Коефіцієнт потужності. Що це і як це виміряти?

Ми деномінуємо Коефіцієнт потужності до коефіцієнта між активної потужності та видима сила, що збігається з косинусом кута між напругою та струмом, коли форма хвилі є чисто синусоїдальним тощо.

коефіцієнт потужності

Отже коефіцієнт потужності слід обробляти відповідно до Косинус Фі але це не те саме.

Доцільно, щоб у електроустановка коефіцієнт потужності високий, і деяким компаніям, що обслуговують електроенергію, потрібні значення 0,8 і більше.

Або це просто назва, дана коефіцієнт активної потужності використовується в ланцюзі, вираженому у ватах або кіловатах (кВт), при видима сила що отримується з лінії електропередач, виражається у вольт-амперах або кіловольт-амперах (КВА).

промислові навантаження за своєю електричною природою вони є реактивний характер головним чином завдяки наявності холодильного обладнання, двигунів тощо.

Схід реактивний характер вимагає, щоб разом із споживанням активної потужності (КВт) додавались витрати так званої реактивної потужності (КВАР), які разом визначають оперативна поведінка зазначеного обладнання та двигунів.

Це реактивної потужності традиційно постачається компанією електроенергетичні компанії, хоча його можуть постачати самі галузі.

При постачанні електроенергетичними компаніями він повинен вироблятися і транспортується мережами, спричиняючи інвестиційні потреби в Росії більші потужності обладнання та мережі передачі та розподілу.

Все це промислові навантаження необхідність реактивні струми для вашої операції.

Зміст

Чому існує низький коефіцієнт потужності?

реактивної потужності, яка не дає а безпосередня фізична праця обладнання, необхідно виготовити електромагнітний потік що вводить в експлуатацію такі елементи, як: двигуни, трансформатори, люмінесцентні лампи, холодильне обладнання та ін.

Коли кількість цього обладнання помітна, вимоги до реактивної потужності також стають значними, що спричиняє надмірне зменшення коефіцієнт потужності.

A високе споживання з реактивної енергії це може відбуватися в основному як наслідок:

  • Велика кількість двигунів.
  • Наявність холодильного та кондиціонуючого обладнання.
  • Недостатнє використання встановленої потужності в електромеханічному обладнанні через погане планування та експлуатацію електричної системи галузі.
  • Поганий фізичний стан електричної мережі та промислового обладнання.
  • Чисто резистивні навантаження, такі як освітлення лампами розжарювання, нагрівальні резистори тощо. не викликають такого типу проблем, оскільки їм не потрібен реактивний струм.

Чому підтримувати низький коефіцієнт потужності шкідливо і дорого?

Той факт, що існує низький коефіцієнт потужності у вашій галузі створює такі недоліки:

Абоненту

  • Збільшення інтенсивності струму.
  • Втрати в провідниках та сильні перепади напруги.
  • Збільшення потужності установок, трансформаторів, скорочення терміну їх служби та зменшення рушійної здатності водіїв.
  • Температура провідників зростає, а це зменшує термін служби їх ізоляції.
  • Збільшення рахунків за електроенергію.

Компанії з розподілу енергії

  • Більші інвестиції у виробниче обладнання, оскільки його потужність у КВА повинна бути більшою, щоб мати можливість доставити цю додаткову реактивну енергію.
  • Більша потужність ліній передачі та розподілу, а також трансформаторів для транспортування та перетворення цієї реактивної енергії.
  • Падіння високої напруги та регулювання низької напруги, що може вплинути на стабільність електричної мережі.

Один із способів електроенергетичні компанії на національному та міжнародному рівнях промисловість замислюється над зручністю їх виробництва або контролю споживання реактивної потужності пройшов через плата за попит. Тобто, стягувати плату за вас поставляється потужність в КВА. Фактор, що включає споживання КВАР, що поставляються в галузь.

Як я можу покращити коефіцієнт потужності?

Поліпшити коефіцієнт потужності Це практично і економічно завдяки установці статичні електричні конденсатори, або використовуючи синхронні двигуни доступні в галузі, дещо менш економічні, якщо вони відсутні.

Далі ми спробуємо пояснити просто і без складні рівняння ніяких термінів, принцип як покращується коефіцієнт потужності:

Споживання кВт та КВАР (КВА) у промисловості залишаються незмінними до і після реактивної компенсації (встановлення конденсаторів), різниця полягає в тому, що на початку КВАР, який вимагав цей завод, повинен бути виробляється, транспортується та доставляється від компанія з розподілу електроенергії, який, як зазначалося вище, виробляє негативні наслідки.

