבלים ושנאים.
בתהליך של הזרמת זרם חילופין, כוחות אלקטרו-מוטיבים תגובתיים מתווספים על ההתנגדויות הללו, היוצרות זרם תגובתי.
מתקנים והתקנים היוצרים זרם חילופין משתמשים באנרגיה תגובתית ברשת החשמל, היוצרת שדה מגנטי של השדה החשמלי.
השפעת התגובה האינדוקטיבית על יצירת שדה מגנטי
לכל המכשירים המופעלים באמצעות רשת החשמל יש התנגדות אינדוקטיבית. בזכותו הסימנים של זרם ומתח מנוגדים. לדוגמה, המתח הואסימן שלילי והזרם חיובי, או להיפך.
בזמן זה, החשמל הנוצר באלמנט האינדוקטיבי ברזרבה, מתנודד דרך הרשת עקב העומס מהגנרטור ולהיפך. תהליך זה נקרא כוח תגובתי, אשר יוצר שדה מגנטי של השדה החשמלי.
למה מיועד כוח תגובתי?
ניתן לומר שהוא מכוון לוויסות השינויים שגורם הזרם החשמלי ברשת. אלה כוללים:
- שמירה על השדה המגנטי במהלך השראות במעגל;
- אם יש קבלים וחוטים, תמיכה בטעינה שלהם.
בעיות ביצירת כוח תגובתי
אם יש נתח גדול של ייצור חשמל תגובתי ברשת, עליך:
- הגדל את ההספק של התקני חשמל שנועדו להמיר אנרגיה חשמלית של ערך מתח אחד לאנרגיה חשמלית בעלת ערך מתח אחר;
- הגדל את קטע הכבלים;
- להלחם באובדן כוח עולה במכשירי חשמל וקווי תמסורת;
- הגדל את עמלות צריכת החשמל;
- אובדן כוח קרבי.
מה ההבדל בין אנרגיה פעילה לתגובתית?
אנשים רגילים לשלם עבור החשמל שהם צורכים. הם משלמים עבור האנרגיה המשמשת לחימום חלל, בישול, חימום מים בחדר האמבטיה (מי שמשתמש במחממי מים בודדים) ועוד שימושיאנרגיה חשמלית. היא זו שנקראת פעילה.
אנרגיה פעילה ותגובתית שונות בכך שהאחרונה היא האנרגיה שנותרה שאינה משמשת בעבודה שימושית. במילים אחרות, שניהם יוצרים עוצמה מלאה. בהתאם לכך, לצרכנים לא משתלם לשלם, בנוסף לאנרגיה הפעילה, גם אנרגיה תגובתית ברשת החשמל, ולספקים מועיל שהם משלמים עבור מלוא הקיבולת. האם אפשר איכשהו לפתור את הבעיה הזו? בואו נסתכל על זה.
איך נמדדת צריכת האנרגיה?
כדי למדוד את האנרגיה הנצרכת, נעשה שימוש במד אנרגיה פעיל ותגובתי. כולם מחולקים למטרים עם פאזה אחת ושלושה פאזות. מה ההבדל ביניהם?
מדים חד פאזיים משמשים למתן חשבונות לאנרגיה חשמלית מצרכנים המשתמשים בה לצרכים ביתיים. המתח מסופק באמצעות זרם חד פאזי.
מדים תלת פאזיים משמשים למדידת אנרגיה ברוטו. הם מסווגים על סמך סכימת אספקת החשמל לשלושה וארבעה חוטים.
הבדלים בין מונים לפי אופן הפעלתם
איך שהם נדלקים, הם מחולקים לשלוש קבוצות:
- אין להשתמש בשנאים ומחוברים ישירות לרשת באמצעות מדי חיבור ישיר.
- עם שימוש בהתקני חשמל, מונים מיתוג חצי עקיף מופעלים.
- מונים של חיבור עקיף. הם מחוברים לרשת לא רק באמצעות התקני כוח זרם, אלא גם באמצעות שנאי מתח.
