Фактор на мощността. Какво е това и как да го измерим?

Ние деноминираме Коефициент на мощност към коефициента между активна мощност и привидна сила, което съвпада с косинуса на ъгъла между напрежението и тока, когато форма на вълната е чисто синусоидално и т.н.

реактивна мощност

Така че фактор на мощността трябва да се третира, за да съответства на Косинус Фи но не е същото.

Препоръчително е в a електрическа инсталация коефициентът на мощност е висок и някои компании за електрическа енергия изискват стойности от 0,8 и повече.

Или просто името, дадено на съотношение активна мощност използвани във верига, изразена във ватове или киловати (KW), при привидна сила което се получава от електропроводи, изразено във волта-ампера или киловолта-ампера (KVA).

The промишлени товари в своята електрическа природа те са реактивен характер главно поради наличието на хладилно оборудване, двигатели и др.

изток реактивен характер принуждава, че заедно с консумацията на активна мощност (KW) се добавя тази на мощност, наречена реактивна (KVAR), които заедно определят оперативно поведение на споменатото оборудване и двигатели.

Това реактивна мощност традиционно се доставя от електрически компании, въпреки че може да бъде доставен от самите индустрии.

Когато се доставя от електрически компании, той трябва да бъде произведен и транспортирани по мрежи, причиняващи нужди от инвестиции в по-висок капацитет оборудване и мрежи за пренос и разпределение.

Всички тези промишлени товари нужда от реактивни токове за вашата операция.

Съдържание

Защо има нисък коефициент на мощност?

The реактивна мощност, което не произвежда a директен физически труд оборудване, е необходимо да се произведе електромагнитен поток който пуска в действие елементи като: двигатели, трансформатори, флуоресцентни лампи, хладилно оборудване и други подобни.

Когато количеството на тези съоръжения е значително, изисквания за реактивна мощност те също стават значителни, което води до прекомерно намаляване на фактор на мощността.

A висока консумация на реактивна енергия може да възникне главно като следствие от:

  • Голям брой двигатели.
  • Наличие на хладилна и климатична техника.
  • Недостатъчно използване на инсталирания капацитет в електромеханичното оборудване поради лошо планиране и работа в електрическата система на индустрията.
  • Лошо физическо състояние на електрическата мрежа и промишленото оборудване.
  • Чисто съпротивителни натоварвания, като осветление с нажежаема жичка, нагревателни резистори и др. не причиняват такъв тип проблеми, тъй като не се нуждаят от реактивен ток.

Защо е вредно и скъпо да се поддържа нисък коефициент на мощност?

Фактът, че има нисък коефициент на мощност във вашата индустрия създава следните недостатъци:

На абоната

  • Увеличение на интензитета на тока.
  • Загуби в проводници и силни спада на напрежението.
  • Увеличение на мощността на инсталациите, трансформаторите, намаляване на техния полезен живот и намаляване на задвижващата способност на водачите.
  • Температурата на проводниците се увеличава и това намалява живота на тяхната изолация.
  • Увеличаване на сметките ви за ток.

До енергоразпределителната компания

  • По-големи инвестиции в оборудване за производство, тъй като неговият капацитет в KVA трябва да бъде по-голям, за да може да достави тази допълнителна реактивна енергия.
  • По-голям капацитет в преносните и разпределителните линии, както и в трансформаторите за транспортиране и преобразуване на тази реактивна енергия.
  • Капки с високо напрежение и регулиране на ниско напрежение, което може да повлияе на стабилността на електрическата мрежа.

Един от начините електрически компании на национално и международно ниво карат индустриите да отразяват удобството при генерирането или контрола върху тях консумация на реактивна мощност е преминал през такса за търсене. Това означава, че ви таксуваме доставен капацитет в KVA. Фактор, който включва потреблението на KVAR, които се доставят на индустрията.

Как мога да подобря фактора на мощността?

Подобряване на фактор на мощността Той е практичен и икономичен, чрез инсталиране на статични електрически кондензатори, или използване синхронни двигатели налични в индустрията, малко по-икономични, ако не са налични.

След това ще се опитаме да обясним по прост начин и без сложни уравнения без термини, принципът на как се подобрява фактора на мощността:

The Консумация на KW и KVAR (KVA) в дадена индустрия остават непроменени преди и след реактивна компенсация (инсталиране на кондензатори), разликата е, че в началото KVAR, който се изисква от този завод, трябва да бъде произведени, транспортирани и доставени от електроразпределителна компания, която, както беше споменато по-горе, произвежда негативни последици.

