Teljesítménytényező. Mi ez és hogyan kell mérni?

Megnevezzük Teljesítménytényező közötti hányadosra aktív hatalom és a látszólagos erő, amely egybeesik a feszültség és az áram közötti szög koszinuszával, amikor a hullámforma tiszta szinuszos stb.

indukciós motor

Így a teljesítménytényező kell kezelni, hogy megfeleljen a Cosine Phi de ez nem ugyanaz.

Célszerű, hogy a villanyszerelés a teljesítménytényező magas, és egyes villamosenergia-szolgáltató vállalatok 0,8 vagy annál nagyobb értékeket követelnek meg.

Vagy egyszerűen csak a aktív teljesítmény arány áramkörben használják, wattban vagy kilowattban (KW) kifejezve, a látszólagos erő hogy nyerik távvezetékek, volt-amperben vagy kilovolt-amperben (KVA) kifejezve.

A ipari terhelések elektromos jellegükben azok reaktív karakter főleg a hűtőberendezések, motorok stb.

Keleti reaktív karakter megköveteli, hogy az aktív teljesítmény (KW) fogyasztásával együtt hozzáadják az úgynevezett reaktív teljesítmény (KVAR) fogyasztását, amelyek együttesen meghatározzák a működési magatartás az említett berendezések és motorok.

Ez reaktív teljesítmény hagyományosan a villamosenergia-társaságok, bár maguk az iparágak képesek ellátni.

Amikor villamosenergia-társaságok szállítják, elő kell állítani és hálózatok szállítják, beruházási igényeket okoz nagyobb kapacitások átviteli és elosztó berendezések és hálózatok.

Mindezek ipari terhelések igénye reaktív áramok működéséhez.

Tartalomjegyzék

Miért van alacsony teljesítménytényező?

A reaktív teljesítmény, amely nem termeli a közvetlen fizikai munka berendezések, szükséges a elektromágneses fluxus amely olyan elemeket állít üzembe, mint: motorok, transzformátorok, fénycsövek, hűtőberendezések és más hasonló elemek.

Amikor ezen berendezések mennyisége érzékelhető, a a meddő teljesítmény követelményei ezek is jelentősvé válnak, ami az eltúlzott csökkenést eredményezi teljesítménytényező.

A magas fogyaszt nak,-nek reaktív energia elsősorban a következők következményeként fordulhat elő:

  • Nagyszámú motor.
  • Hűtő- és légkondicionáló berendezések jelenléte.
  • Az elektromechanikus berendezések beépített kapacitásának kihasználatlansága az ipar elektromos rendszerének rossz tervezésének és működtetésének köszönhetően.
  • Az elektromos hálózat és az ipari berendezések rossz fizikai állapota.
  • Tisztán ellenálló terhelések, például izzólámpa, fűtőellenállások stb. nem okoznak ilyen típusú problémát, mivel nincs szükségük reaktív áramra.

Miért káros és drága fenntartani az alacsony teljesítménytényezőt?

Az a tény, hogy van egy alacsony teljesítménytényező az Ön iparában a következő hátrányokat produkálja:

Az előfizetőnek

  • Az áram intenzitásának növekedése.
  • Vezetékveszteség és erős feszültségesés.
  • Az erőművek, transzformátorok teljesítményének növekedése, hasznos élettartamuk csökkenése és a járművezetők vezetési képességének csökkenése.
  • A vezetők hőmérséklete nő, és ez csökkenti szigetelésük élettartamát.
  • Növekszik a villanyszámlája.

Az Energiaelosztó Vállalatnak

  • Nagyobb beruházások a termelőberendezésekbe, mivel azok KVA-kapacitásának nagyobbnak kell lennie, hogy képes legyen a további reaktív energia leadására.
  • Nagyobb kapacitás az átviteli és elosztó vezetékekben, valamint a transzformátorokban ennek a reaktív energiának a szállítására és átalakítására.
  • Nagyfeszültségesés és alacsonyfeszültség-szabályozás, amelyek befolyásolhatják az elektromos hálózat stabilitását.