Але це реактивної потужності може генеруватися та доставлятися економічно, кожна з галузей які цього вимагають, через конденсаторні батареї я синхронні двигуни, уникати електророзподільної компанії, виробляти її, транспортувати та розподіляти через її мережі.

Подивимось приклад:

A конденсатор встановлений в тій же схемі a асинхронний двигун має як здійснити обмін реактивний струм між ними. свинцевий струм зберігається конденсатором, тоді він подає струм відставання вимагає асинхронний двигун.

В асинхронний двигун без корекції коефіцієнта потужності двигун витрачає лише 80 ампер Навантаження.

Але струм намагнічування необхідна для двигуна 60 ампер, отже ланцюг живлення повинен їздити: 100 ампер (80 + 60).

Автор лінія електропередач робочий струм протікає разом з непридатний струм або струм намагнічування.

Після встановити конденсатор на двигуні назустріч потреби в намагнічування того ж, ланцюг живлення повинен проводити і подавати лише 80 ампер для двигун виконує ту саму роботу.

Оскільки конденсатор відповідає за видачу решти 60 ампер. ланцюг живлення тепер проводить лише робочий струм.

Це дозволяє підключити a електрообладнання додаткові в той же ланцюг і зменшує витрати на споживання енергії як наслідок збереження a низький коефіцієнт потужності.

Приклад застосування для визначення ємнісної реактивної потужності, необхідної для корекції коефіцієнта потужності:

(Джерело: Електричні установки, том I, Альберт Ф. Шпітта - Гюнтер Г. Сейп)

Якщо ви хочете досягти певного значення коефіцієнт потужності cos fi2 в установці, чинний коефіцієнт потужності cos fi1 якої невідомий, це визначається за допомогою a лічильник активної енергії, амперметр і вольтметр.

  • P: Активна потужність, в кВт
  • S1: Очевидна потужність, в кВА
  • Qc: Потужність конденсатора, в кВАр
  • U: Напруга, в V
  • I: Інтенсивність струму, в А
  • n: Кількість обертів диска лічильника за хв.
  • c: Константа лічильника (вказана на заводській табличці лічильника як швидкість обертання на кВт-год).
  • cos fi1: Реальний коефіцієнт потужності
  • cos fi2: Покращений коефіцієнт потужності
  • Виміряні значення: U = 380В; I = 170А.
  • Значення, зазначені лічильником: n = 38r/хв; c = 30 Од/кВт-год.

коефіцієнт потужності Існуючий cos fi1 повинен компенсуватися, поки він не досягне значення cos fi2 = 0,9.
Активна потужність: P = n.60/c = (38 об/хв. 60)/(30 U/кВт-год) = 76 кВт
Явна потужність: S1 = (U.I.1.73)/1000 = (380В. 170A. 1,73)/1000 = 112 кВА
Існуючий коефіцієнт потужності: cos fi1 = P/S1 = 76 кВт/112 кВА = 0,68

Оскільки cos fi = P/S і tan fi = Q/P; і кожному куту fi відповідає визначене значення дотичної та косинуса, отримується реактивна потужність:
до компенсації Q1 = P.tan fi1;
а після компенсації Q2 = P.tan fi2;
в результаті відповідно до тригонометричних функцій:
З cos fi1 = 0,68 випливає, що fi1 = 1,08 і
З cos fi2 = 0,9 випливає, що fi2 = 0,48
Отже, потужність конденсатора:
Qc = P. (tan fi1 - tan fi2) = 76 кВт (1,08 - 0,48) = 45,6 кВАр

Інший спосіб

Аналізуючи відповідну таблицю, приходимо до того ж результату наступним чином:

Він вказує на значення tan fi1 - tan fi2 .
У цьому прикладі це дає для значення cos fi1 = 0,68 і бажаного значення cos fi2 = 0,9; коефіцієнт F = 0,595 кВар/кВт.
У такому випадку необхідна потужність конденсатора:
Qc = P.F = 76 кВт. 0,595 (кВАр/кВт) = 45,6 кВАр
Вибирається конденсатор безпосередньо більшої величини, в даному випадку 50 кВАр.

Як виміряти потужність та коефіцієнт потужності за допомогою амперметра

Схід метод дуже практичний тому що іноді у нас немає під рукою ватметра або ми не можемо його придбати через високу вартість.

Ну ось практичний метод в якому вам лише потрібно опір (це може бути такий, як у грилів), a амперметр або a вольтметр і застосувати деякі математичні формули (закон синусів і косинусів)

Процедура:

  1. Підключіть опір паралельно навантаженню, яким потрібно виміряти коефіцієнт потужності.
  2. Запишіть середньоквадратичні значення струму, що подається джерелом, струму через резистор і струму через навантаження.!
  3. Тепер розв’яжіть свою задачу як векторний аналіз та застосовуючи закони Кірхоффа, припускаючи, що кут напруги дорівнює нулю, і обчисліть кут.