Но това реактивна мощност може да се генерира и достави икономически, от всяка от индустриите които го изискват, чрез кондензаторни банки мен синхронни двигатели, избягване на електроразпределителното дружество, генериране, транспортиране и разпространение през мрежите му.

Да видим пример:

A кондензатор инсталиран в същата верига на a асинхронен двигател има като извършване на размяна реактивен ток между тях. The оловен ток съхранявани от кондензатора, след това захранва забавен ток изисква от асинхронен двигател.

В асинхронен двигател без корекция на фактора на мощността, двигателят изразходва само 80 ампера за своя Натоварване.

Но ток на магнетизиране необходими на двигателя е 60 ампера, следователно, силова верига трябва да шофира: 100 ампера (80 + 60).

От електропровод работният ток протича заедно с неизползваем ток или магнетизиращ ток.

След инсталирайте кондензатор на двигателя, за да отговори на нужди от намагнетизиране от същия, захранващата верига трябва да провежда и захранва само 80 ампера за мотора вършат същата работа.

Тъй като кондензаторът е отговорен за доставянето на останалите 60 ампера. The силова верига сега провежда само работен ток.

Това ви позволява да свържете a електрическо оборудване допълнителни в същата верига и намалява разходите с консумация на енергия като следствие от поддържането на a нисък коефициент на мощност.

Пример за приложение за определяне на капацитивната реактивна мощност, необходима за коригиране на фактора на мощността:

(Източник: Електрически инсталации, том I, Albert F. Spitta - Günter G. Seip)

Ако искате да достигнете определена стойност на фактор на мощността cos fi2 в инсталация, чийто съществуващ фактор на мощност cos fi1 е неизвестен, това се определя с помощта на a измервател на активна енергия, амперметър и волтметър.

  • P: Активна мощност, в kW
  • S1: Привидна мощност, в kVA
  • Qc: Кондензаторна мощност, в kVAr
  • U: Напрежение, в V
  • I: Интензитет на тока, в A
  • n: Брой обороти на брояча на диск за минута.
  • c: Константа на измервателния уред (посочена на табелката с измервателни уреди като скорост на въртене на kWh).
  • cos fi1: Фактор на реалната мощност
  • cos fi2: Подобрен коефициент на мощност
  • Измерени стойности: U = 380V; I = 170А.
  • Стойности, посочени от брояча: n = 38r/min.; c = 30 U/kWh.

The фактор на мощността Съществуващата cos fi1 трябва да бъде компенсирана, докато достигне стойност на cos fi2 = 0,9.
Активна мощност: P = n.60/c = (38 r/min. 60)/(30 U/kWh) = 76 kW
Привидна мощност: S1 = (U.I 1.73)/1000 = (380V. 170A. 1.73)/1000 = 112 kVA
Съществуващ фактор на мощността: cos fi1 = P/S1 = 76 kW/112 kVA = 0,68

Тъй като cos fi = P/S и tan fi = Q/P; и на всеки ъгъл fi съответства определена стойност на допирателната и косинуса, се получава реактивната мощност:
преди компенсация Q1 = P.tan fi1;
и след компенсация Q2 = P.tan fi2;
в резултат на тригонометричните функции:
От cos fi1 = 0,68 следва като fi1 = 1,08 и
От cos fi2 = 0,9 следва като fi2 = 0,48
Следователно кондензаторна мощност от:
Qc = P. (тен fi1 - тен fi2) = 76 kW (1,08 - 0,48) = 45,6 kVAr

Друг начин

Анализирайки съответната таблица, пристигаме към същия резултат както следва:

Той посочва стойностите на tan fi1 - tan fi2 .
В настоящия пример се получава, за стойност на cos fi1 = 0,68 и желана стойност на cos fi2 = 0,9; коефициент F = 0,595 kVar/kW.
В такъв случай необходимата мощност на кондензатора е:
Qc = P.F = 76 kW. 0,595 (kVAr/kW) = 45,6 kVAr
Избира се кондензатор с непосредствена по-голяма величина, в този случай 50 kVAr.

Как да се измери мощността и фактора на мощността с амперметър

изток метод е много практичен защото понякога нямаме ватметър под ръка или не можем да го купим поради високата цена.

Е, тук е практически метод в която имате нужда само съпротива (може да бъде като тези, използвани от скарите), a амперметър или а волтметър и приложете някои математически формули (закон на синусите и косинусите)

Процедура:

  1. Свържете съпротивлението паралелно с товара, който искате да измерите коефициента на мощност.
  2. Запишете RMS стойностите на тока, доставян от източника, тока през резистора и тока през товара.!
  3. Сега решете проблема си като векторен анализ и прилагайки законите на Кирхоф, като приемете, че ъгълът на напрежението е нула и изчислете ъгъла.