Ennek egyik módja villamosenergia-társaságok nemzeti és nemzetközi szinten arra készteti az iparokat, hogy reflektáljanak az előállításuk vagy ellenőrzésük kényelmére meddő teljesítmény-fogyasztás átment a igényeljen díjat. Vagyis felszámít szállított kapacitás a KVA-ban. Olyan tényező, amely magában foglalja az ipar számára szállított KVAR-ok fogyasztását.

Hogyan javíthatom a teljesítménytényezőt?

Javítsa a teljesítménytényező A telepítés révén praktikus és gazdaságos statikus elektromos kondenzátorok, vagy használva szinkron motorok az iparban elérhető, valamivel kevésbé gazdaságos, ha nem állnak rendelkezésre.

Ezután megpróbálunk egyszerű módon és anélkül elmagyarázni bonyolult egyenletek nincsenek kifejezések, a hogyan javul a teljesítménytényező:

A KW és KVAR fogyasztás (KVA) egy iparágban változatlan marad a reaktív kompenzáció (kondenzátorok telepítése) előtt és után, a különbség az, hogy a KVAR kezdetén gyártják, szállítják és szállítják által villamosenergia-elosztó társaság, amely - mint fent említettük - előállítja negatív következményei.

De ez reaktív teljesítmény gazdaságosan generálható és szállítható az egyes iparágak amelyek megkövetelik, a kondenzátor bankok nekem szinkron motorok, a villamosenergia-elosztó társaság elkerülése, előállítása, szállítása és hálózaton keresztül történő elosztása.

Lássunk egy példát:

A kondenzátor ugyanabba az áramkörbe telepítve indukciós motor van mint cserét hajtanak végre reaktív áram közöttük. A ólomáram a kondenzátor tárolja, akkor ez táplálja a késleltetési áram megköveteli a indukciós motor.

A indukciós motor teljesítménytényező-korrekció nélkül a motor csak 80 ampert vesz fel Munkaterhelés.

De a mágnesező áram a motor által megkövetelt 60 amper, ezért a áramkör vezetnie kell: 100 amper (80 + 60).

Által erővonal a munkaáram együtt áramlik a használhatatlan áram vagy mágnesező áram.

Után szereljen be egy kondenzátort a motoron, hogy megfeleljen a mágnesezési igények Ugyanakkor a főáramkörnek csak 80 ampert kell vezetnie és táplálnia motor ugyanazt a munkát végzi.

Mivel a kondenzátor feladata a maradék 60 amper leadása. A áramkör most csak működő áramot vezet.

Ez lehetővé teszi a elektromos készülék további a ugyanaz az áramkör és csökkenti a költségeket energia fogyasztás a fenntartás következményeként a alacsony teljesítménytényező.

Alkalmazási példa a teljesítménytényező korrigálásához szükséges kapacitív reaktív teljesítmény meghatározására:

(Forrás: Elektromos berendezések, I. kötet, Albert F. Spitta - Günter G. Seip)

Ha el akarja érni a teljesítménytényező cos fi2 egy olyan létesítményben, amelynek létező cos fi1 teljesítménytényezője ismeretlen, ezt az a segítségével határozzuk meg aktív energia mérő, egy ampermérő és egy voltmérő.

  • P: Aktív teljesítmény, kW-ban
  • S1: Látszólagos teljesítmény, kVA-ban
  • Qc: Kondenzátor teljesítmény, kVAr-ban
  • U: Feszültség, V-ban
  • I: Áramerősség, A-ban
  • n: A számlálótárcsa fordulatszáma percenként.
  • c: Számlálóállandó (a számláló típustábláján kWh/perc forgási sebességként van feltüntetve).
  • cos fi1: Valódi teljesítménytényező
  • cos fi2: Javított teljesítménytényező
  • Mért értékek: U = 380V; I = 170A.
  • A számláló által jelzett értékek: n = 38r/perc; c = 30 U/kWh.

