Korekcija faktora snage ključni je aspekt elektroenergetskih sustava, a njeni su učinci na energetski transformator od 69 kV značajni, utječući i na performanse transformatora i na ukupnu učinkovitost energetske mreže. Kao dobavljač energetskih transformatora od 69 kV, iz prve smo ruke svjedočili različitim rezultatima provedbe mjera korekcije faktora snage.
Razumijevanje faktora snage i regulacije napona
Faktor snage je mjera koliko se učinkovito električna energija pretvara u koristan rad u krugu izmjenične struje (AC). Nizak faktor snage znači da se značajna količina električne energije koristi za održavanje magnetskih polja u induktivnim opterećenjima, a ne za obavljanje korisnog rada. Kada je riječ o energetskim transformatorima od 69 kV, loš faktor snage može dovesti do povećanog pada napona na namotima transformatora.
Regulacija napona neophodna je za ispravan rad električne opreme spojene na transformator. Nizak faktor snage može uzrokovati da napon na sekundaru transformatora značajnije varira s promjenama opterećenja. To je zato što protok jalove snage povezan s niskim faktorom snage rezultira dodatnom impedancijom u krugu transformatora, što dovodi do većeg pada napona. Ispravljanjem faktora snage možemo poboljšati regulaciju napona. Na primjer, ako energetski transformator od 69 kV opskrbljuje veliko industrijsko opterećenje s niskim faktorom snage, napon na kraju opterećenja može biti neprihvatljivo nizak tijekom vršnih sati. Ugradnja kondenzatora za korekciju faktora snage može smanjiti protok jalove snage, čime se smanjuje pad napona i osiguravaju stabilnije razine napona na opterećenju.
Smanjenje gubitaka transformatora
Korekcija faktora snage također ima izravan utjecaj na smanjenje gubitaka u 69kV energetskom transformatoru. Postoje dvije glavne vrste gubitaka u transformatoru: gubici u bakru i gubici u jezgri. Gubici bakra proporcionalni su kvadratu struje koja teče kroz namote transformatora. Nizak faktor snage povećava struju izvučenu iz transformatora za određenu količinu stvarne snage, što dovodi do većih gubitaka bakra.
Poboljšanjem faktora snage možemo smanjiti struju u namotima transformatora. Kada se struja smanji, gubici bakra također se smanjuju prema formuli (P_{cu}=I^{2}R), gdje je (P_{cu}) gubitak bakra, (I) struja, a (R) otpor namota. Gubici u jezgri, s druge strane, uglavnom su posljedica histereze i vrtložnih struja u jezgri transformatora i na njih ne utječe izravno faktor snage. Međutim, smanjenje ukupnog protoka struje kroz korekciju faktora snage može rezultirati nižim radnim temperaturama, što neizravno može imati pozitivan učinak na gubitke u jezgri tijekom vremena.
Povećanje kapaciteta transformatora
Jedna od najznačajnijih prednosti korekcije faktora snage za energetski transformator od 69 kV je mogućnost povećanja njegovog efektivnog kapaciteta. Transformatori su ocijenjeni u volt-amperima (VA) ili kilovolt-amperima (kVA), što je mjera prividne snage. Prividna snaga ((S)) vektorski je zbroj stvarne snage ((P)) i jalove snage ((Q)), a dana je formulom (S=\sqrt{P^{2}+Q^{2}}).
Kada je faktor snage nizak, veliki dio nazivnog kapaciteta transformatora zauzima jalova snaga. To znači da je stvarna količina stvarne snage koja se može isporučiti opterećenju ograničena. Ispravljanjem faktora snage, možemo smanjiti komponentu jalove snage, dopuštajući transformatoru da nosi više stvarne snage za danu prividnu nazivnu snagu. Na primjer, ako energetski transformator od 69 kV ima nazivni kapacitet od 50 MVA i radi s niskim faktorom snage od 0,7, stvarna snaga koju može isporučiti je samo (P = S\puta PF=50\times0,7 = 35MW). Međutim, ako se faktor snage korigira na 0,95, stvarna isporuka snage može se povećati na (P=50\times0,95 = 47,5MW) bez preopterećenja transformatora. Ovaj povećani kapacitet može odgoditi potrebu za skupim nadogradnjama i proširenjima transformatora.