Як ви вже знаєте величини IL, IT, IR
Обчисліть кут b, отже q = 180 - b
Коефіцієнт потужності = Cos (180 - b)
Вати = P VI Cos (180 - b)

Як виміряти потужність та коефіцієнт потужності за допомогою вольтметра

Цей метод схожий на той, що розглядався вище, але зараз з вольтметром і a послідовний ланцюг і припускаючи, що сила струму має кут нуля.
Коефіцієнт потужності = Cos (180-b)
Вт = P = VI Cos (180-b)

Як визначити кількість необхідних конденсаторів?

Вимірювання активної та реактивної енергії споживаних існуючими об'єктами, ви можете розрахувати необхідна потужність (KVAR), який повинен бути конденсатори для досягнення бажана компенсація.

Однак рекомендується встановлювати енергетичні реєстратори протягом часу, необхідного для покриття (вимірювання) щонайменше повний цикл галузі, включаючи її періоди відпочинку.

Зазвичай рекомендується виконувати трифазні регістри де це контролюється для кожної фази та для всього заводу:

  • Активна потужність (кВт)
  • Реактивний (КВАР) і,
  • Напруга та енергія (кВт-год).

Значення струму, видимої потужності (KVA) та коефіцієнта потужності (FP) обчислюється проте з попередніх показань, якщо запис має достатня місткість також можна прочитати.

інтервали вимірювання Рекомендований діапазон - від кожних 5 до кожних 15 хвилин максимум. Звичайно, щоб коротші інтервали вимірювання, ми будемо мати вища точність посилаючись на крива реальної галузі, однак це буде залежати від ємність реєстратора використовувана та тип компанії, яку потрібно зареєструвати.

Ті компанії, де їх цикли зарядки змінюються повільно, інтервал вимірювання.

Таким чином, a крива повного навантаження, який покаже максимально можлива потужність встановлювати без ризику потрапляння реактивна надмірна компенсація.

Крім того, важливо фіксувати за допомогою вимірювань ступінь гармонічні спотворення існуючі; щоб уникнути можливості резонансу між ними та конденсаторні батареї встановити .

Де встановити конденсатори?

Для встановлення конденсаторів слід враховувати різні фактори, що впливають на їх розташування, такі як:

  • Варіація та розподіл навантажень,
  • Коефіцієнт навантаження,
  • Тип двигунів,
  • Рівномірність розподілу навантаження,
  • Схема і довжина схем і,
  • Характер напруги.

Ви можете зробити a корекція групи навантаження підключення трансформаторів первинні та вторинні заводу, наприклад, в головному розподільчому пристрої або в шинопроводі управління двигуном.

Групове або індивідуальне виправлення

групова корекція необхідні, коли навантаження різко змінюються між живильниками та коли напруги двигуна низькі, наприклад 230 В.

Коли потоки потужності часто змінюються між різними майданчиками рослин і індивідуальні навантаження, це стає необхідним внести виправлення спочатку в частині рослини, перевірити отримані умови, а потім компенсувати в іншому.

Однак вигідніше використовувати a груповий конденсатор розташовані на максимально рівному відстані від навантажень. Це дозволяє відключення деталі конденсатори відповідно до конкретних умов змінні навантаження.

Коли довжина годівниць є значним, встановлення окремі конденсатори до моторів, звичайно, вони знадобляться різні конденсатори різної потужності, що призводить до вищих витрат.

Однак економічна вигода отримані за допомогою індивідуальна компенсація. Враховуючи, що вартість конденсаторів для низьких напруг це більш ніж удвічі більше, ніж високих напруг.

Отже, коли напруга в ланцюгах двигуна становить 230 В, це так більш економічний використовувати a групова установка якщо це можна здійснити на первинному пристрої при 2400 або 4160 В.

Ми також повинні врахувати, що, коли конденсатори встановлюються до головний банк трансформатора, вони не приносять користі, і їх навантаження на КВА не зменшується. Це є вагомою причиною використовувати конденсатори 230 В, незважаючи на їх висока ціна.

Ізольовані виправлення

Ізольована корекція Коефіцієнт потужності треба зробити підключення конденсаторів якомога ближче до вантажу або фідерні клеми.

Ви мусите це пам’ятати корекція здійснюється лише з точки, що розглядається до джерело живлення а не у зворотному напрямку.

встановлені конденсатори близькі вантажі можуть автоматично перестати працювати, коли звинувачення припиняються, збільшити напругу і, отже, продуктивність двигуна.