प्रतिक्रियाशील शक्ति क्या है? प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजा। प्रतिक्रियाशील शक्ति गणना

अपार्टमेंट और निजी घरों में एकएक विद्युत मीटर, जिसका उपयोग उपभोग की गई ऊर्जा के भुगतान की गणना के लिए किया जाता है। सरल रूप से, यह माना जाता है कि रोजमर्रा की जिंदगी में केवल इसके सक्रिय घटक का उपयोग किया जाता है, हालांकि यह पूरी तरह से सच नहीं है। आधुनिक आवास उन उपकरणों से भरा है जिनके सर्किट में चरण-स्थानांतरण तत्व होते हैं। हालांकि, घरेलू उपकरणों द्वारा खपत की जाने वाली प्रतिक्रियाशील शक्ति औद्योगिक उद्यमों की तुलना में अतुलनीय रूप से कम है, इसलिए, भुगतान की गणना करते समय, इसे पारंपरिक रूप से उपेक्षित किया जाता है।

एक कारखाना या कारखाना जिसकी निगरानी प्रबंधन द्वारा नहीं की जाती हैलोड सर्किट से गुजरने वाली परजीवी धाराओं की खपत के पीछे, यह पूरे क्षेत्र और देश की बिजली प्रणालियों को बहुत नुकसान पहुंचाता है। विद्युत पारेषण लाइन के आसपास की वायुमंडलीय हवा पूरी तरह से बेकार हो जाती है; सबस्टेशनों में स्थापित ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग लोड का सामना करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं, खासकर पीक अवधि के दौरान।

आगमनात्मक और कैपेसिटिव भार

यदि आप एक पारंपरिक हीटिंग डिवाइस लेते हैं याप्रकाश बल्ब, फिर फ्लास्क या नेमप्लेट पर संबंधित शिलालेख में संकेतित शक्ति इस उपकरण और मुख्य वोल्टेज (हमारे पास 220 वोल्ट) से गुजरने वाले वर्तमान के मूल्यों के उत्पाद के अनुरूप होगी। यदि डिवाइस में ट्रांसफॉर्मर, इंडक्टर्स या कैपेसिटर वाले अन्य तत्व होते हैं तो स्थिति बदल जाती है। इन भागों में विशेष गुण होते हैं, इनमें बहने वाली धारा का ग्राफ आपूर्ति वोल्टेज के साइनसॉइड से पीछे या आगे रहता है - दूसरे शब्दों में, एक चरण बदलाव होता है। एक आदर्श कैपेसिटिव लोड वेक्टर को -90 डिग्री और इंडक्टिव लोड को +90 डिग्री से शिफ्ट करता है। इस मामले में शक्ति न केवल वर्तमान और वोल्टेज के उत्पाद का परिणाम बन जाती है, एक निश्चित सुधार कारक जोड़ा जाता है। इससे क्या होता है?

प्रक्रिया का ज्यामितीय प्रतिबिंब

स्कूल ज्योमेट्री कोर्स से ये तो सभी जानते हैं किसमकोण त्रिभुज में कर्ण किसी भी पैर से लंबा होता है। यदि सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति इसके पक्ष बनाती है, तो कॉइल और कैपेसिटेंस द्वारा खपत की जाने वाली धाराएं प्रतिरोधक घटक के समकोण पर होंगी, लेकिन विपरीत दिशाओं में दिशाओं के साथ। जोड़ते समय (या, यदि आप पसंद करते हैं, घटाना, वे अलग-अलग संकेतों के होते हैं) मान, कुल वेक्टर, यानी कुल प्रतिक्रियाशील शक्ति, जिसके आधार पर सर्किट में लोड की प्रकृति प्रबल होती है, को ऊपर या नीचे निर्देशित किया जाएगा। इसके निर्देशन से, कोई यह आंक सकता है कि भार किस प्रकृति का है।

वेक्टर जोड़ में प्रतिक्रियाशील शक्ति . के साथसक्रिय घटक बिजली की खपत का पूरा मूल्य देगा। इसे ग्राफिक रूप से शक्ति त्रिकोण के कर्ण के रूप में दर्शाया गया है। यह रेखा एब्सिस्सा अक्ष के संबंध में जितना अधिक धीरे से स्थित होगी, उतना ही बेहतर होगा।

