Cos фи коэффициент мощности: Описание параметра «Компенсация (cos ϕ)»

Содержание

Описание параметра "Компенсация (cos ϕ)"

Коэффициент мощности (cos φ) — физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой электрического тока. Коэффициент мощности характеризует приёмник электроэнергии переменного тока, а именно — степень линейности нагрузки. Равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы. Полная мощность — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей (в случае синусоидальных тока и напряжения). В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения в цепи. Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощностей. В качестве единицы измерения полной мощности принято использовать вольт-ампер (ВА) вместо ватта (Вт).

Коэффициент мощности математически можно интерпретировать как косинус угла между векторами тока и напряжения. Поэтому в случае синусоидальных напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла, на который отстают соответствующие фазы.

Коэффициент мощности позволяет судить о нелинейных искажениях, вносимых нагрузкой в электросеть. Чем он меньше, тем больше вносится нелинейных искажений. Кроме того, при одной и той же активной мощности нагрузки мощность, бесполезно рассеиваемая на проводах, обратно пропорциональна квадрату коэффициента мощности. Таким образом, чем меньше коэффициент мощности, тем ниже качество потребления электроэнергии. Для повышения качества электропотребления применяются различные способы коррекции коэффициента мощности, т. е. его повышения до значения, близкого к единице.

Значение коэффициента мощности Высокое Хорошее Удовлетворительное Низкое Неудовлетворительное
cos φ 0,95. ..1 0,8...0,95 0,65...0,8 0,5...0,65 0...0,5

Коэффициент мощности - Power Factor

Коэффициент мощности может быть представлен, как отношение величины активной мощности к величине полной мощности. При этом активная мощность — это мощность, которую потребляет подключенная нагрузка (может быть измерена ваттметром), а полная мощность определяется непосредственно произведением значений (действующих) входного напряжения и тока, а выражается в вольт-амперах (ВА).

 

Величина коэффициента мощности рассчитывается по следующей формуле:
PF = PO / S,
где PF — коэффициент мощности, PO — активная мощность, которую потребляет нагрузка, S — значение полной мощности, как произведение значений (действующих) входного напряжения и входного тока.


Рассмотрим более детально каждую из данных величин. В системе с исключительно активной нагрузкой входной ток и входное напряжение находятся в фазе между собой и с нагрузкой, и произведение входного напряжения и входного тока равно мощности, выделяемой в нагрузке. Иными словами, активная мощность эквивалентна полной мощности, соответственно величина коэффициента мощности равна 1. В системе с исключительно реактивной нагрузкой, не потребляющей никакой мощности рассчитанная величина коэффициента мощности равна нулю. Однако ни одна система не обладает только реактивным или только активным сопротивлением нагрузки, практически всегда присутствует реактивная и активная составляющие подключенного нагрузочного сопротивления, и вектор входного тока и вектор входного напряжения по фазе не совпадают с выходными. Другими словами, активная мощность всегда без исключений меньше полной мощности, а рассчитанное величина коэффициента мощности меньше 1.В электротехнике различают опережающий и отстающий коэффициенты мощности. Когда нагрузка в большей степени емкостная, вектор тока является опережающим по фазе по отношению к вектору напряжения и система имеет опережающий коэффициент мощности.

При большей индуктивной составляющей нагрузки вектор тока отстает от вектора напряжения по фазе, и система имеет отстающий коэффициент мощности. В большинстве отраслей промышленности нагрузка индуктивная, потому что состоит из обмоток трансформаторов и электродвигателей.


В англоязычной терминологии коэффициент мощности соответствует термину "power factor" и выражается аббревиатурой PF. В русскоязычной литературе косинус сдвига фазы вектора тока относительно вектора напряжения обычно называют "косинус фи" (cos φ), однако это не совсем точно в виду того, что физический смысл этой величины лучше отражается словами "коэффициент нагрузки", поскольку он характеризует лишь непосредственно угол рассогласования векторов напряжения и тока.


Примеры работ
Услуги
Контакты

Время выполнения запроса: 0,0107579231262 секунд.

Как правильно подобрать мощность вашего ИБП. Разбираем на примере Eaton

Надёжная защита компьютеров, работоспособность и долгий срок службы источников бесперебойного питания (ИБП) зависят от правильно подобранной мощности ИБП по отношению к нагрузке. В этом посте мы рассмотрим простые правила подбора ИБП по мощности — они помогут и сэкономить бюджет, и остаться уверенным, что эти устройства обеспечат защиту в случае внезапного сбоя или отключения электроснабжения.

Расчёт нагрузки при выборе мощности ИБП


При подборе ИБП оперируют тремя величинами:
  1. мощность нагрузки,
  2. номинальная мощность ИБП,
  3. требуемое время автономной работы ИБП от батареи.

Это основные параметры, но есть ещё нюансы, и об этом мы тоже расскажем ниже.

С определением

мощности нагрузки всё относительно просто — суммируется мощность всех устройств, которые планируется подсоединить к одному ИБП (обычно это группа устройств, расположенных рядом друг с другом). Затем полученные цифры суммируются по всем ИБП, обслуживающих такие группы устройств. Мощность, потребляемую мониторами, принтером, колонками, роутером, внешним дисководом и т. д., можно найти на этикетках устройств. Для ПК или сервера берётся мощность указанная на блоке питания.

Знатоки скажут, что это весьма приблизительный подсчёт нагрузки, поскольку в разных режимах потребляемая мощность каждого устройства может существенно отличаться от той, что указана на этикетках или в спецификациях на блоки питания. Это будет абсолютной правдой, но они же согласятся, что таким образом определяется мощность «по верхнему пределу потребления». Если реальная мощность нагрузки в результате окажется ниже рассчитанной, то ничего плохого не случится.

Дальше идёт первый нюанс — он связан с номинальной мощностью ИБП: обычно она указывается в вольт-амперах (В·А) и выносится в виде цифр в название модели ИБП. Например, модель ИБП Eaton 5P 850 имеет номинальную мощность 850 В·А. При этом мощность нагрузки подсчитывается в ваттах (Вт), так как именно в ваттах маркируются блоки питания компьютеров, мониторов и других ИТ-устройств. Удобные онлайн-калькуляторы пересчёта «В·А в Вт» есть в интернете. Если же вы хотите пересчитать самостоятельно, можно воспользоваться следующей

формулой:

Активная мощность (ватты) = Полная мощность (вольт-амперы) × Коэффициент мощности (Cos φ)

Второй нюанс состоит в том, что неизвестной величиной в этой формуле будет коэффициент мощности (Cos φ). И, кстати, в онлайн-калькуляторе тоже потребуется указать значение этого параметра. Для измерения «косинуса фи» для конкретного устройства существуют специальные приборы, называемые фазометрами. Но в малом бизнесе столь точные расчеты Cos φ обычно никто не проводит. Как правило, пользуются оценочными значениями Cos φ, характерными для данного типа устройств.

Так, для типового ПК эта величина составляет 0,7, и именно с этим коэффициентом указана мощность ИБП в ваттах в каталогах Eaton.

А какой Cos φ у современных серверов, систем хранения данных и сетевого оборудования (коммутаторов, маршрутизаторов и прочего)? В них используются блоки питания с коррекцией коэффициента мощности, поэтому его значение приближается к единице (1,0).

Принято считать, что такое оборудование является нагрузкой с небольшой ёмкостной составляющей, и коэффициент мощности принимают равным 0,95.