מבדלמונים לפי אמצעי תשלום
לפי שיטת הטעינה עבור חשמל, נהוג לחלק מונים לקבוצות הבאות:
- מטרים המבוססים על שימוש בשני תעריפים - השפעתם היא שהתעריף לאנרגיה הנצרכת משתנה במהלך היום. כלומר, בבוקר וביום זה פחות מאשר בערב.
- מונים בתשלום מראש - הפעלתם מבוססת על כך שהצרכן משלם על חשמל מראש, שכן הוא נמצא במקומות מגורים מרוחקים.
- מדים עם חיווי העומס המרבי - הצרכן משלם בנפרד עבור האנרגיה הנצרכת ועבור העומס המקסימלי.
מדוד כוח מלא
חשבון לאנרגיה שימושית נועד לקבוע:
- אנרגיה חשמלית שנוצרת על ידי מכונות לייצור מתח בתחנת כוח.
- כמות האנרגיה שמושקעת לצרכים האישיים של תחנת המשנה ותחנת הכוח.
- חשמל לשימוש צרכנים.
- אנרגיה מועברת למערכות חשמל אחרות.
- אנרגיה חשמלית, המשוקת דרך צמיגי תחנות כוח לצרכנים.
יש צורך לקחת בחשבון אנרגיה חשמלית תגובתית בעת שידור לצרכנים מתחנת כוח רק אם הנתונים הללו מחושבים ושולטים במצב הפעולה של מכשירים המפצים אנרגיה זו.
היכן מנוטר האנרגיה שנותרה?
התקנה של מד אנרגיה תגובתי:
- אותו מקום כמומדי אנרגיה שימושיים. מותקן עבור צרכנים שמשלמים עבור מלוא הכוח שהם משתמשים.
- על מקורות חיבור של כוח תגובתי לצרכנים. זה נעשה אם אתה צריך לשלוט בתהליך העבודה.
אם מותר לצרכן להכניס את האנרגיה הנותרת לרשת, אז הם שמים 2 מונים באלמנטים של המערכת שבהם האנרגיה השימושית נחשבת. במקרים אחרים, מותקן מד נפרד שיביא בחשבון את האנרגיה התגובתית.
איך לחסוך בצריכת החשמל?
מכשיר לחיסכון בחשמל פופולרי מאוד בכיוון זה. פעולתו מבוססת על דיכוי של שיורי חשמל.
בשוק של היום ניתן למצוא מכשירים דומים רבים, המבוססים על שנאי שמכוון את החשמל בכיוון הנכון.
מכשיר חיסכון בחשמל מפנה את האנרגיה הזו למגוון מכשירי חשמל ביתיים.
Energy Efficiency
לשימוש רציונלי בחשמל, מוחל פיצוי אנרגיה תגובתית. לשם כך משתמשים ביחידות קבלים, מנועים חשמליים ומפצים.
הם עוזרים להפחית הפסדי אנרגיה אקטיביים הנגרמים על ידי זרימות כוח תגובתי. זה משפיע באופן משמעותי על רמת הפסדי התחבורה הטכנולוגיים של רשתות חשמליות להפצה.
מה היתרון של פיצוי כוח?
השימוש בהגדרות פיצוי הספק יכול להביא יתרונות גדוליםתוכנית כלכלית.
לפי הסטטיסטיקה, השימוש בהם מביא לחסכון של עד 50% בהוצאות על שימוש באנרגיה חשמלית בכל חלקי הפדרציה הרוסית.
השקעות כסף שהוצאו בהתקנה משתלמות במהלך השנה הראשונה לשימוש.
בנוסף, היכן שמתקנים אלה מתוכננים, הכבל נרכש עם חתך קטן יותר, וזה גם מועיל מאוד.
היתרונות של יחידות קבלים
לשימוש ביחידות קבלים יש את ההיבטים החיוביים הבאים:
- איבוד קל של אנרגיה פעילה.
- אין חלקים מסתובבים ביחידות קבלים.
- קל לעבוד איתם ולהפעיל אותם.
- עלויות ההשקעה נמוכות.
- עבוד בשקט.
- ניתן להתקין אותם בכל מקום ברשת החשמל.
- אתה יכול לבחור כל כוח נדרש.
