Što je faktor snage (kosinus Phi)

Faktor snage fizičke osobe (kosinus phi) je sljedeći. Kao što znate, u krugu izmjenične struje općenito postoje tri vrste opterećenja ili tri vrste snage (tri vrste struje, tri vrste otpora). Aktivna P, reaktivna Q i ukupna C snaga povezane su s aktivnim r, reaktivnim x i ukupnim z otporom.

Iz tečaja elektrotehnike poznato je da se otpor naziva aktivnim, u kojem se toplina oslobađa kada struja prolazi. Aktivni otpor povezan je s gubicima aktivne snage dPn Jednako kvadratu struje pomnoženoj s otporom dPn = Az2r W

Reaktancija kada struja teče kroz njega, ne uzrokuje gubitke. Ovaj otpor je zbog induktiviteta L kao i kapaciteta C.

Induktivni i kapacitivni otpor dvije su vrste reaktancije i izražavaju se sljedećim formulama:

• reaktancija ili induktivni otpor,

• kapacitivni otpor ili kapacitet,

Tada je x = xL — NS° S… Na primjer, ako je u krugu xL= 12 Ohma, xc = 7 Ohma, tada je reaktancija kruga x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohma.

Riža. 1. Ilustracije za objašnjenje suštine kosinusa «phi»: a — krug serijskog spoja r i L u krugu izmjenične struje, b — trokut otpora, c — trokut snage, d — trokut snage pri različitim vrijednostima ​aktivne snage.

Impedancija z uključuje otpor i reaktanciju. Za serijski spoj r i L (slika 1, a), grafički je prikazan trokut otpora.

Ako se stranice ovog trokuta pomnože s kvadratom iste struje, tada se omjer neće promijeniti, ali će novi trokut biti trokut kapaciteta (slika 1, c). Više detalja provjerite ovdje — Trokuti otpora, napona i snaga

Kao što se vidi iz trokuta, u krugu izmjenične struje općenito se javljaju tri snage: aktivni P, reaktivni Q i ukupni S

P = Az2r = UIcosphy W,B = Az2x = Az2NSL — I2x° C = UIsin Var, S = Az2z = UIWhat.

Djelatnu snagu možemo nazvati radnom snagom, odnosno ona "grije" (emisija topline), "svjetli" (električna rasvjeta), "pokreće" (elektromotor pokreće) itd. Mjeri se na isti način kao i stalna snaga , u vatima.

Razvijen djelatna snagab potpuno se bez traga troši u prijemnicima i provodnim žicama brzinom svjetlosti — gotovo trenutačno. To je jedna od karakterističnih značajki djelatne snage: koliko se stvori, toliko se i potroši.

Jalova snaga Q se ne troši i predstavlja titranje elektromagnetske energije u električnom krugu.Tijek energije od izvora do prijamnika i obrnuto povezan je s protokom struje kroz žice, a budući da žice imaju aktivni otpor, u njima dolazi do gubitaka.

Dakle, kod jalove snage se ne vrši rad, već nastaju gubici, koji za istu djelatnu snagu, što su veći, što je faktor snage manji (cosphi, kosinus «phi»).

Primjer. Odredite gubitak snage u vodu s otporom rl = 1 ohm ako se kroz njega prenosi snaga P = 10 kW pri naponu od 400 V jednom pri cosphi1 = 0,5 i drugi put pri cosphi2 = 0,9.

Odgovor. Struja u prvom slučaju I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0,4•0,5) = 50 A.

Gubitak snage dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2,5 kW.

U drugom slučaju, struja Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Gubitak snage dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, t.j. u drugom slučaju gubitak snage je 2,5 / 0,784 = 3,2 puta manji samo zato što je cosfi vrijednost veća.

Izračun jasno pokazuje da što je veća vrijednost kosinusa «phi», to je manji gubitak energije i manja je potreba za postavljanjem obojenih metala kod postavljanja novih instalacija.

Povećanjem kosinusa «phi» imamo tri glavna cilja:

1) ušteda električne energije,

2) ušteda obojenih metala,

3) maksimalno korištenje instalirane snage generatora, transformatora i općenito motora izmjenične struje.

Posljednju okolnost potvrđuje i činjenica da je npr. iz istog transformatora moguće dobiti to veću djelatnu snagu što je veća vrijednost cosfi korisnika.Dakle, iz transformatora nazivne snage Sn= 1000 kVa pri cosfi1 = 0,7 može se dobiti djelatna snaga P1 = Sncosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW, a pri cosfi2 = 0,95 R2 = Sncosfi2= 1000 • 0,95 = 950 kW.

U oba slučaja transformator će biti potpuno opterećen na 1000 kVA. Indukcijski motori i podopterećeni transformatori uzrok su niskog faktora snage u tvornicama. Na primjer, asinkroni motor u praznom hodu ima cosfixx približno jednak 0,2, dok je opterećen nazivnom snagom sfin = 0,85.

Za veću jasnoću, razmotrite približni trokut snage za indukcijski motor (slika 1, d). Tijekom rada u praznom hodu, asinkroni motor troši jalovu snagu približno jednaku 30% nazivne snage, dok je djelatna snaga koja se troši u ovom slučaju oko 15%. Stoga je faktor snage vrlo nizak. Kako se opterećenje povećava, djelatna snaga se povećava, a jalova se neznatno mijenja, a time i cosfi. Više o tome pročitajte ovdje: Faktor snage pogona

Glavna djelatnost koja povećava vrijednost cosfi-ja je rad punim proizvodnim kapacitetom. U tom će slučaju asinkroni motori raditi s faktorima snage blizu nazivnih vrijednosti.

Aktivnosti poboljšanja faktora snage podijeljene su u dvije glavne skupine:

1) ne zahtijeva ugradnju kompenzacijskih uređaja i prikladna je u svim slučajevima (prirodne metode);

2) koji se odnose na korištenje kompenzacijskih uređaja (umjetne metode).

Kondenzacijski uređaj za povećanje faktora snage

Aktivnosti prve skupine, prema važećim smjernicama, uključuju racionalizaciju tehnološkog procesa, što dovodi do poboljšanja energetskog načina rada opreme i povećanja faktora snage. Iste mjere uključuju korištenje sinkronih motora umjesto pojedinih asinkronih (preporuča se ugradnja sinkronih motora umjesto asinkronih gdje je to potrebno radi povećanja učinkovitosti).

Također pročitajte na ovu temu: AC napajanje i gubici struje