Como determinar a economia de energia elétrica enquanto aumenta o fator de potência

Uma área importante em economizando energia e seu uso racional é aumentar fator de potência (cos f).

Fator de potência — Um valor que indica quanto da potência aparente consumida está ativa. Para a mesma potência sendo usada, uma carga com baixo fator de potência consome mais corrente, resultando em aumento de carga nas linhas de energia e transformadores. Isso leva a uma diminuição da potência de trabalho do transformador, do gerador e aumenta as perdas de eletricidade nas redes. Assim, na redução fator de potência de um a 0,5, as perdas de energia quadruplicam.

Para determinar o fator de potência médio ponderado por hora, dia, mês ou ano, você pode usar a fórmula:

onde Wa e Wp são ativos e potência reativa por um determinado período de tempo.

O aumento do fator de potência na empresa é obtido de duas maneiras:

• sem instalar dispositivos de compensação;
• com a instalação de dispositivos de compensação.

Os principais consumidores de eletricidade nas empresas são motores elétricos assíncronos e transformadores. O valor do fator de potência em motores e transformadores assíncronos depende do grau de carga. Em marcha lenta, o fator de potência do motor de indução é 0,1 — 0,25; transformador 0,1 — 0,2. Portanto, para aumentar o fator de potência, é necessário:

• garantir plena carga de motores elétricos e transformadores;
• eliminação da marcha lenta; substituir motores e transformadores elétricos subcarregados, cuja carga média não exceda 30%;
• fazer reparos de alta qualidade de motores elétricos. É de grande importância manter o entreferro e os dados calculados durante o rebobinamento dentro da norma; instale motores síncronos sempre que possível.

Depois de tomar medidas para aumentar o fator de potência naturalmente, você pode aumentá-lo ainda mais para o valor necessário com capacitores centésimos.

Capacitores estáticos podem ser instalados para remuneração individual, grupal ou centralizada.

Com um receptor elétrico suficientemente potente, você pode instalar capacitores estáticos diretamente do usuário.

Neste caso, toda a rede de abastecimento e distribuição fica completamente descarregada da energia reativa. Mas, na maioria dos casos, a empresa tem muitos usuários de baixo consumo. Recomenda-se que estabeleçam remuneração em grupo ou centralizada.A compensação centralizada permite aproveitar ao máximo a capacidade instalada do capacitor, mas quando são instalados no lado de baixa, apenas as linhas de alta tensão e os transformadores são liberados da energia reativa, não sendo toda a rede da usina descarregado.

Os capacitores são instalados em gabinetes ou salas especiais com resistências de vazamento.

Em instalações até 1000 V, é recomendável instalar resistores de descarga com corte automático quando os capacitores são desligados.

O consumo de energia dos dispositivos de compensação é determinado pela fórmula:

onde Psr — potência ativa média anual, kW; tg ф1 — tangente de um ângulo correspondente à média ponderada Cos ph1 existente na empresa; tg ф2 — tangente do ângulo correspondente à média ponderada Cos ф2 do valor requerido.

O valor da resistência de descarga é determinado pela fórmula:

onde Uf é a tensão de fase da rede, kV; S — bateria de capacidade de capacitores, kvar.

A economia de energia do aumento do fator de potência do natural de forma direta de Cos f1 para Cos f2 é determinada pela fórmula:

onde Wa é o consumo anual de energia ativa, kWh.

Ao instalar dispositivos compensatórios, a economia de energia elétrica é determinada pela fórmula:

onde Qku — reativo compensa a potência do aparelho, kvar; Ke-equivalente econômico igual a 0,1 kW / kvar; Ru.k. — consumo específico de potência ativa para compensação, kW / kvar; t é o número de horas de operação do dispositivo de compensação por ano, h.

Economizando energia elétrica ao automatizar o acendimento e apagamento de lâmpadas de descarga de gás, a potência total (P2) da bateria de capacitores estáticos de 0,4 kV para eliminar a queima das lâmpadas ao ligar a bateria de capacitores é determinada pela fórmula:

onde t é o tempo de operação do dispositivo de compensação, h; P2 é a potência total das lâmpadas de descarga de gás, kW.