A teljesítménytényező A meglévő cos fi1 értéket addig kell kompenzálni, amíg el nem éri a cos fi2 = 0,9 értéket.
Aktív teljesítmény: P = n.60/c = (38 r/perc. 60)/(30 U/kWh) = 76 kW
Látszólagos erő: S1 = (U.I 1,73)/1000 = (380V. 170A. 1,73)/1000 = 112 kVA
Meglévő teljesítménytényező: cos fi1 = P/S1 = 76 kW/112 kVA = 0,68

Mivel cos fi = P/S és tan fi = Q/P; és minden fi szögnek megfelel az érintő és a koszinusz meghatározott értéke, a reaktív teljesítményt kapjuk:
Q1 kompenzáció előtt = P.tan fi1;
és kompenzáció után Q2 = P.tan fi2;
a trigonometrikus függvények szerint:
A cos fi1 = 0.68-ból fi1 = 1.08 és
A cos fi2 = 0,9 alapján fi2 = 0,48
Ezért a kondenzátor teljesítménye:
Qc = P. (tan fi1 - tan fi2) = 76 kW (1,08 - 0,48) = 45,6 kVAr

Egy másik módja

A megfelelő táblázatot elemezve megérkezünk ugyanarra az eredményre alábbiak szerint:

Jelzi a tan fi1 - tan fi2 értékeit .
A jelen példában cos fi = 0,68 és a kívánt cos fi2 = 0,9 értéket kapunk; F = 0,595 kVar/kW tényező.
Ilyen esetben a szükséges kondenzátor teljesítmény:
Qc = P.F = 76 kW. 0,595 (kVAr/kW) = 45,6 kVAr
Azonnal nagyobb nagyságú kondenzátort választunk, ebben az esetben az 50 kVAr-t.

Hogyan mérjük a teljesítményt és a teljesítménytényezőt ampermérővel

Keleti módszer nagyon praktikus mert néha nincs kéznél egy wattmérő, vagy a magas költségek miatt nem tudjuk megvenni.

Nos, itt van egy gyakorlati módszer ahol csak szükséged van egy ellenállás (lehet olyan, mint a rácsok), a árammérő vagy a voltmérő és alkalmazzon néhányat matematikai képletek (szinuszok és koszinuszok törvénye)

Eljárás:

  1. Csatlakoztassa az ellenállást párhuzamosan azzal a terheléssel, amelyet meg akar mérni a teljesítménytényezővel.
  2. Írja fel a forrás által leadott áram, az ellenálláson keresztüli és a terhelésen átáramolt áram RMS értékeit.!
  3. Most megoldja a problémát vektorelemzésként és Kirchoff törvényeinek alkalmazásával, feltételezve, hogy a feszültségszög nulla, és számítsa ki a szöget.

Amint már tudja az IL, IT, IR nagyságrendeket
Számítsa ki a b szöget, ezért q = 180 - b
Teljesítménytényező = Cos (180 - b)
Watt = P VI Cos (180 - b)

Hogyan mérjük a teljesítményt és a teljesítménytényezőt egy voltmérővel

Ez a módszer hasonló a fentiekhez, de most voltmérővel és a soros áramkör és feltételezve, hogy az áram nulla szöget zár be.
Teljesítménytényező = Cos (180-b)
Watt = P = VI Cos (180-b)

Hogyan lehet meghatározni a szükséges kondenzátorok számát?

A aktív és reaktív energia a meglévő létesítmények fogyasztják, kiszámíthatja a szükséges teljesítmény (KVAR), amelynek rendelkeznie kell kondenzátorok hogy elérje a Kívánt kompenzáció.

A telepítés azonban teljesítmény naplók legalább a lefedéshez (méréshez) szükséges időre egy teljes ciklus az ipar, beleértve annak pihenőidő.