Отдельным вопросом является использование таких блоков питания с ИБП – при их использовании требуется выбрать ИБП бОльшей мощности, особенно, если ИБП выдает не чистую синусоиду напряжения на выходе, а меандр.Также могут возникнуть дополнительные требования к ИБП, связанные с принципом работы таких источников. Тема требует отдельной статьи, и таких статей уже написано множество.

Следующий параметр, значение которого следует знать перед выбором мощности ИБП — это желаемое время работы ИБП в режиме «от батарей». В каталоге для каждой модели ИБП приводится оценочное время автономной работы при нагрузке 50% и 70% от номинальной мощности.


Узнать мощность нагрузки можно с помощью самого ИБП. Источник: Eaton

Обычно для корректного завершения работы операционной системы на компьютерах достаточно 5 минут, особенно если автоматизировать этот процесс посредством программного обеспечения мониторинга и управления ИБП — стороннего или от производителя ИБП (например, Eaton Intelligent Power Manager). Однако если требуется значительно большее время на поддержание работы компьютеров, то следует выбирать более мощные модели ИБП или даже докупать и устанавливать дополнительные внешние батареи. Такие внешние батареи доступны для моделей ИБП, работающих в корпоративном секторе.

Давайте выполним пример расчёта мощности ИБП для защиты электропитания двух современных серверов, позиционируемых как «серверы для малого бизнеса» с блоками питания по 200 Вт (то есть общая мощность двух серверов — 400 Вт). Низкая мощность блоков питания объясняется тем, что в таких серверах нет никаких движущихся частей, кроме вентиляторов охлаждения. Дисковая память реализована на SSD и нет CD-дисковода. Да, и ещё предполагается, что мощных видеокарт тоже нет.

При коэффициенте мощности 0,95 и ориентации на 70-процентную нагрузку от номинальной мощности получим, что требуется ИБП не менее, чем на 600 В·А: (400 ÷ 0,95) ÷ 0,7.

Таким требованиям удовлетворит, скажем, ИБП Eaton 5P 650 в корпусе «башня» или «для стойки, 1U». Согласно каталогу, время автономной работы такого источника будет порядка 6 минут. Однако если вы не уверены, что точно знаете коэффициент мощности БП вашего сервера, то лучше ориентироваться на стандартное значение 0,7, а не на близкое к идеальному 0,95. Тогда наш расчёт (400 ÷ 0,7) ÷ 0,7 даст требуемую мощность ИБП 816 В·А. Следовательно, следует выбрать следующую по мощности модель ИБП Eaton 5P 850. Всегда лучше выбирать ИБП с запасом, т.к. время автономной работы в каталогах указано приблизительно и может варьироваться в зависимости от реальной нагрузки, возраста батареи и уровня её заряда, температуры окружающей среды.

Заметим тут же, что ИБП, как и любой компонент системы электропитания (к примеру, трансформатор), должен быть рассчитан на полную мощность нагрузки. Поэтому в нормальном режиме линейно-интерактивный ИБП работает через автотрансформатор и приведенная выше методика справедлива. Но при работе от батареи преобразуется только активная составляющая, поэтому необходимо учитывать номинальную активную мощность ИБП. Для ИБП Eaton 5-й серии это значение обычно подсчитывается как S·0,6 (0,7). Для класса онлайн-ИБП в любом режиме (кроме байпаса) необходимо учитывать и активную мощность, и полную, и разрешенный диапазон коэффициента мощности нагрузки.

Мониторинг и управление шатдауном нагрузок


После того, как расчёты сделаны, ИБП куплен и нагрузка подключена, в процессе эксплуатации желательно контролировать реальный уровень нагрузки. Это можно делать, используя служебный дисплей ИБП или с помощью ПО удалённого мониторинга. На основании этих наблюдений, сделанных при разных режимах работы нагрузок, можно окончательно определить, правильно ли подобрана мощность ИБП для защищаемых устройств.


Скриншот ПО управления ИБП. Источник: Eaton

Для удалённого мониторинга нагрузок Eaton предлагает компаниям фирменное ПО управления системой бесперебойного электроснабжения Intelligent Power Manager (IPM).

Базовая версия на десять ИБП доступна бесплатно, для контроля большего числа источников потребуется платная лицензия. IPM обеспечивает удалённый контроль корпоративной инфраструктуры гарантированного энергоснабжения с любого компьютера с использованием веб-интерфейса. Кроме физических серверов, IPM поддерживает управление питанием виртуальных машин — можно автоматически завершать работу гипервизоров VMware, HyperV, RedHat KVM и Xen.

Коэффициент мощности светодиодного оборудования.

При использовании светодиодного освещения значительно снижается расход электричества, при этом не происходит снижения светового потока. Достигнуть таких показателей можно благодаря уникальным свойствам светового оборудования, а точнее благодаря коэффициенту мощности.

Светодиодное освещение очень популярно из-за низких энергозатрат, в отличии от других ламп. Одним их самых главных параметров являются мощность и коэффициент мощности. Всю эту информацию производители указывают на упаковке. У светодиодов могут быть одинаковые показатели, но разные технические характеристики и, следовательно, качество. Происходит это из-за разных технологий производства и требований. Для того, чтобы подобрать необходимое светодиодное освещение нужно взаимодействовать только с проверенными поставщиками у которых есть сертификаты и лицензии.

Ранее уже говорили, что одним из основных показателей является коэффициент мощности.

Коэффициент мощности –это часть энергии, которая расходуется на полезную работу, вырабатывая свет. Вся оставшаяся часть уходит на холостую мощность, называемую рективной. Обычно она преобразуется в тепло и теряется. Зачастую реактивная мощность доходит до 80-90%. Абсолютную мощность можно посчитать сложив реактивную и активную мощность.

Если объяснять более просто, то это– неизмеримая величина, определяющая разницу затраченной полезной энергии к общей мощности.Раньше не существовало термина импульсное освещение, за значение коэффициента мощности принимали косинус «ФИ». Если он высокий, то увеличивается энергосбережение и снижаются потери. Параметр сдвига значения тока по фазе находится в диапазоне 0-1. Коэффициент со значением 1 считается идеальным.

Чтобы правильно выбрать светодиодное оборудование, без переплаты холостой энергии, надо учитывать коэффициент мощности. Сегодня на рынке множество вариантов с различными характеристиками и ценами.

Значение коэффициента мощности Высокое Хорошее Удовлетворительное Низкое Плохое
cos φ 0,95..1 0,8..0,95 0,65..0,8 0,5..0,65 0..0,5

Итак, мы выяснили, что высокий коэффициент мощности делает светильник более функциональным. Если, например, взять ДРД лампы, то косинус «ФИ» представлен значением 0,5, это говорит о том, что до 50% тратится просто так. Самый высокий показатель у светодиодных светильников. От 0,9 до 1.
Применение светодиодного оборудования с высокими значениями позволит:

• Значительно снизить энергопотребление
• Уменьшить нагрузку
• Поднять качество

Бывает и так, что коэффициент мощности понижен, но есть возможность его увеличить. Корректирование необходимо для распределения равномерной нагрузки и снижения возможности перепадов напряжения. Для этого необходимо установить дополнительные устройства – реактивный элемент или дроссель.
Такую работу лучше доверить профессионалам, которые учтут все нюансы. В случае если светодиодное оборудование не подходит под стандарты и технические нормы – это может повлиять на качество освещения. Есть еще один элемент в светодиодном оборудовании от которого зависит эффективность освещения – это драйвер. Параметры драйвера влияют на коэффициент мощности и производительность оборудования в целом.
Светодиодное оборудование по стоимости превосходит обычные лампы, но зато быстро окупается благодаря максимальному энергосбережению, качеству и долгим сроком службы.

