Изчисляване на фактора на мощността

Коефициентът на мощност е значимият фактор за оценка на ефективността на използването на електроенергия в мрежа на електроенергийната система. Ако коефициентът на мощност е добър или висок (единство), тогава можем да кажем, че по-ефективно електрическата енергия се използва в енергийната система. Тъй като коефициентът на мощност е нисък или намалява, ефективността на използването на електрическа енергия намалява в енергийната система. Лошият фактор на мощността или намаляването на фактора на мощността се дължи на различни причини. Така че, за подобряване на фактора на мощността има различни техники за корекция на фактора на мощността. Корекцията на фактора на мощността с помощта на кондензатори за корекция на фактора на мощността е най-добрият и ефективен метод от различни методи за корекция на фактора на мощността. Но преди всичко трябва да знаем какво е фактор на мощността, изчисляване на фактора на мощността и корекция на фактора на мощността.

Какво е фактор на мощността?

Коефициентът на мощност може да се опише с различни термини, като това може да се нарече като съотношение между активна мощност и привидна мощност, може да се определи като косинус на ъгъла между напрежението и тока. Косинусът на ъгъла между напрежение и ток се разглежда (не синус или тангенс или котангенс ъгъл), тъй като се разглежда фазовата диаграма на напрежението или тока от триъгълника на мощността.

Изчисляване на фактора на мощността

Обсъдихме, че ефективността на енергийната система зависи от фактора на мощността и за подобряване на ефективното използване на мощност в енергийна система коефициентът на мощност трябва да се подобри. Но преди това трябва да знаем коефициента на мощност на енергийната система, т.е. трябва да знаем изчислението на фактора на мощността. Изчисляването на коефициента на мощност може да бъде получено чрез използване на ъгъла между захранващото напрежение и тока на натоварване, както е показано на фигурата.

Ъгъл между захранващото напрежение и тока на натоварване

Коефициентът на мощност винаги е в затворен интервал от -1 до +1. Изчисляването на фактора на мощността може да се направи с помощта на триъгълник на мощността, косинусът на ъгъла между активната мощност и привидната мощност се счита за фактор на мощността и е същият като ъгъла между захранващо напрежение и ток на натоварване.

Ъгъл между активна мощност и привидна мощност

Така че, ако ъгълът между захранващото напрежение и тока на натоварване или ъгълът между активната и привидната мощност намалява, тогава косинусът на този ъгъл се увеличава, което прави фактора на мощността почти един. Това показва ефективността на използването на електрическа енергия в енергийната система. Всъщност единичният коефициент на мощност практически не е възможен поради капацитивните и индуктивните натоварвания, които причиняват водещи или изоставащи. По този начин, за подобряване на фактора на мощността, за да се използва електрическа сила ефективно, има различни техники за корекция на фактора на мощността.

По-рано в тази статия обсъдихме, че изчисляването на коефициента на мощност може да се направи с помощта на ъгъла между захранващото напрежение и тока на натоварване или ъгъла между активната мощност и привидната мощност. Ако разгледаме уравнението на мощността, тогава изчисляването на фактора на мощността може да се направи, както следва.

В следващите уравнения S-привидна мощност, Q-реактивна мощност и P-активна мощност. Силовият триъгълник, образуван от тези степени, е показан на фигурата.

Фактор на мощността и триъгълник на мощността

Реалната мощност, която се използва за подаване на товари, се нарича активна мощност (P) и се дава като

Активна мощност

Привидната мощност (S) е моментна величина, осцилираща мощност, измерена във VA или KVA и може да бъде изразена, както следва

Привидна мощност

Реактивната мощност и съхранена енергия в енергийната система са пропорционални един на друг и се измерва във VAR или KVAR. Сега изчисляването на коефициента на мощност може да бъде изразено като

Фактор на мощността

Коефициентът на мощност (PF) се нарича още коефициент на мощност на изместване (DPF).

Изчислението на коефициента на еднофазна мощност и изчисляването на трифазния коефициент на мощност може да бъде дадено, както е показано по-долу, което се изважда от уравненията за изчисляване на еднофазната и трифазната мощност.

Еднофазният коефициент на мощност е даден като

Изчисляване на еднофазен фактор на мощността

Където мощност-kW, напрежение-волта и ток-ампери.

Три коефициента на мощност, получен от трифазно изчисляване на мощността

Трифазно изчисляване на фактора на мощността (напрежение между линиите)

Където мощност-kW, напрежение-напрежение между линията и ток-ампери.

Трифазно изчисляване на фактора на мощността (линия към неутрално напрежение)

Където мощност-kW, напрежение-напрежение между линията и ток-ампери.

Корекция на фактора на мощността

След изчисляването на коефициента на мощност, ако е добро, се казва, че електрическата мощност се използва ефективно в енергийната система. Но ако изчисляването на фактора на мощността дава лош фактор на мощността, тогава корекцията на фактора на мощността е необходима за подобряване на ефективността на системата. Има различни причини като индуктивни натоварвания (индукционни генератори, асинхронни двигатели, разрядни лампи с висока интензивност и т.н.), поради което се влияе на фактора на мощността.

Така че, корекцията на фактора на мощността ще подобри нивата на напрежение в енергийната система, намалява загубите, което ще увеличи капацитета на системата, елиминира наказанието за фактора на мощността, намалява търсенето на пикова активна мощност, като по този начин намалява таксите за комунални услуги. Съществуват различни методи за корекция на фактора на мощността (намаляване на ъгъла между захранващото напрежение и тока на натоварване, като по този начин се увеличава стойността на фактора на мощността към единица) като корекция на фактора на мощността с помощта на кондензатори за корекция на фактора на мощността, синхронно, филтриране и корекция на фактора на мощността на усилване.

Подобряване на фактора на мощността с помощта на кондензатори за корекция на фактора на мощността

Кондензатори за корекция на фактора на мощността

Факторът на мощността може да бъде подобрен с помощта на кондензатори за корекция на фактора на мощността, като се използва свойството на кондензаторите, т.е. водещ фактор на мощността, който може да намали ефекта върху фактора на мощността чрез индуктивни товари. Тъй като индуктивното съпротивление на индуктивния товар може да бъде отменено с помощта на капацитивното съпротивление на кондензаторите за корекция на фактора на мощността. Съществуват различни видове кондензатори за корекция на фактора на мощността като кондензатори за корекция на фактора на мощността, кондензатори за корекция на фактор на мощността и кондензатори за автоматична корекция на фактора на мощността, които обикновено се използват за корекция на фактора на мощността.

В тази статия обсъдихме изчисляването на коефициента на мощност, но знаете ли как да изчислите съпротивлението с помощта цветен код на резистор ? Знаете ли за онлайн резисторен калкулатор и калкулатор на закона на Ом?