कोसाइन फी

ग्राफ दर्शाता है कि कोण φ दो . से बनता हैवेक्टर, पूर्ण और सक्रिय शक्ति। उनके मूल्यों में अंतर जितना कम होगा, उतना अच्छा है, लेकिन उनका पूर्ण संलयन प्रतिक्रियाशील शक्ति द्वारा बाधित होता है, जिसे परजीवी माना जाता है। कोण जितना बड़ा होगा, बिजली लाइनों पर लोड जितना अधिक होगा, बिजली आपूर्ति प्रणाली के स्टेप-अप और स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर, और इसके विपरीत, वैक्टर एक-दूसरे के जितने करीब होंगे, तार उतने ही कम गर्म होंगे। सर्किट। स्वाभाविक रूप से, इस समस्या के बारे में कुछ करना था। और समाधान मिल गया, सरल और सुरुचिपूर्ण। प्रतिक्रियाशील शक्ति का पारस्परिक मुआवजा आपको कोण φ को कम करने और इसके कोसाइन (जिसे पावर फैक्टर भी कहा जाता है) को जितना संभव हो एकता के करीब लाने की अनुमति देता है। ऐसा करने के लिए, कैपेसिटिव घटक के वेक्टर को लंबा किया जाना चाहिए ताकि धाराओं की प्रतिध्वनि प्राप्त हो सके, जिस पर वे एक दूसरे को "बुझाते" हैं (आदर्श रूप से, पूरी तरह से, लेकिन व्यवहार में - जितना संभव हो)।

सिद्धांत और अभ्यास

सभी सैद्धांतिक गणनाओं में विषयों का मूल्य होता हैसे अधिक वे व्यवहार में लागू होते हैं। किसी भी विकसित औद्योगिक उद्यम की तस्वीर इस प्रकार है: अधिकांश बिजली की खपत मोटर्स (सिंक्रोनस, एसिंक्रोनस, सिंगल-फेज, थ्री-फेज) और अन्य मशीनों द्वारा की जाती है। लेकिन ट्रांसफार्मर भी हैं। निष्कर्ष सरल है: वास्तविक उत्पादन स्थितियों में, आगमनात्मक प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रबल होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उद्यम घरों और अपार्टमेंटों की तरह एक बिजली का मीटर नहीं लगाते हैं, लेकिन दो, जिनमें से एक सक्रिय है, और दूसरा अनुमान लगाना आसान है कि कौन सा है। और संबंधित अधिकारियों पर बिजली लाइनों के माध्यम से "संचालित" ऊर्जा के अधिक खर्च के लिए बेरहमी से जुर्माना लगाया जाता है, ताकि प्रशासन प्रतिक्रियाशील शक्ति की गणना करने और इसे कम करने के उपाय करने में अत्यधिक रुचि रखता हो। यह स्पष्ट है कि कोई भी इस समस्या को हल करने में विद्युत क्षमता के बिना नहीं कर सकता।

सिद्धांत द्वारा मुआवजा

उपरोक्त ग्राफ से यह बिल्कुल स्पष्ट है कि कैसे प्राप्त किया जाएपरजीवी धाराओं की कमी उनके पूर्ण उन्मूलन तक, कम से कम सिद्धांत में। ऐसा करने के लिए, संबंधित समाई के संधारित्र को आगमनात्मक भार के समानांतर जोड़ा जाना चाहिए। जोड़े जाने पर, वेक्टर शून्य देगा, और केवल उपयोगी सक्रिय घटक ही रहेगा।

गणना सूत्र के अनुसार की जाती है:

• सी = 1 / (2πFX), जहां एक्स नेटवर्क से जुड़े सभी उपकरणों की कुल प्रतिक्रिया है; एफ आपूर्ति वोल्टेज की आवृत्ति है (हमारे पास 50 हर्ट्ज है);

ऐसा लगता है - क्या आसान है? "X" और "pi" को 50 से गुणा करें और भाग दें। हालाँकि, सब कुछ कुछ अधिक जटिल है।

व्यवहार में कैसे?