• Коэффициент мощности в светодиодах находится в диапазоне 0,8-1
• Средний срок службы составляет около 90000 часов

«КОСИНУС ФИ» ИЛИ ЕЩЕ ОДНА СТОРОНА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ

Эффективность индукционных нагревателей непосредственно связана с понятием «косинуса фи».

Разберемся с этим понятием и поймем, почему «косинус фи» близкий к 1, – это очень важно для оценки эффективности индукционных нагревателей. Сos φ — это отношение активной мощности к полной.

Сos φ это коэффициент и является относительной величиной. Он может варьироваться от 0 до 1. И чем ближе к 1, тем лучше. Также этот коэффициент называется «коэффициентом мощности».

Эффективность индукционных нагревателей непосредственно связана с понятием «косинуса фи».

Разберемся с этим понятием и поймем, почему «косинус фи» близкий к 1, – это очень важно для оценки эффективности индукционных нагревателей. Сos φ — это отношение активной мощности к полной.

Сos φ это коэффициент и является относительной величиной. Он может варьироваться от 0 до 1. И чем ближе к 1, тем лучше. Также этот коэффициент называется «коэффициентом мощности».

Любой прибор, имеющий в своем составе электрические элементы, создает электромагнитное поле, а для трансформатора или индукционного нагревателя, электромагнитное поле – это то, ради чего и создается прибор, так как если он не будет генерировать магнитное поле, он не будет работать. Возьмем, к примеру, индукционный электронагреватель мощностью 100 кВт. С точки зрения владельца это нагреватель, который потребляет электроэнергию и производит тепло. А с точки зрения поставщика электроэнергии, это нагрузка, то есть потребитель мощностью 102 кВА. Что за разница в показаниях? И почему одна мощность измеряется в кВт, а другая – в кВА?

Дело в том, что в сети переменного тока различают активную, реактивную и полную мощность. Собственно говоря, полная мощность и состоит из двух составляющих – активной и реактивной мощности. Активная мощность – это та самая мощность, потребляя которую, электронагреватель и вырабатывает тепловую энергию, она-то и измеряется в кВт. и для нагревателя составляет 100 кВт. Но какая-то часть мощности тратится не на нагрев, а на поддержание работы самого нагревателя. В случае с индукционным нагревателем – на создание и поддержание магнитного поля, без которого он бы не работал вообще. Эта мощность и является «реактивной мощностью». В данном случае, «реактивный» — значит направленный в противоположном от движения электротока направлении. Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (Вар, кВАр), а общая мощность измеряется в кВА. Коэффициент мощности, он же Сos φ — это отношение активной мощности к полной. Физически он показывает, какая часть полной мощности идет на совершение полезной работы (в нашем случае – на преобразование в тепло), а какая – на поддержание работоспособности самого устройства. Если наш нагреватель обладает коэффициентом мощности 0,985, значит 98,5% мощности идет на нагрев и только 1,5% преобразуется в реактивную мощность. Так и получается, что 102 кВА х 0,985 = 100 кВт.

Реактивная мощность сама по себе не совершает полезную работу, хотя является необходимой составляющей для ее осуществления. Реактивная мощность возвращается обратно в электросеть. Реактивная мощность и энергия снижают показатели эффективности энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива, растут потери в подводящих сетях и приемниках, увеличивается падение напряжения в сетях. Но и для потребителя это важно, поскольку, чем меньше реактивной мощности выдает его оборудование, тем меньше нагрузка на понижающие силовые трансформаторы, меньше нагрузка на провода и возможность использования кабелей меньшего сечения, избежание штрафов за низкий Сos φ, и в целом снижение потребления электроэнергии.

Значение коэффициента мощности выше 0,9 говорит о высокой эффективность индукционных нагревателей.

Косинус фи

Косинус фи или другими словами Коэффициент мощности обозначается как - cos ϕ. Он показывает как переменный ток, проходя через определенные нагрузки, изменяется по фазе в отличие от начального напряжения. Коэффициент мощности = cos данного сдвига. Другими словами можно сказать - это cos угла между фазами тока и напряжения.

Так если к розетке в 220 В, подключить ток, который больше или меньше требуемой нагрузки. Получим повышенную мощность на внутреннем сопротивлении. То есть при использовании нестабильного напряжения электростанции, нужно больше затрат энергии. Излишек энергии сопровождается нагревом проводов.

Нагрузка имеет активную и реактивную составляющие. Активная тратится на совершаемую работу. Полная мощность включает в себя реактивную и активную нагрузку. Она равняется квадратному корню от слагаемых активной и реактивной мощности. Измеряется в Вольт-амтерах.

При активной нагрузке фазы тока и напряжения равны, а между фазами равняется нулю. Нам известно что cos 0 = 1. Следовательно, косинус фи = 1 либо 100 процентам.
В математике косинус фи можно обозначить как cos-угла, находящегося между векторов напряжения и тока. Из-за этого в sin напряжении и токе, совпадает косинус фи и cos-угла, отстающих фаз.

При использовании второй составляющей, а именно реактивной, бывает в некоторых случаях, указываются характерные названия нагрузок. Они бывают индуктивно- активные, а так же активно - емкостные. А коэффициент мощности называется, либо отстающий либо опережающий.
Когда напряжение синусоидальное, а ток наоборот нет и если отсутствует реактивная составляющая, косинус фи равняется доле гармоники тока в полной мощности, который равняется искажению тока.

Данный коэффициент, следует брать во внимание при создании электросети. Если он будет ниже чем требуется, это приведет к дополнительным потерям энергии. Так же если данный коэффициент рассчитать не верно , это приведет к излишнему употреблению энергии. Для того что бы этого не происходило, нужно воспользоваться в расчетах следующими формулами:


На деле получается что при включении в сеть без нагрузки, асинхронный двигатель покажет, что и ток и напряжение есть, но работа совершаться не может. При увеличении нагрузки коэффициент мощности будет увеличиваться и активная составляющая тоже.
Минус реактивной составляющей состоит в том, что она создает пустую нагрузку, как следствие идут потери.
Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

Коэффициент мощности трансформатора: значение, расчет, формулы

Коэффициент мощности трансформатора – необходимая для расчета величина при составлении схемы трансформатора или другой схожей по принципу действия техники. Это физическая величина, которая кроме основного наименования в кругах радиолюбителей носит название косинуса фи. При помощи расчета возможно корректировать, ведь часто его значения недостаточны.

Что такое коэффициент мощности или косинус фи

В цепи переменного тока, который поступает в трансформатор, возникает несколько видов нагрузки. Каждая из их определяет параметр, который в зависимости от нагрузки может быть активным, реактивным или полным соединением двух).

Активное сопротивление рассчитывается с учетом того, что потери будут равным квадрату тока, умноженному на сопротивление. Сопровождается выделением тепла. Реактивное происходит без выделения тепла и потерь нагрузки, рассчитывается по формулам индуктивности и емкости. Коэффициент является в общем понимании слова соотношением между активной и пассивной компонентой.