Както вече знаете величините IL, IT, IR
Изчислете ъгъла b, следователно q = 180 - b
Коефициент на мощност = Cos (180 - b)
Ватове = P VI Cos (180 - b)

Как се измерва мощността и фактора на мощността с волтметър

Този метод е подобен на този, който се вижда по-горе, но сега с волтметър и а последователна верига и ако приемем, че токът има ъгъл нула.
Коефициент на мощност = Cos (180-b)
Ватове = P = VI Cos (180-b)

Как да определите броя на необходимите кондензатори?

Измерване на активна и реактивна енергия консумирано от съществуващите съоръжения, можете да изчислите необходимата мощност (KVAR), които трябва да има кондензатори за постигане на желана компенсация.

Препоръчително е обаче да инсталирате захранващи регистри за времето, необходимо за покриване (измерване) най-малко пълен цикъл на индустрията, включително нейната периоди на почивка.

Обикновено се препоръчва да се изпълнява трифазни регистри където се наблюдава за всяка фаза и за цялата инсталация:

  • Активна мощност (KW)
  • Реактивна (KVAR) и,
  • Напрежение и енергия (KWH).

Стойностите на тока, привидната мощност (KVA) и фактора на мощността (FP) се изчислява от предишни показания, обаче, ако записващото устройство има достатъчен капацитет също може да се чете.

The интервали на измерване Препоръчителните варира от всеки 5 до всеки 15 минути максимум. Разбира се, да по-кратки интервали измерване, ще имаме по-висока точност позовавайки се на реална индустриална крива, това обаче ще зависи от капацитет на записващото устройство използваната и вида на фирмата, която ще се регистрира.

Тези компании, където техните цикли на зареждане варират бавно, интервал на измерване.

По този начин, a крива на пълно натоварване, което ще покаже максимален възможен капацитет да инсталирате без риск да попаднете в реактивна свръхкомпенсация.

Също така е важно да се записва с измерванията степента на хармонично изкривяване съществуващ; за да се избегне възможността за резонанс между тях и кондензаторни банки да инсталираш .

Къде да инсталирате кондензаторите?

За монтажа на кондензаторите трябва да се вземат предвид различни фактори, които влияят върху тяхното местоположение, като:

  • Изменението и разпределението на натоварванията,
  • Коефициент на натоварване,
  • Тип двигатели,
  • Равномерност в разпределението на товара,
  • Разположението и дължината на веригите и,
  • Естеството на напрежението.

Можете да направите корекция на групата на натоварване включване на трансформатори първични и вторични на централата, например в основно разпределително устройство или в шина на моторен контрол.

Групова или индивидуална корекция

The групова корекция изисква се, когато натоварванията се променят драстично между захранващите устройства и кога напрежения на двигателя са ниски, като 230 V.

Когато мощностни потоци променяйте се често между различни растителни площадки и индивидуални товари, става необходимо направете корекцията първо в част от растението, проверете получените условия и след това компенсират в другата.

По-изгодно е обаче да се използва a групов кондензатор разположени максимално на равно разстояние от натоварванията. Това позволява изключване на част кондензатори според специфичните условия на променливи товари.

Когато дължина на хранилките е значително, инсталирането на отделни кондензатори към двигателите, разбира се, че ще им трябва различни кондензатори с различен капацитет, което води до по-високи разходи.

както и да е икономическа изгода получени с индивидуално обезщетение. Като се има предвид, че кондензатори струват за ниско напрежение е повече от два пъти повече от високо напрежение.

Следователно, когато напрежението на веригите на двигателя е 230 V, то е по-икономичен използвай групова инсталация ако това може да се извърши на първичната при 2400 или 4160 V.

Трябва също да вземем предвид това, когато кондензаторите са инсталирани преди основна банка на трансформатора, те не се възползват и натоварването им в KVA не се облекчава. Това е добра причина да се използват кондензатори 230V въпреки техните висока цена.

Изолирани поправки

Изолираната корекция на Коефициент на мощност трябва да се свърши свързващи кондензатори възможно най-близо до товара или захранващи клеми.

Трябва да помните това корекцията се извършва само от разглежданата точка до източник на захранване а не в обратна посока.

The инсталирани кондензатори близките товари може автоматично да спрат да работят, когато таксите спират, увеличете напрежението и следователно производителност на двигателя.