Poboljšanje učinkovitosti sustava
Korekcija faktora snage ne samo da koristi transformatoru snage od 69 kV, već također poboljšava ukupnu učinkovitost elektroenergetskog sustava. Kada se faktor snage poboljša, tok jalove snage u prijenosnim i distribucijskim vodovima se smanjuje. Ovo zauzvrat smanjuje gubitke u liniji, koji su proporcionalni kvadratu struje koja teče kroz vodove.
Osim toga, učinkovitiji elektroenergetski sustav znači da je potreban manji proizvodni kapacitet da bi se zadovoljilo isto opterećenje. To može dovesti do ušteda u proizvodnji električne energije jer se manje goriva troši u elektranama. Štoviše, energetski sustav veće učinkovitosti ekološki je prihvatljiviji jer smanjuje emisije ugljika povezane s proizvodnjom električne energije.
Studije slučaja
Razmotrimo slučaj u kojem je veliki industrijski kompleks imao problema sa stabilnošću napona i visoke račune za struju. Kompleks se napajao iz transformatora snage 69 kV, a faktor snage industrijskog opterećenja bio je vrlo nizak, oko 0,6. Napon na kraju opterećenja varirao je između 65 kV i 68 kV tijekom vršnih sati, što je uzrokovalo probleme osjetljivoj opremi u kompleksu.
Nakon provedene detaljne analize elektroenergetskog sustava odlučeno je da se ugradi sustav korekcije faktora snage koji se sastoji od kondenzatora. Nakon što je faktor snage korigiran na 0,9, napon na kraju opterećenja stabilizirao se na oko 69 kV. Gubici bakra u transformatoru smanjeni su za približno 30%, a ukupni račun za električnu energiju smanjen je za 20%.
Drugi slučaj uključivao je komunalno poduzeće koje se suočavalo s ograničenjima kapaciteta u svojoj mreži za distribuciju električne energije. Energetski transformator od 69 kV koji opskrbljuje više malih i srednjih poduzeća radio je blizu svog nazivnog kapaciteta. Provođenjem mjera korekcije faktora snage, elektroprivreda je uspjela povećati stvarni kapacitet isporuke električne energije transformatora za 15%. To je komunalnom poduzeću omogućilo povezivanje više korisnika na postojeću mrežu bez potrebe za ulaganjem u novi transformator.
Naši proizvodi i korekcija faktora snage
Kao dobavljač energetskih transformatora od 69 kV, razumijemo važnost korekcije faktora snage i njen utjecaj na performanse naših transformatora. Naši transformatori dizajnirani su za učinkovit rad u širokom rasponu uvjeta faktora snage. Međutim, našim kupcima također pružamo sveobuhvatna rješenja za korekciju faktora snage.
Nudimo razne proizvode, uključujućiUljni transformator, koji su poznati po svojim izvrsnim toplinskim svojstvima i pouzdanosti. Naše50000KVA 50MVA 115KV Spustite se s OLTC na 23KV trofazne transformatorske stanicedizajnirani su da zadovolje zahtjeve za visokim naponom i visokom snagom modernih elektroenergetskih sustava i mogu imati značajne koristi od korekcije faktora snage. Dodatno, našIzravna prodaja visokokvalitetnih transformatora električne energije po tvorničkim cijenama od 100 MVAsu optimizirane za učinkovitost i mogu pružiti dugoročne uštede kada se koriste u kombinaciji s tehnikama korekcije faktora snage.
Obratite nam se za korekciju faktora snage i rješenja za transformatore
Ako tražite pouzdanog dobavljača energetskih transformatora od 69 kV ili trebate pomoć oko korekcije faktora snage u vašem električnom sustavu, tu smo da vam pomognemo. Naš tim stručnjaka ima veliko iskustvo u projektiranju, proizvodnji i ugradnji energetskih transformatora i sustava za korekciju faktora snage. Možemo pružiti prilagođena rješenja temeljena na vašim specifičnim zahtjevima i uvjetima elektroenergetskog sustava. Kontaktirajte nas već danas kako bismo razgovarali o vašim potrebama i istražili kako naši proizvodi i usluge mogu poboljšati performanse i učinkovitost vaše električne mreže.
Reference
- Chapman, SJ (2012). Osnove električnih strojeva. McGraw - Hill.
- Grainger, JJ, & Stevenson, WD (1994). Analiza elektroenergetskog sustava. McGraw - Hill.
- Dorf, RC i Svoboda, JA (2014). Uvod u električne krugove. Wiley.