Как рассчитать коэффициент мощности трансформатора: формулы и математические расчёты

Определить его возможно по простой формуле: делятся усредненные значения модульных активных (ВТ) и полных (ВА).

При этом активная вычисляется как умноженные параметры напряжения и силы тока, умноженные на косинус фи. Для реактивной силы формула идентичная, но с тем учетом, что берется вместо косинуса синус. Полная вычисляется как умноженные напряжение на силу, равные корню из квадрата активной и реактивной.

Пример расчета

Если даны показатели вольтметра и амперметра или есть возможность измерить их, то вычислить косинус фи не составляет проблемы.

Например, если амперметр показывает 10 А, а вольтметр 120 В, а ваттметр 1 кВт, то вычисляем общий показатель, умножая значения напряжения на силу тока. Итого будет 10х120 = 1200 ВА. Косинус фи вычисляем по известной формуле: 1000 делим на 1200. Косинус фи составляет 0,83.

Низкий коэффициент мощности: причины и последствия

Низкий показатель приводит к максимуму устранения энергетической составляющей. Используются специальные приборы для компенсации, которые позволяют снизить потребление электричества и увеличить кпд устройства.

Нагрузочные потери в элементах сети

Нагрузочные приводят к перераспределению и снижению энергетической составляющей. Уровень напряжения падает, что обуславливает значительный перегрев устройства. Следствие — потеря эффективности и работоспособности, быстрый выход оборудования из строя.

Специалист минимизируют силы нагрузочного типа. Это позволяет увеличить показатели пускового момента устройства.

Потери в силовом трансформаторе

Коэффициент, обладающий разрозненными характеристиками, вызывает уход электроэнергии. Энергия неправильно распределяется. Увеличив рассматриваемый показатель удается достигнуть необходимых характеристик. В условиях значительной стоимости энергия в современных реалиях для предприятия снижение потерь становится первостепенной задачей. Дополнительно можно подключить нагрузку.

Коррекция коэффициента мощности

Он уменьшается посредством работы трансформаторов, систем освещения и двигателей асинхронного типа. Увеличить показать, то есть корректировать его к высокому углу, получается при помощи конденсаторов, двигателей асинхронного типа и генераторов. Поэтому они устанавливаются как дополнения в стандартную цепочку. Популярные методики коррекции:

  • установка конденсатора — параметры реактивной уменьшаются, то по формуле приводит к увеличению значения;
  • установка малой нагрузки — получить результат возможно при работе двигателей асинхронного типа;
  • выбор безопасных условий работы — не допуск к работе, если показатели номинального напряжения повышены;
  • своевременное проведение плановых отслуживающих работ — нагрузка определяет время работы, внимательно относиться стоит к оборудованию, которое постоянно работает при высоких показателях номинального напряжения.

Корректировка обязательна на производственных ресурсах, а также для оборудования, которое применяется в хозяйственных, индивидуальных целях. Методика позволяет эономить средства, особенно если речь идет о крупных производствах.

Что такое коэффициент мощности? | Как рассчитать формулу коэффициента мощности

Как понять коэффициент мощности

Пиво - это активная мощность (кВт) - полезная мощность или жидкое пиво - это энергия, которая выполняет работу. Это то, что вам нужно.

Пена - это реактивная мощность (кВАр) - пена - это потраченная впустую или потерянная мощность. Это производимая энергия, которая не выполняет никакой работы, например, производство тепла или вибрации.

Кружка - кажущаяся мощность (кВА) - кружка - это потребляемая мощность или мощность, поставляемая коммунальным предприятием.

Если бы схема была эффективна на 100%, потребляемая мощность была бы равна доступной мощности. Когда спрос превышает имеющуюся мощность, на энергосистему оказывается нагрузка. Многие коммунальные предприятия добавляют плату за спрос к счетам крупных потребителей, чтобы компенсировать разницу между спросом и предложением (когда предложение ниже спроса). Для большинства коммунальных предприятий спрос рассчитывается на основе средней нагрузки, размещенной в течение 15–30 минут. Если требования к нагрузке нерегулярны, коммунальное предприятие должно иметь больше резервных мощностей, чем если бы требования к нагрузке оставались постоянными.

Пик спроса - это период наибольшего спроса. Перед коммунальными предприятиями стоит задача предоставить мощность, чтобы справиться с пиковыми потребностями каждого клиента. Использование электроэнергии в тот момент, когда она пользуется наибольшим спросом, может нарушить общее предложение, если не будет достаточно резервов. Таким образом, коммунальные услуги выставляют счет за пиковый спрос. Для некоторых более крупных клиентов коммунальные предприятия могут даже взять самый большой пик и применить его в течение всего расчетного периода.

Коммунальные предприятия применяют надбавки к компаниям с более низким коэффициентом мощности. Издержки более низкой эффективности могут быть огромными - сродни вождению автомобиля, потребляющего много бензина.Чем ниже коэффициент мощности, тем менее эффективна схема и тем выше общие эксплуатационные расходы. Чем выше эксплуатационные расходы, тем выше вероятность того, что коммунальные предприятия накажут клиента за чрезмерную загрузку. В большинстве цепей переменного тока коэффициент мощности никогда не бывает равным единице, потому что на линиях электропередачи всегда присутствует некоторое сопротивление (помехи).

Как рассчитать коэффициент мощности

Для расчета коэффициента мощности вам понадобится анализатор качества электроэнергии или анализатор мощности, который измеряет как рабочую мощность (кВт), так и полную мощность (кВА), а также рассчитывает соотношение кВт / кВА.

Формула коэффициента мощности может быть выражена другими способами:

PF = (Истинная мощность) / (Полная мощность)

OR

PF = W / VA

Где ватты измеряют полезную мощность, а VA измеряют потребляемую мощность. Отношение этих двух значений по существу представляет собой полезную мощность к подаваемой мощности, или:

Как показывает эта диаграмма, коэффициент мощности сравнивает реальную потребляемую мощность с полной мощностью или потребляемой нагрузкой. Мощность, доступная для выполнения работы, называется реальной мощностью.Вы можете избежать штрафов за коэффициент мощности, корректируя коэффициент мощности.

Низкий коэффициент мощности означает, что вы используете электроэнергию неэффективно. Это имеет значение для компаний, поскольку может привести к:

  • Тепловому повреждению изоляции и других компонентов схемы
  • Уменьшению доступной полезной мощности
  • Требуемое увеличение размеров проводов и оборудования

Наконец, коэффициент мощности увеличивает общая стоимость системы распределения энергии, потому что более низкий коэффициент мощности требует более высокого тока для питания нагрузок.

Связанные ресурсы

Значение коэффициента мощности | electricaleasy.com

Энергия нужна и используется повсюду в мире. С точки зрения удобства, эффективности и экономии, лучше всего, чтобы мы генерировали, передавали и распространяли его в электрической форме, прежде чем он будет преобразован в требуемый с помощью подходящего оборудования. По тем же причинам экономии и эффективности мы используем переменный ток, а не постоянный ток. На практике мы производим, передаем и распределяем энергию почти исключительно в форме переменного тока.Постоянный ток используется либо в приложениях постоянного тока (машины постоянного тока и электронные схемы), либо в линиях передачи постоянного тока высокого напряжения.

Везде, где используется питание переменного тока, возникает вопрос о коэффициенте мощности.

