有効な電力を理解するのは非常に簡単ですが、非有効な電力を深く理解するのは簡単ではありません。正弦波回路では、無効電力の概念は明確ですが、高調波が存在する場合、無効電力の定義は明確ではありません。ただし、無効電力の概念と無効電力補償の重要性は一貫しています。無効電力には基本無効電力と高調波無効電力の補償を含める必要があります。
無効電力は、電源システムと負荷の動作にとって非常に重要です。電力システムのネットワークコンポーネントのインピーダンスは主に誘導性です。したがって、アクティブな力を伝達するには、送信機と受信機の間に位相差が必要ですが、これはかなり広い範囲にわたって実現できます。無効電力を送電するには、両端の電圧に数値的な差があり、これは狭い範囲内でのみ実現可能です。リアクティブ負荷を消費する多くのネットワーク コンポーネントに加えて、多くの負荷もリアクティブ負荷を消費する必要があります。ネットワーク コンポーネントと負荷に必要な無効電力は、ネットワーク内のどこかで利用できる必要があります。明らかに、これらの無効電力はすべて発電機によって供給されており、長距離の輸送は不合理であり、通常は不可能です。合理的な方法は、無効電力を消費する必要がある場所で無効電力を生成することです。これが無効電力補償です。
1. 無効電力補償の意味
配電システムにおいて、電源の品質を評価するために、無効電力補償の重要性は次の 3 つの要素から構成されます。
1. 系統設備の容量を削減し、設備の出力を増加させるため
有効電力が変化しない条件下では、電力網の力率が増加し、無効電力も減少します。S-√P2+Q2 の式から、必然的に電力が低下することがわかります。例えば、消費電力単位が200kWの電気負荷を必要とする場合、力率が0.4の場合、COSφ=P/S、S=P/cosφ=500kV.A、つまり電気負荷の力率で求められます。 500kV.Aを必要とする変圧器は0.8なので、250kV.Aの変圧器を設置するだけで済みます。電力係数が大きくなると、それに応じて必要な設備容量を削減できることがわかります。
2. 電力点の電圧と周波数が一定に近いかどうか。
(A) 力率が 1 に近いかどうか。
(b) 三相システムでは、相電流と相電圧が平衡しているかどうか。
無効電力補償を使用して力率を改善すると、無効電流送電によって引き起こされる電力損失を削減できるだけでなく、エンドユーザーの電圧を効果的に改善および上昇させ、電気機器の経済的な動作レベルを向上させることができます。したがって、無効電力補償は常に電力供給および配電システムの重要な部分となっています。
3. 電気代を節約するために
現在の我が国の電気料金政策では、電気設備容量が100kV.A（kW）を超える顧客は電気料金を調整し、電気料金が基準値を下回る場合には罰金が課せられます。無効電力補償により、力率が改善され、低力率による電気料金の増加が軽減または回避され、電気料金が節約されます。
4. 電力会社への罰金を軽減するために
環境保護の重視が高まるにつれ、電力会社は企業の電力浪費を徐々に厳しく管理するようになり、一部の企業に対して罰金を課すケースが増えてきました。電力会社への罰金を軽減するために、各社は無効電力を補うコンデンサの移転を始めた。、消費電力を削減します。
5. 設備の寿命を延ばす
生産コストの観点から、会社は設備の減価償却率を計算して生産コストを計算し、最終的に会社の年間純利益を決定する必要があります。しかし、多くの機器は重大な機器の磨耗により放棄されなければならず、多くの場合 3 ～ 5 年間使用されますが、その大部分は無効電力によるものです。高いため、機器の老朽化につながるため、機器の耐用年数を延ばすために補償コンデンサにお金を払う企業が増えています。
第二に、無効電力補償の役割
無効電力補償キャビネットの機能は、無効電力補償を通じて無効電力補償装置に応じて必要な無効電力を供給することです。電力供給環境、グリッド品質の向上。
無効電力補償キャビネットは電力供給において重要な役割を果たします。適切な補償デバイスを使用すると、電力網の損失を軽減できます。逆に、選定や使用方法を誤ると、電源系統、電圧変動、高調波増加など、さまざまな要因が発生する可能性があります。