सूत्र कठिन नहीं है, लेकिन X . का निर्धारण और गणना करना संभव नहीं हैइतना सरल। ऐसा करने के लिए, आपको उपकरणों के बारे में सभी डेटा लेने, उनकी प्रतिक्रिया और वेक्टर रूप में पता लगाने की आवश्यकता है, और फिर भी ... वास्तव में, प्रयोगशाला के काम में छात्रों को छोड़कर कोई भी ऐसा नहीं करता है।

एक विशेष उपकरण का उपयोग करके प्रतिक्रियाशील शक्ति को दूसरे तरीके से निर्धारित किया जा सकता है - कोसाइन फाई को इंगित करने वाला एक चरण मीटर, या एक वाटमीटर, एमीटर और वोल्टमीटर के रीडिंग की तुलना करके।

मामला इस बात से उलझा हुआ है कि असल मेंउत्पादन प्रक्रिया में, लोड का मूल्य लगातार बदल रहा है, क्योंकि कुछ मशीनें ऑपरेशन के दौरान चालू होती हैं, अन्य, इसके विपरीत, नेटवर्क से डिस्कनेक्ट हो जाती हैं, जैसा कि तकनीकी नियमों द्वारा आवश्यक है। तदनुसार, स्थिति की निगरानी के लिए चल रहे उपायों की आवश्यकता है। रात की पाली के दौरान, प्रकाश व्यवस्था चालू रहती है, सर्दियों में कार्यशालाओं में हवा को गर्म किया जा सकता है, और गर्मियों में इसे ठंडा किया जा सकता है। एक तरह से या किसी अन्य, लेकिन प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजा सैद्धांतिक गणना के आधार पर cos के व्यावहारिक माप के एक बड़े हिस्से के साथ किया जाता है।

कैपेसिटर को कनेक्ट करना और डिस्कनेक्ट करना

हल करने का सबसे आसान और सबसे स्पष्ट तरीकासमस्या एक विशेष कार्यकर्ता को चरण मीटर के पास रखना है, जो आवश्यक संख्या में कैपेसिटर को चालू या बंद कर देगा, एक से तीर के न्यूनतम विचलन को प्राप्त करेगा। पहले तो उन्होंने यही किया, लेकिन अभ्यास से पता चला है कि कुख्यात मानव कारक हमेशा वांछित प्रभाव प्राप्त करने की अनुमति नहीं देता है। किसी भी मामले में, प्रतिक्रियाशील शक्ति का मुआवजा, जो अक्सर प्रकृति में आगमनात्मक होता है, एक उचित मूल्य के विद्युत समाई को जोड़कर बनाया जाता है, लेकिन इसे स्वचालित मोड में करना बेहतर होता है, अन्यथा एक लापरवाह कर्मचारी अपने स्वयं के उद्यम को इसके तहत ला सकता है एक बड़ा जुर्माना। फिर, इस काम को योग्य नहीं कहा जा सकता है, यह स्वचालन के लिए काफी उपयुक्त है। सबसे सरल योजना में एक प्रकाश उत्सर्जक और एक प्रकाश रिसीवर से एक ऑप्टिकल इलेक्ट्रॉन जोड़ी शामिल है। तीर ने न्यूनतम मान को ओवरलैप कर दिया है, जिसका अर्थ है कि आपको कंटेनर जोड़ने की आवश्यकता है।

स्वचालन और बुद्धिमान एल्गोरिदम

वर्तमान में, ऐसी प्रणालियाँ हैं जो अनुमति देती हैंकॉस को 0.9 से 1 की सीमा में मज़बूती से रखने के लिए। चूंकि कैपेसिटर उनमें विवेकपूर्वक जुड़े हुए हैं, इसलिए एक आदर्श परिणाम प्राप्त करना असंभव है, लेकिन स्वचालित प्रतिक्रियाशील शक्ति कम्पेसाटर अभी भी एक बहुत अच्छा आर्थिक प्रभाव देता है। इस उपकरण का संचालन बुद्धिमान एल्गोरिदम पर आधारित है जो स्विच ऑन करने के तुरंत बाद संचालन सुनिश्चित करता है, अक्सर बिना अतिरिक्त सेटिंग्स के भी। कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में तकनीकी प्रगति ने कैपेसिटर बैंकों के सभी चरणों के एक समान कनेक्शन को प्राप्त करना संभव बना दिया है ताकि उनमें से एक या दो की समयपूर्व विफलता से बचा जा सके। प्रतिक्रिया समय भी कम से कम किया जाता है, और अतिरिक्त चोक ग्राहकों के दौरान वोल्टेज ड्रॉप की परिमाण को कम करते हैं। उद्यम के आधुनिक पावर कंट्रोल पैनल में एक समान एर्गोनोमिक लेआउट होता है, जो ऑपरेटर के लिए स्थिति का जल्दी से आकलन करने के लिए स्थितियां बनाता है, और दुर्घटना या विफलता की स्थिति में, उसे तत्काल अलार्म सिग्नल प्राप्त होगा। ऐसे कैबिनेट की कीमत काफी है, लेकिन यह इसके लिए भुगतान करने लायक है, यह उपयोगी है।