Коэффициент мощности

  • Определяется как « косинус угла между напряжением и током ».
  • В цепи переменного тока напряжение и ток идеально совпадают по фазе.
  • Но практически между ними существует разность фаз.
  • Косинус этой разности фаз называется коэффициентом мощности.
  • Его можно определить и математически представить следующим образом:

Из рис. (a) выше, можно ясно отметить, что существует разность фаз угла ɸ между вектором напряжения и вектором тока.
Коэффициент мощности = cosɸ

Рис. (b) называется Power Triangle
Здесь VI sinɸ = реактивная мощность (в ВАр)
VI cosɸ = активная мощность (в ваттах)
VI = полная мощность (в ВА)
PF = cosɸ = активная мощность ( Вт) / Полная мощность (ВА)

Рис.(c) называется треугольником импеданса
Здесь R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, Z = импеданс
Z 2 = R 2 + X 2
PF = cosɸ = R / Z

Коэффициент мощности может быть запаздывающим, опережающим или единичным.

Отстающий коэффициент мощности

  • Когда ток отстает от напряжения, коэффициент мощности цепи называется «запаздывающим».
  • Когда цепь индуктивная, коэффициент мощности отстает.
  • Нагрузки, такие как асинхронные двигатели, катушки, лампы и т. Д., Являются индуктивными и имеют запаздывание pf.

Ведущий коэффициент мощности


  • Когда ток опережает напряжение (или напряжение отстает от тока), коэффициент мощности цепи называется опережающим.
  • Когда цепь емкостная, опережающий коэффициент мощности.
  • Емкостные нагрузки, такие как синхронные конденсаторы, конденсаторные батареи и т. Д., Потребляют опережающий ток. Такие схемы имеют опережающий коэффициент мощности.

Коэффициент мощности Unity


  • Коэффициент мощности равен единице (т.е.е. 1) для идеальных схем.
  • Когда ток и напряжение в фазе, PF = 1
  • Коэффициент мощности не может быть больше единицы.
  • Практически он должен быть максимально приближен к единице.
Если коэффициент мощности низкий, возникают следующие проблемы:

Влияние низкого коэффициента мощности

  1. Ток нагрузки
    Мощность в цепи переменного тока может быть задана как: P = VI cosɸ
    Следовательно, cosɸ = P / VI
    I ∝ 1 / cosɸ
    Аналогичное соотношение может быть получено и для трехфазной цепи.Мы видим, что ток обратно пропорционален pf.

    Например, предположим, что мы хотим передать мощность 10 кВА при 100 В
    Если PF = 1,
    I = P / (V cosɸ) = 10000 / (100 x 1) = 100 A
    Если PF = 0,8 ,
    I = P / (V cosɸ) = 10000 / (100 x 0,8) = 125 A
    Следовательно, потребляемый ток выше при низком коэффициенте мощности.

  2. Потери: Как указано выше, при низком коэффициенте мощности потребляемый ток будет большим. Следовательно, потери в меди (потери I 2 R) также будут высокими.Это снижает эффективность оборудования.
  3. Перегрев оборудования: I 2 R при потерях выделяется тепло (закон Джоуля). Следовательно, повышение температуры будет относительно большим при низком коэффициенте мощности, что приведет к дальнейшему увеличению нагрузки на изоляцию.
  4. Размер проводника: Низкий коэффициент мощности приводит к увеличению тока нагрузки. Если ток нагрузки увеличивается, размер необходимого проводника также увеличивается. Это еще больше увеличит стоимость кондуктора.
  5. кВА Номинальная мощность машины: Машины не рассчитываются в кВт при производстве, так как коэффициент мощности источника питания неизвестен. Вместо этого они оцениваются в кВА.
    Согласно определению, Cosɸ = Активная мощность (кВт) / Полная мощность (кВА).
    Следовательно, номинальная мощность в кВА = 1 / cos55
    Следовательно, для низкого коэффициента мощности необходимо оборудование с большей номинальной мощностью кВА. Но чем выше рейтинг кВА, тем больше размер оборудования. Если размер увеличивается, увеличивается и стоимость.
  6. Регулировка напряжения: Определяется как разница между конечным напряжением отправителя и получателя на единицу конечного напряжения отправления.Когда мощность передается с одного конца на другой, напряжение падает по нескольким причинам. Это падение напряжения должно быть в допустимых пределах.
    P = VI cosɸ, поэтому I 1 / V
    При низком коэффициенте мощности ток будет больше и, следовательно, будет увеличиваться падение напряжения. Следовательно, регулирование напряжения при низком коэффициенте мощности плохое.
  7. Активная и реактивная мощность (передаваемая мощность): Активная и реактивная мощность передаются по линии вместе. Для питания нагрузки требуется активная мощность.Реактивная мощность необходима для поддержания напряжения в линии. Но если реактивная мощность больше, то передаваемая активная мощность уменьшается. Для низкого коэффициента мощности активная мощность мала, поскольку cosɸ = активная мощность (Вт) / полная мощность (ВА). Это приводит к неэкономичной работе.
Это результат низкого коэффициента мощности. Для оптимальной работы коэффициент мощности должен быть как можно ближе к единице. Для этого используется оборудование для коррекции коэффициента мощности.

[Также прочтите: Сравнение различных электростанций]


Автор: Манодж Арора - студент-электрик и писатель из Гуджарата, Индия.Он пишет стихи и рассказы, когда не погружается в книгу.
Кредиты для Graphics: Kiran Daware.

Калькулятор коэффициента мощности

Калькулятор коэффициента мощности. Вычислить коэффициент мощности, полную мощность, реактивную мощность и емкость корректирующего конденсатора.

Калькулятор предназначен для образовательных целей.

Конденсатор коррекции коэффициента мощности должен быть подключен параллельно каждой фазной нагрузке.

При вычислении коэффициента мощности не различаются опережающие и запаздывающие коэффициенты мощности.

Расчет коррекции коэффициента мощности предполагает индуктивную нагрузку.

Расчет однофазной цепи

Расчет коэффициента мощности:

PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / ( V (V) × Я (А) )

Расчет полной мощности:

| S (кВА) | = В (В) × I (А) /1000

Расчет реактивной мощности:

Q (кВАр) = √ ( | S (кВА) | 2 - P (кВт) 2 )

Расчет емкости конденсатора коррекции коэффициента мощности:

S с поправкой (кВА) = P (кВт) / PF с поправкой

Q с поправкой (кВАр) = √ ( S с поправкой (кВА) 2 - P (кВт) 2 )

Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)

C (F) = 1000 × Q c (кВАр) / (2π f (Гц) × V (V) 2 )

Расчет трехфазной цепи

Для трех фаз со сбалансированной нагрузкой:

Расчет при межфазном напряжении

Расчет коэффициента мощности:

PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / ( 3 × V L-L (В) × I (A) )

Расчет полной мощности:

| S (кВА) | = 3 × В L-L (В) × I (A) /1000

Расчет реактивной мощности:

Q (кВАр) = √ ( | S (кВА) | 2 - P (кВт) 2 )

Расчет емкости конденсатора коррекции коэффициента мощности:

Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)

C (F) = 1000 × Q c (кВАр) / (2π f (Гц) × V L-L (V) 2 )

Расчет с линейным напряжением

Расчет коэффициента мощности:

PF = | cos φ | = 1000 × P (кВт) / (3 × V L-N (V) × I (A) )

Расчет полной мощности:

| S (кВА) | = 3 × В L-N (В) × I (A) /1000

Расчет реактивной мощности:

Q (кВАр) = √ ( | S (кВА) | 2 - P (кВт) 2 )

Расчет емкости конденсатора коррекции коэффициента мощности:

Q c (кВАр) = Q (кВАр) - Q с поправкой (кВАр)

C (F) = 1000 × Q c (кВАр) / (3 × 2π f (Гц) × V LN (V) 2 )

Калькулятор мощности ►


См. Также

Основы коэффициента мощности и эффективности

Вы не всегда получаете то, за что платите

Электричество всегда используется для облегчения работы, будь то вентилятор, освещение комнаты или обогрев резервуара с водой.Однако представляет интерес работа, выполняемая прибором - в данном случае асинхронным двигателем, люминесцентной лампой и водонагревателем соответственно.