無効電力補償は、外部電流源を使用して、動作中に負荷によって消費される無効電力を補償します。この電流源を提供するデバイスが無効電力補償デバイスになります。一般的な補償デバイスは並列電力コンデンサです。
1. 電源システムと負荷力率の改善、設備容量の削減、消費電力の削減
2. 電源と装置の動作条件の品質を改善すると、装置が通常の動作条件で動作することが保証され、安全な生産につながります。
3. 電力を節約し、生産コストを削減し、企業の電気料金を削減します。
4. 回線の消費電力を削減し、電力網の送電効率を向上させることができます。
5. 受電端と電力網の電圧を安定させ、電力供給の品質を向上させます。動的無効電力補償 長距離伝送線路の適切な位置における動的無効電力により、伝送システムの安定性が向上し、伝送容量が増加します。
6. 電化鉄道などの不平衡三相負荷の場合、三相の有効負荷と無効負荷は、適切な無効補償によって平衡化することができます。
3. 無効電力補償の原理
容量性電気負荷と誘導性電気負荷を備えたデバイスを同じ回路上に接続すると、容量性負荷がエネルギーを放出するときに誘導性負荷がエネルギーを吸収し、誘導性負荷がエネルギーを放出するときに容量性負荷がエネルギーを吸収し、エネルギーが各機器間で共有されます。 2 つの負荷の間で交換が行われます。このように、誘導性負荷が吸収する無効電力を、容量性負荷が出力する無効電力で補償するのが無効補償の原理です。
実際の電力系統では、負荷の多くは非同期電動機であり、非同期電動機を含むほとんどの電気機器の等価回路は、抵抗rとインダクタンスlが直列に接続された回路とみなすことができ、その力率は
式では
R回路とL回路を並列接続し、コンデンサCに接続すると、下図(a)のような回路になります。この回路の電流方程式は次のとおりです。
下図のフェーザ図より、コンデンサを並列接続すると電圧Uと電流Iの位相差が小さくなる、つまり電源回路の力率が上がることがわかります。このとき、供給電流 I の位相が電圧 U より遅れることを不足補償といいます。
図の並列容量補償無効電力の回路とフェーザ図
(a) 回路。
(b) フェーザ図 (不足補償)。
(c) フェーザ図（過補償）
コンデンサ c の静電容量が大きすぎるため、給電電流 I の位相が電圧 u を超えます。これを過補償と呼びます。そのフェーザ図を図 (c) に示します。通常、望ましくない過補償の状態では変圧器の二次電圧が上昇し、送電線と同様に容量性無効電力によって電力損失が増加します。電源ラインの電圧が上昇すると、コンデンサ自体の電力損失も増加し、温度上昇が大きくなります。、コンデンサの寿命に影響します。
4. なぜ無効電力補償を増やす必要があるのですか?また、無効電力補償はどのような効果をもたらしますか?
電力網のある点で無効電力補償量が増加し、その点から電源までのすべての接続線および変圧器の無効電力潮流が減少し、この点に接続される電力損失が減少し、省電力化と電力品質の向上。
無効電力補償には、無効な経済的等価物に対する一元的な補償が必要です。補正ポイントと補正容量を選択します。お客様は電力を利用して、力率改善の原理に基づいた無効電力補償を行うことができます。補償分配では、まず、無効な長距離伝送を無効にするための電圧調整の要件を考慮します。補償 機器の構成は、無効な負荷があることを認識するために「レベル補償、ローカルバランス」の原則に従って計画されます。
無効電力補償は、変圧器の二次電圧が増加し、電力線の無効電力伝送容量も電力損失を増加させるため、通常、過剰補償は望ましくありません。つまり、電源装置が無効電力を反転します。グリッド。この状況は主に電力網の無効電力によって引き起こされます。過剰による過電圧は系統に過電圧損傷を引き起こす可能性があるため、無効電力を吸収するリアクトルを設置する必要があります。電力系統では、不平衡が発生すると系統の電圧が低下し、深刻な場合には機器が損傷し、系統が停止することがあります。同時に、ネットワークの力率や電圧の低下により、電気機器が十分に活用できなくなり、ネットワークの送電容量が低下し、損失が増加します。したがって、動作電圧の品質を向上させ、力率を改善し、システム損失を低減し、電源システムの効率を向上させることは、実用上非常に重要です。
投稿時刻: 2023 年 4 月 13 日