कम्पेसाटर डिवाइस

पारंपरिक प्रतिक्रियाशील शक्ति कम्पेसाटरसामने के पैनल पर एक नियंत्रण कक्ष के साथ मानक आयामों का एक धातु कैबिनेट है, जो आमतौर पर खुलने योग्य होता है। इसके निचले हिस्से में कैपेसिटर (बैटरी) के सेट होते हैं। यह व्यवस्था एक साधारण विचार के कारण है: बिजली के कंटेनर काफी भारी हैं, और संरचना को और अधिक स्थिर बनाने का प्रयास करना काफी तार्किक है। ऊपरी हिस्से में, ऑपरेटर की आंखों के स्तर पर, चरण संकेतक सहित आवश्यक नियंत्रण उपकरण होते हैं, जिसके साथ कोई शक्ति कारक के मूल्य का न्याय कर सकता है। आपातकालीन, नियंत्रण (चालू और बंद करना, मैनुअल मोड में स्विच करना, आदि) सहित विभिन्न संकेत भी हैं। मापने वाले सेंसर की रीडिंग की तुलना और नियंत्रण क्रियाओं के विकास (आवश्यक रेटिंग के कैपेसिटर का कनेक्शन) का मूल्यांकन एक माइक्रोप्रोसेसर पर आधारित सर्किट द्वारा किया जाता है। एक्चुएटर्स जल्दी और चुपचाप काम करते हैं, वे आमतौर पर शक्तिशाली थाइरिस्टर पर बनाए जाते हैं।

संधारित्र बैंकों की अनुमानित गणना

अपेक्षाकृत छोटे उद्यमों में, जेटसर्किट की शक्ति का अनुमान उनके चरण-स्थानांतरण विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, जुड़े उपकरणों की संख्या से लगाया जा सकता है। तो, एक साधारण अतुल्यकालिक इलेक्ट्रिक मोटर (कारखानों और संयंत्रों का मुख्य "कड़ी मेहनती"), इसकी रेटेड शक्ति के आधे के बराबर भार के साथ, 0.73 के बराबर एक cos और एक फ्लोरोसेंट लैंप - 0.5 है। संपर्क वेल्डिंग मशीन का पैरामीटर 0.8 से 0.9 तक होता है, आर्क फर्नेस कोसाइन के साथ 0.8 के बराबर संचालित होता है। लगभग हर मुख्य बिजली अभियंता के लिए उपलब्ध तालिकाओं में लगभग सभी प्रकार के औद्योगिक उपकरणों के बारे में जानकारी होती है, और उनके साथ प्रतिक्रियाशील बिजली मुआवजे की प्रीसेटिंग की जा सकती है। हालाँकि, ऐसा डेटा केवल एक आधार के रूप में कार्य करता है जिसके आधार पर कैपेसिटर बैंकों को जोड़कर या डिस्कनेक्ट करके समायोजन करना आवश्यक है।

देश भर में

किसी को यह आभास हो सकता है कि सभी देखभालपावर ग्रिड के मापदंडों और उस पर लोड की एकरूपता पर, राज्य ने कारखानों, संयंत्रों और अन्य औद्योगिक उद्यमों को सौंपा। यह सच नहीं है। देश की ऊर्जा प्रणाली बिजली संयंत्रों से अपने विशेष उत्पाद के बाहर निकलने पर, राष्ट्रीय और क्षेत्रीय स्तर पर चरण बदलाव को नियंत्रित करती है। एक और मुद्दा यह है कि प्रतिक्रियाशील घटक का मुआवजा कैपेसिटर बैंकों को जोड़कर नहीं, बल्कि एक अलग तरीके से किया जाता है। उपभोक्ताओं को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए, बायस करंट को रोटर वाइंडिंग में नियंत्रित किया जाता है, जो सिंक्रोनस जनरेटर में कोई बड़ी समस्या नहीं है।