Приборы - это устройства преобразования энергии. В соответствии с правилами коэффициента мощности и эффективности, энергия, потребляемая устройством, всегда больше, чем энергия, которую он им обеспечивает.

Коэффициент мощности. Когда напряжение и ток не совпадают по фазе, косинус углового смещения называется коэффициентом мощности (PF) или, более конкретно, коэффициентом мощности смещения (DpPF).Смещение формы волны тока из формы волны напряжения снижает эффективность электричества при выполнении работы.

По мере увеличения количества используемых электронных устройств увеличивается и присутствие гармонических токов, которые являются целыми числами, кратными основной частоте энергосистемы 60 Гц, например 120 Гц, 180 Гц и так далее. Эти гармонические токи искажают форму кривой тока. Вместо чистой синусоиды формы волны тока, богатые гармониками, имеют тенденцию быть сглаженными или пиковыми. Это искажение приводит к коэффициенту мощности искажения (DtPF) или отношению величины тока основной частоты к действующей величине тока.Эффективный ток - это эквивалентный синусоидальный ток, который вызывает те же эффекты нагрева, что и общий несинусоидальный ток.

DpPF часто ошибочно называют PF. Поскольку качество электроэнергии играет все более важную роль в энергетике, общий коэффициент мощности (PF = DpPF × DtPF) станет более распространенным.

Коррекция коэффициента мощности. Рассмотрим нагрузку 750 кВА, работающую при 80% отстающем коэффициенте мощности. Постройте треугольник мощности, чтобы определить составляющие мощности (кВт и кВАр) ( Фиг.1A выше).

Решение для значений активной и реактивной мощности дает 600 кВт и 450 кВАр соответственно. Таким образом, из 750 кВА, взятых из источника, только 600 кВт, или 80% его мощности, могут выполнять полезную работу. Реактивная мощность, необходимая для создания электромагнитных полей, создает значительную нагрузку на источник.

Столбец за прошлый месяц показал, что конденсаторы, подключенные от линии к нейтрали, могут обеспечивать реактивную мощность. С шунтирующим конденсатором на 300 кВАр источник должен обеспечивать только 150 кВАр (450–300 = 150). На рис. 1B показан получившийся треугольник мощности.

КВА, отдаваемая источником, снижается до

.

, а угол ПФ θ уменьшается до

, что дает новый коэффициент мощности cos 14 °, или 97% отставания. Этот процесс установки шунтирующих конденсаторов для подачи реактивной мощности называется коррекцией коэффициента мощности.

Эффективность. КПД - это отношение выходной энергии устройства к потребляемой энергии, выраженное в процентах.Поскольку бытовым приборам требуется больше энергии, чем они обеспечивают, часть энергии теряется. Но куда это девается?

В зависимости от типа устройства энергия может «уйти» в нескольких местах. Электрические потери (I 2 R) обычно составляют значительную часть общих потерь, выделяя тепло в приборе. Устройства с железным сердечником демонстрируют гистерезисные потери, которые представляют собой магнитные потери в железе, и потери на вихревые токи, которые представляют собой электрические потери в железном сердечнике. Асинхронные двигатели и трансформаторы обладают значительным реактивным сопротивлением рассеяния, которое представляет собой потери из-за индуктивности.По мере увеличения гармонического содержания тока в проводниках значительно возрастают потери на скин-эффект. У вращающихся машин есть вращательные потери из-за трения подшипников и перетяжки ротора.

Хотя многие устройства рассчитаны на максимальную эффективность, потери никогда не будут устранены.

Коррекция коэффициента мощности для солнечных парков

Чтобы сделать возможной параллельную работу более крупных фотоэлектрических систем с существующими сетями среднего напряжения, некоторые современные операторы даже указывают коэффициенты мощности, которые могут доходить до нуля.90. В этом случае количество требуемой реактивной мощности эквивалентно 48% активной мощности, и, таким образом, оплачиваемая экспортированная активная мощность может быть увеличена на 11%!

Поэтому стоит отдельно компенсировать реактивную мощность, чтобы инверторы могли выдавать максимально возможную активную мощность!

Потенциал оптимизации 2:

Когда современные инверторы работают без нагрузки (особенно в ночное время или если солнечные панели лишены солнечного света из-за облаков, тумана, снега и т. Д.)), общая реактивная мощность без нагрузки от всех инверторов создает большую емкостную нагрузку на сеть.

Чтобы подавить этот эффект, инверторы в такие периоды часто отключают, но это значительно сокращает срок их службы. И в этом случае отдельная система коррекции коэффициента мощности предлагает значительный потенциал для оптимизации системы.

Потенциал оптимизации 3:

Длина кабеля между солнечной электростанцией и точкой входа в сеть может легко достигать нескольких километров.Поскольку проводники проложены близко друг к другу, длинные подземные кабели обладают емкостным эффектом, а воздушные линии - индуктивным эффектом. Таким образом, один километр подземной кабельной разводки может вызвать несколько квар емкостной реактивной мощности, которая, поскольку она вырабатывается на пути к солнечному парку и, таким образом, не может быть обнаружена или измерена системой управления инвертором, должна корректироваться отдельно.

Проблема:

Спецификации сетевого оператора относятся к точке входа фотоэлектрической системы в сеть среднего напряжения, которая часто находится в нескольких километрах от самого солнечного парка.Это означает, что эти спецификации и директива BDEW должны соблюдаться не непосредственно на солнечной электростанции, а на вводе!

Решение:

Некоторое время назад FRAKO провела углубленное исследование солнечного парка среднего размера, применив три подхода к оптимизации, описанные выше. Затем была спроектирована, установлена ​​и введена в эксплуатацию соответствующая система коррекции коэффициента мощности.

Основные данные солнечного парка:
- Номинальная мощность: 3122 кВт / ч
- Годовая мощность: 2849400 кВтч
- Площадь поверхности: 4.7 га
- Годовая экономия CO 2 : 1710 тонн
- Расстояние парка от точки подключения: 5 км

Характеристики оператора сети:

- Целевой коэффициент мощности 0,95, индуктивность при подаче питания в сеть

- Коэффициент мощности никогда не должен быть емкостным, когда питание поступает из сети.

- Регулировка коэффициента мощности до заданного значения в течение 10 секунд в соответствии с директивой BDEW.

Эти спецификации приводят к требованию, чтобы выполнялась соответствующая коррекция коэффициента мощности - днем ​​для необходимой динамической реактивной мощности всего солнечного парка плюс емкость кабеля, а ночью для реактивной мощности инверторов без нагрузки плюс кабели. емкость.