Általában ajánlott előadni háromfázisú regiszterek ahol minden fázisra és az egész üzemre figyelemmel kísérik:

  • Aktív teljesítmény (KW)
  • Reaktív (KVAR) és,
  • Feszültség és energia (KWH).

Az áram, a látszólagos teljesítmény (KVA) és a teljesítménytényező (FP) értékei kiszámításra kerül a korábbi olvasmányokból azonban, ha a felvevő rendelkezik a elegendő kapacitás olvasható is.

A mérési intervallumok Az ajánlott értékek 5 és 15 perc között vannak. Természetesen, hogy rövidebb időközönként mérés, meglesz nagyobb pontossággal valamire hivatkozni valós ipari görbe, ez azonban attól függ felvevő kapacitása használt és a bejegyzendő társaság típusa.

Azok a cégek, ahol az töltési ciklusok lassan változik, a mérési intervallum.

Ily módon a teljes terhelési görbe, amely megmutatja a a lehető legnagyobb kapacitás beépítés veszélye nélkül reaktív túlkompenzáció.

Fontos továbbá a mérésekkel rögzíteni a mértékét harmonikus torzítás létező; a rezonancia lehetőségének elkerülése érdekében ezek és a kondenzátor bankok üzembe helyezni .

Hol kell elhelyezni a kondenzátorokat?

A kondenzátorok telepítéséhez különféle tényezőket kell figyelembe venni, amelyek befolyásolják a helyüket, például:

  • A terhelések változása és eloszlása,
  • Terhelési tényező,
  • A motorok típusa,
  • A terhelés eloszlásának egységessége,
  • Az áramkörök elrendezése és hossza és,
  • A feszültség jellege.

Készíthet egy terhelési csoport korrekció transzformátorok csatlakoztatása elsődleges és másodlagos például az egyik fő elosztóeszközben vagy a motorvezérlés.

Csoportos vagy egyéni javítás

A csoportkorrekció akkor szükséges, amikor a terhelés drámai módon változik az adagolók között és amikor motorfeszültségek alacsonyak, például 230 V.

Amikor az áramlik az áram - gyakran változik a különböző telephelyek között és egyedi terhelések, szükségessé válik javítás először a növény egy részében ellenőrizze a kapott körülményeket, majd kompenzálni a másikban.

Előnyösebb azonban a csoportos kondenzátor a teherektől a lehető legegyenletesebb távolságra helyezkedik el. Ez lehetővé teszi egy alkatrész lekapcsolása kondenzátorok a változó terhelések.

Amikor az adagolók hossza jelentős, telepítése egyedi kondenzátorok a motorokhoz, természetesen szükségük lesz rá különféle kondenzátorok különböző kapacitásokkal, ami magasabb költségeket eredményez.

Azonban a gazdasági haszon a egyéni kártérítés. Tekintettel arra, hogy a kondenzátorok költsége kis feszültség esetén több mint kétszerese a magas feszültségének.

Ezért amikor a motoráramkörök feszültsége 230 V, akkor az gazdaságosabb használj csoportos telepítés ha ez a primeren 2400 vagy 4160 V feszültségen végrehajtható.

Azt is figyelembe kell vennünk, hogy amikor a kondenzátorokat a transzformátor főbank, nem részesülnek előnyükben, és a KVA-ban lévő terhelésük sem enyhül. Ez jó ok a 230 V-os kondenzátorok használatára azok ellenére is magas ár.

Elszigetelt javítások

Az izolált korrekció Teljesítménytényező meg kell csinálni összekötő kondenzátorok a lehető legközelebb a teherhez vagy a adagoló terminálok.

Erre emlékeznie kell a korrekció csak a figyelembe vett ponttól a áramforrás és nem az ellenkező irányba.

A kondenzátorok telepítve a terhelések közelében automatikusan leállhat a működés a díjak megszűnnek, növelje a feszültséget és ezért a motor teljesítmény.