ההבדל בין יחידות קבלים ומפצים לבין מנועים סינכרוניים הוא שיחידות מפצות מסנן מבצעות באופן סינכרוני פיצוי הספק ומרסנות חלקית את ההרמוניות הקיימות ברשת המפוצה. עלות החשמל תהיה תלויה בכמה כוח יפוצה, ובהתאם, בתעריף הנוכחי.
אילו סוגי פיצויים קיימים?
בתהליך השימוש ביחידות קבלים, נבדלים הסוגים הבאים של הספק מדוכא:
- יחיד.
- Group.
- Centralized.
בואו נסתכל מקרוב על כל אחד מהם.
כוח אינדיבידואלי
יחידות הקבל ממוקמות ממש ליד מקלטים חשמליים ומתחלפות באותו זמן כמו שהם.
החסרונות של פיצוי מסוג זה הם התלות של זמן ההפעלה של יחידת הקבלים מרגע תחילת פעולתם של מקלטים חשמליים. בנוסף, לפני ביצוע העבודה, יש צורך לתאם את קיבולת ההתקנה ואת השראות המקלט החשמלי. זה הכרחי כדי למנוע מתח יתר תהודה.
כוח קבוצתי
השם אומר הכל. הספק זה משמש כדי לפצות את ההספק של מספר עומסים אינדוקטיביים המחוברים בו זמנית לאותו מתג עם בנק קבלים משותף.
בתהליך של הפעלת העומס בו זמנית, המקדם עולה, מה שמוביל לירידה בהספק. זה תורם לפעולה טובה יותר של יחידת הקבלים. אנרגיה שיורית מדוכאת בצורה יעילה יותר מאשר עם כוח בודד.
הצד השלילי של תהליך זה הוא פריקה חלקית של אנרגיה תגובתית ברשת החשמל.
כוח מרכזי
בניגוד לכוח אישי וקבוצתי, כוח זה ניתן להתאמה. זה חל על מגוון רחב של צריכת אנרגיה שיורית.
פונקציית זרם העומס התגובתי ממלאת תפקיד גדול בוויסות ההספק של יחידת קבלים. במקרה זה, המתקן חייב להיות מצויד בווסת אוטומטי, וכוח הפיצוי המלא שלו מחולק לשלבים מותאמים בנפרד.
אילו בעיות פותרות יחידות קבלים
כמובן, הם מכוונים בעיקר לדיכוי כוח תגובתי, אבל בייצור הם עוזרים לפתור את המשימות הבאות:
- בתהליך של דיכוי הספק תגובתי, ההספק הנראה מופחת בהתאם, מה שמוביל לירידה בעומס שנאי כוח.
- העומס מופעל על ידי כבל עם חתך קטן יותר, בעוד שהבידוד אינו מתחמם יתר על המידה.
- אפשר לחבר כוח פעיל נוסף.
- מאפשר לך להימנע מנפילת מתח עמוקה בקווי החשמל של צרכנים מרוחקים.
- השימוש בכוח של גנרטורים דיזל אוטונומיים הולך למקסימום (מתקני חשמל לאוניות, אספקת חשמל למסיבות גיאולוגיות, אתרי בנייה, אסדות קידוח חיפוש וכו').
- פיצוי פרטני מפשט את פעולתם של מנועי אינדוקציה.
- במקרה חירום, יחידת העיבוי תכבה מיד.
- החימום או האוורור של היחידה מופעלים אוטומטית.
ישנן שתי אפשרויות ליחידות קבלים. אלה מודולריים, בשימוש בארגונים גדולים ומונובלוק - עבור ארגונים קטנים.
סיכום
אנרגיה תגובתית ברשת החשמל משפיעה לרעה על פעולת מערכת החשמל כולה. זה מוביל להשלכות כמו אובדן מתח ברשת ועלייה בעלויות הדלק.
בקשרעם זה, מפצים של כוח זה משמשים באופן פעיל. היתרון שלהם הוא לא רק חיסכון טוב בכסף, אלא גם הבא:
- חיי השירות של מכשירי חשמל הולכים וגדלים.
- שיפור איכות החשמל.
- חסוך כסף על כבלים קטנים.
- מפחית את צריכת החשמל.