Реактивная мощность определена:

1) Реактивная мощность, необходимая для корректировки cos phi на инверторах до 1,00, составляет в общей сложности 950 кВАр индуктивной мощности (что эквивалентно примерно 1/3 активной мощности).

2) Общая реактивная мощность без нагрузки 141 инвертора: 98 квар емкостная

3) Реактивная мощность кабеля при частичной нагрузке и без нагрузки: емкостная мощность 45–90 квар.

Поскольку все три из вышеперечисленных обстоятельств требуют обеспечения индуктивной реактивной мощности, была установлена ​​система коррекции коэффициента мощности с общей индуктивной реактивной мощностью 990 квар, распределенная по семи линейным шкафам.Система была разработана с ступенями разного размера, включая индукторы с малыми потерями, распределительное устройство и групповую максимальную токовую защиту.

Было необходимо измерить и оценить различные требования к реактивной мощности. Это было сделано путем связывания измерений в удаленной точке питания с измерениями непосредственно в солнечной электростанции и передачи их показаний на интеллектуальное реле управления реактивной мощностью, которое переключало ступени системы коррекции коэффициента мощности в / в в течение оговоренных 10 секунд. , обеспечивая постоянное соответствие спецификациям.

Результат:

Благодаря дополнительному доходу от оплачиваемой активной мощности, достигаемому системой коррекции коэффициента мощности, инвестиции полностью окупились в течение 22 месяцев, и теперь продолжают увеличивать доход солнечного парка на 5%.

Что такое коэффициент мощности и почему он важен? | Электротехника

Коэффициент мощности - это мера оценки того, насколько эффективно поступающая электроэнергия используется в электрической системе.Он определяется как отношение активной мощности (кВт) к полной мощности (кВА).

В В этой статье мы собираемся обсудить , что такое коэффициент мощности и почему он важный? Каково физическое значение коэффициента мощности в электрическом система?

Но перед этим мы должны понять основные концепции электроэнергии и краткий анализ активной, реактивной и полной мощности, чтобы было легко чтобы понять концепции коэффициента мощности. Потому что концепции власти коэффициенты получены из концепций электроэнергии.Мы уже обсуждали концепции электрической мощности (активной, реактивной и полной мощности) в нашем предыдущем Статья. Поэтому, пожалуйста, прочтите мою предыдущую статью об электроэнергии под названием: Электрическая мощность - активная, реактивная и полная мощность.

Что ж, Теперь перейдем к нашей основной теме, которая состоит в основном из двух частей. Во-первых, что такое сила фактор? А прочее это почему это важно?

Давайте обсудим это один за другим подробно, чтобы это будет легко понять.

Что такое коэффициент мощности ..? Коэффициент мощности - это мера оценки того, насколько эффективно поступающая электроэнергия используется в электрическом система. Если коэффициент мощности высокий, то можно сказать, что более эффективно электроэнергия используется в электрической системе. Нагрузка с коэффициентом мощности 1 приводит к наиболее эффективной загрузке системы. Но если коэффициент мощности плохо (скажем, 0,8), то эффективность использования электроэнергии снижается, что приводит к более высоким потерям в системе электроснабжения и более высоким счетам для потребителей.PF представляет часть общей мощности, которая используется для полезной работы. Другой часть электроэнергии хранится в форме магнитной энергии в индукторе или электростатической энергии в конденсаторе.

Высокий коэффициент мощности приносит пользу обоим потребители и энергетическая компания. В то время как низкий PF указывает на плохое использование Электричество. В электротехнике используется только понятие коэффициента мощности. обсуждается в цепях переменного тока. В то время как в случае Цепь постоянного тока из-за нулевой частоты.Его значение становится 1 (единица) для цепи постоянного тока. Но в случае цепи переменного тока значение коэффициента мощности всегда находится между диапазоны от 0 до 1 (0 θ <1 ) .


Вообще высокий и ведущий PF предпочтительнее в электрической системе. В идеале минимальное и максимальное значение для PF становится 0 и 1 соответственно. Но на практике очень сложно достичь единицы PF (1). Низкий коэффициент мощности обычно является результатом индукционных нагрузок, таких как асинхронные двигатели, силовые трансформаторы, балласт в светильнике, сварочный агрегат или индукционная печь.Значение коэффициента мощности около 0,9 считается удовлетворительным. Он рассчитывается с помощью Power Triangle.

Определение коэффициента мощности

Есть три способа определить понятия коэффициента мощности в электротехнике.

  • Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности (кВт) к Полная мощность (кВА).
P.F = Активная мощность (кВт) / Полная мощность (кВА)
  • Также Коэффициент мощности равен косинус фазы. Угловая разница между фаросом напряжения и тока.
P.F = Cos θ
Где θ - угол между V и I.
  • Один Еще один способ определения коэффициента мощности: это соотношение между сопротивлением ( R ) и полным сопротивлением ( Z ) цепи переменного тока.
P.F = Сопротивление / Импеданс = R / Z

Почему важен коэффициент мощности?

Это Нам приходит в голову очень распространенный вопрос, что «почему коэффициент мощности важен в электрической системе?» Каково его физическое значение?

К понять это, давайте рассмотрим пример.Электрическая машина работает на 100 кВт. (Рабочая мощность) и полная мощность, обеспечиваемая энергокомпаниями, составляет 125 кВА. потом у нас возникает первый вопрос: почему рабочая мощность машин и мощность, поставляемая Энергетической компанией, отличается?

Что ж, за этим стоит понятие коэффициента мощности. Итак, мы должны это понять четко. Здесь, если мы найдем коэффициент мощности, мы разделим 100 кВт на 125 кВА (согласно определению коэффициента мощности), тогда мы получим коэффициент мощности 0,8 (80%). Это значит, что только 80% входящего тока выполняет полезную работу в цепи, а 20% используется реактивные элементы в цепи.Другими словами, можно сказать, что 80% мощности полезная мощность, которая также известна как реальная или истинная мощность, а остальные 20% мощность - это реактивная мощность, используемая реактивным элементом в цепи.

Потому что электрическая компания должна поставлять потребителю полную полную мощность (кВА) и взамен потребитель платит им только за реальную мощность (кВт). Из-за плохого PF потребитель меньше платит Энергокомпании. Это будет считаться потерей мощности компании, а также никакой пользы для потребителя.Таким образом, энергетическая компания наказывает потребителя для поддержания плохого ПФ. Таким образом, более высокий коэффициент мощности выгоден как для мощности коммунальные услуги, а также потребители.

Проблема с низким коэффициентом мощности Можно заметить, что увеличение реактивной мощности вызывает соответствующее уменьшение активной мощности, а также коэффициента мощности. Это означает система распределения электроэнергии работает менее эффективно, потому что не все текущие выполняет полезную работу в цепи. Например, нагрузка 50 кВт с коэффициентом мощности, равным единице (реактивная мощность = 0 кВАр) может питаться от трансформатора 50 кВА .Однако, если коэффициент мощности снижается до 0,7 (70%), , то трансформатор должен также подавать дополнительную мощность для реактивной нагрузки. Итак, в этом примере Потребуется более крупный трансформатор, который может подавать 71,43 кВА (50 / 0,7) . Кроме того, размер проводников необходимо увеличить, чтобы обеспечить большее количество ток из-за низкого коэффициента мощности. Так что из-за плохого ПФ увеличилась и стоимость оборудования.
Там В электротехнике есть три типа коэффициента мощности.Это ведущий коэффициент мощности , отстающий коэффициент мощности и коэффициент мощности Unity . Давай обсудим все эти типы коэффициента мощности поочередно подробно.
1. Ведущий Коэффициент мощности: Опережающий коэффициент мощности означает, что нагрузка в схема емкостная. Поскольку нагрузка передает в цепь реактивную мощность, поэтому в этом случае реактивная составляющая (Q) электрической мощности будет отрицательной. Если в электрической цепи если емкостное реактивное сопротивление больше, чем индуктивное, то коэффициент мощности схемы будет составлять опережающий коэффициент мощности. В В этом случае рабочий ток опережает вектор напряжения на угол θ. тогда как в Чистый ток емкостной цепи опережает напряжение на θ = 90 градуса.

2. Отставание Коэффициент мощности: Отстающий коэффициент мощности означает, что нагрузка в схема индуктивная. Поскольку нагрузка будет потреблять реактивную мощность, поэтому в в этом случае реактивный компонент (Q) Электроэнергия будет положительной. Если в электросхеме больше Если индуктивное реактивное сопротивление превышает емкостное, то коэффициент мощности схемы будет равен отстающему коэффициенту мощности. В этом случае рабочий ток будет отставать от вектора напряжения на угол θ. Тогда как в ток чистой индуктивной цепи отстает от напряжения на θ = 90 градуса.

3. Коэффициент мощности Unity: Единичный коэффициент мощности означает, что нагрузка в цепи является чисто резистивной. Поскольку нагрузка будет потреблять активную мощность, в этом случае реактивная мощность компонент (Q) Электроэнергии будет ноль.Следовательно, в случае силы единства коэффициент, полная полная мощность будет использоваться в цепи. В электрической цепи, если индуктивное и емкостное сопротивление уравновешивают друг друга. другое, контур будет в состоянии резонанса и будет рассматриваться как чисто резистивный, следовательно, коэффициент мощности схемы будет единица фактор силы. В этом случае рабочий ток будет совпадать по фазе с напряжением. вектор . В этом случае θ будет 0 градусов.

Сравнение

- Традиционное измерение cos phi | ГОССЕН МЕТРАВАТТ

Сравнение - Традиционное измерение cos phi и измерение коэффициента мощности I и коэффициента мощности II

Измерение коэффициента мощности II как cos phi

Коэффициент мощности - это чисто относительное число, которое рассчитывается как отношение активной мощности к полной мощности.

Измеряемая величина «cos phi», которая традиционно использовалась вместо коэффициента мощности (активная мощность / полная мощность), по большей части является результатом используемой на сегодняшний день технологии измерения: раздельное измерение активной мощности и полной мощности с помощью Последующее деление (активная мощность / полная мощность), необходимое для определения коэффициента мощности, ранее не применялось с традиционными преобразователями cos phi из-за трудоемкой и дорогостоящей техники измерения.

Вместо этого было заменено более простое в техническом отношении измерение сдвига фаз тока и напряжения (угол фи, интервал между переходами через ноль тока и напряжения). Как правило, используемые измерительные преобразователи генерируют выходной сигнал, который линейно пропорционален углу phi (а не cos phi), например -20 мА ... 0 ... 20 мА.

Требуемая функция косинуса была реализована на шкалах последующих приборов посредством соответствующих нелинейных делений шкалы (градация шкалы пропорциональна кривой косинуса, рис. 1).

1) Нелинейная шкала 2) Линейная шкала

Самым важным преимуществом этого метода является его простая и экономичная техническая реализация.

Недостатки являются результатом следующих двух факторов:
- Во-первых, подключение индикаторов или модулей анализа ниже по потоку проблематично, если эти устройства допускают только линейную взаимосвязь между входом и дисплеем (например, цифровые индикаторы, в этом случае требуемая характеристическая косинусоидальная кривая не может быть откалибрована для большинства типов устройств, что приводит к ошибочной интерпретации).
- Во-вторых, что наиболее важно, результаты измерений верны только для неискаженных кривых. Неправильные результаты измерения получаются в случае искаженных сигналов (искажение приводит к дополнительным переходам через ноль, что означает, что интервал между переходами через ноль тока и напряжения больше не определяется сдвигом фаз).

Однако, если основные требования к этому измерению четко определены и соблюдены (среди прочих факторов - строго синусоидальные измеряемые величины), его можно использовать и сегодня.Но эти идеальные условия больше не преобладают в современных электрических системах, и поэтому описанное выше традиционное измерение cos phi нуждается в замене.


Измерение коэффициента мощности I и коэффициента мощности II

Микропроцессорная технология, используемая в многопреобразователях (M1004, M563, DME4 ...), позволяет перейти от измерения дифференциального угла к измерению истинного коэффициента мощности. Чтобы ясно обозначить отказ от традиционного измерения «cos phi», были введены термины «коэффициент мощности I» и «коэффициент мощности II», чтобы установить различие между двумя методами измерения.

В отличие от измерения дифференциального угла, две измеряемые величины обеспечивают линейную зависимость между измеряемой величиной и аналоговым выходным сигналом измерительного преобразователя (рисунок 2). Кроме того, в методе измерения учитываются гармоники (до 16-й гармоники).

Метод измерения коэффициента мощности I Метод дает физически и математически точное значение cos phi, рассчитанное как частное между активной и полной мощностью.При использовании этого метода измерения предшествующий знак плюс или минус основан на активной мощности (плюс для импорта энергии, минус для экспорта энергии; сама полная мощность не имеет предшествующих знаков плюс или минус).
Таким образом, коэффициент мощности I также указывает на экспорт или на импорт.

PF = P w / S s

Однако на практике наиболее частым требованием является определение типа нагрузки (индуктивная или емкостная). Коэффициент мощности II учитывает это требование.

В отличие от коэффициент мощности I , предшествующий знак плюс или минус для коэффициента мощности II указывает не направление потока энергии, а скорее тип нагрузки . Чтобы гарантировать, что индикация зависит только от типа нагрузки (а не от направления потока энергии), в расчетах используется только значение активной мощности. Сам предыдущий знак определяется посредством измерения основной реактивной мощности фазы (по определению, знак плюс указывает на индуктивную нагрузку с импортом, а знак минус указывает на емкостную нагрузку).
Коэффициент мощности II рассчитывается следующим образом.

LF = sign Qn * | P w | / P с

(индуктивный: Q + для импорта, Q– для экспорта)
(емкостный: Q– для импорта, Q + для экспорта)

Следует отметить, что при генерировании значения активной мощности коэффициент мощности II может использоваться только как измеряемая величина для одного направления потока энергии.

В случае, если требуется четырехквадрантное измерение коэффициента мощности , следует использовать метод коэффициента мощности I, а индикацию типа нагрузки следует определять с помощью контроля предела реактивной мощности (например,грамм. установите предельное значение на 0 мА).

Калибровка

, основанная на приведенной выше формуле для коэффициента мощности II, приведет к внезапному изменению в некоторой точке выходного сигнала (рисунок 3). Чтобы учесть это, калибровка устройства для коэффициента мощности II рассчитывается следующим образом:

Коэффициент мощности II = sign Qn * (1 - | Pactive | / Papparent)

Требуемый диапазон измерения, например, cap. 0,5 ... 1 ... инд. 0,5 (т.е. -0,5 ... 1 ... + 0,5), что соответствует, например, -20...0 ...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *