Что такое в энергетике косинус фи: Коэффициент мощности или косинус фи индукционного электрокотла

косинус фи для потребителей, единица измерения > Флэтора

Содержание

• 1 Что такое коэффициент мощности (косинус фи)
• 2 Формула коэффициента мощности
• 3 Пpaктическое значение
• 4 Сдвиг фаз между напряжением и током
• 5 Треугольник мощностей
• 6 Усредненные значения коэффициента мощности
• 7 Низкий коэффициент мощности, его последствия
• 8 Способы расчета
• 9 Единицы измерения
• 10 Видео

При проектировании электрических сетей для расчета различных значимых показателей используют коэффициенты. В частности, электрику необходимо знать, что такое коэффициент мощности (косинус фи), с опорой на какие параметры определяют его значение, и в чем его физический смысл.

Фазометр – прибор для определения коэффициента

Что такое коэффициент мощности (косинус фи)

Что такое коэффициент мощности? В электротехнике косинус фи – это параметр, хаpaктеризующий потребителя электротока в роли реактивного компонента сетевой нагрузки. Этот показатель, равный косинусу от сдвига фазы относительно прикладываемого напряжения, используется только применительно к переменному току. В случае отставания его от напряжения значение сдвига считается положительным, в обратной ситуации – отрицательным.

Формула коэффициента мощности

Что такое электроэнергия

Отношение, выражающее коэффициент, считается по следующей формуле:

cos φ f = P/UI,

где Р – усредненная мощность переменного тока, U и I – эффективные показатели, соответственно, напряжения и силы электротока.

Пpaктическое значение

Что такое измерение сопротивления изоляции и почему это важно

В электроэнергетике при проектировании сетей cos коэффициент фи стремятся повысить как можно больше. Соотношение cos угла fi подразумевает, что в случае его малого показателя для обеспечения нужной мощности цепи потребуется использовать электрический ток очень большой силы. Существует корреляция между применением высокого тока и потерями энергии в подводящих кабелях: если показания электросчетчика заметно выше ожидаемых, всегда проверяют правильность расчетов угла фи.

Показатель может быть выяснен с помощью специального прибора – фазометра. При недостаточности коэффициента в дело идут усилители и другие установки, призванные скомпенсировать энергетические потери. Если угол фи рассчитан неправильно, будут иметь место снижение эффективности работы электрооборудования и рост энергопотрeбления.

Сдвиг фаз между напряжением и током

Что такое электрическое сопротивление

Фазовый сдвиг – показатель, описывающий разность исходных фаз двух параметров, имеющих свойство меняться во времени с одинаковыми скоростями и периодами. Именно сдвиг между силой и напряжением определяет, сколько будет значение угла фи.

В радиотехнической промышленности используются цепочки для получения асинхронного хода. Одна RC-цепь создает 60-градусный сдвиг, для получения 180-градусного для трехфазной структуры организуют последовательное соединение трех цепочек.

При трaнcформации электродвижущей силы во вторичных обмотках прибора для всех вариаций тока ее значение идентично по фазе таковому для первичной обмотки. Если обмотки трaнcформатора включить в противофазе, значение напряжения получает обратный знак. Если напряжение идет по синусоиде, происходит сдвиг на 180 градусов.

В простом случае (к примеру, включение электрического чайника) фазы двух показателей совпадают, и они в одно и то же время достигают пиковых значений. Тогда при расчете потребительской мощности применять угол фи не требуется. Когда к переменному току подключен электродвигатель с составной нагрузкой, содержащей активный и индуктивный компоненты (двигатель стиральной машинки и т.д.), напряжение сразу подается на обмотки, а ток отстает вследствие действия индуктивности. Таким образом, между ними возникает сдвиг. Если индуктивный компонент (обмотки) подменен использованием достижений химии в виде емкостного аккумулятора, отстающей величиной, напротив, оказывается напряжение.

Косинус фи не следует путать с другим показателем, рассчитываемым для комплексных нагрузок, – коэффициентом демпфирования. Он широко используется в усилителях мощности и равен частному номинального сопротивлению прибора и выходному – усилка.

Угол фазового сдвига

Треугольник мощностей

Рассматриваемый коэффициент может быть измерен так же, как частное полезного активного значения мощности к общей (S=I*U). Для иллюстрации влияния фазового сдвига на косинус фи применяется прямоугольный треугольник мощностей. Катеты, образующие прямо угол, представляют реактивное и активное значение, гипотенуза – общее. Косинус выделенного угла равен частному активной и общей мощностей, то есть он является коэффициентом, демонстрирующим, какой процент от полной мощности требуется для нагрузки, имеющей место в данный момент. Чем меньший вес имеет реактивный компонент, тем больше полезная мощность.

Важно! Строго говоря, данный параметр полностью соответствует коэффициенту мощности только при идеально синусоидальном движении тока в электросети. Для получения максимально точной цифры требуется анализ искажений нелинейного хаpaктера, присущих переменным току и напряжению. В пpaктических подсчетах эти искажения чаще всего игнорируют и полагают показатель cos fi примерно равным требуемому коэффициенту.

Треугольник мощностей

Усредненные значения коэффициента мощности

ГОСТы указывают на необходимость корректного указания данной цифры. Для разных типов электроприборов хаpaктерные значения находятся в определенных границах:

• Нагревательные компоненты и лампы накаливания, несмотря на присутствие в составе катушек, рассматриваются как строго активная нагрузка, несущественную индуктивную составляющую в этом случае принято игнорировать. Косинус фи для них берут за единицу.
• У ударных и обычных дрелей, перфораторов и подобных ручных инструментов, работающих от электричества, индуктивная нагрузка выражена слабо, индикатор примерно равен 0,95-0,97. Обычно эту цифру не указывают в инструкциях из-за очевидного пренебрежимо малого значения индукции.
• Сварочные трaнcформаторы, высокомощные двигатели, люминесцентные лампочки несут существенную индуктивную нагрузку. Цифра может иметь значения в диапазоне 0,5-0,85. Ее надо правильно определить и учитывать при эксплуатации, к примеру, при выборе сечения кабелей питания (они не должны перегреваться).

Сварочный трaнcформатор – прибор, требующий повышенного внимания к показателю cos fi

Низкий коэффициент мощности, его последствия

Из-за низких значений угла фи возможны следующие неприятные явления:

• возрастание трат на электроэнергию примерно на 20%;
• необходимость использовать более толстые провода из-за энергопотерь, что ведет к еще большим потерям;
• выделение тепла влечет за собой потребность в изоляционных материалах, более стойких к воздействию высоких температур.

Способы расчета

Данный параметр можно представить, как отношение мощностей: полезной нагрузочной и общей. В формульном виде это записывается так:

cos fi = P/S,

где:

• S (полная мощность) = I*U=√P2¯+¯Q¯2¯;
• Q (реактивная мощность) = I*U*sin fi.

У асинхронного электродвигателя с тремя фазами можно посчитать коэффициент так:

cos fi=P/(U*I*√3).

Помимо этого, для вычисления показателя можно применять мощностный треугольник.

Единицы измерения

Иногда встает вопрос, в чем измеряется данный коэффициент, если его описывают, как безразмерную величину. Его обычно указывают в процентах или в сотых долях, во втором случае значения находятся в диапазоне от 0 до 1.

Чтобы приборы, подсоединенные к электрической сети, эксплуатировались возможно более долгий срок, необходимо знать, что такое показатель cos f в электричестве, и как его правильно определять. Его значение нужно учитывать в процессе подключения устройств и их дальнейшей эксплуатации.

Видео



Светильники потолочные встраиваемые — классификация и выбор

Как выбрать светильники потолочные встраиваемые и каковы их преимущества. Какие есть различия и классификации встраиваемых источников света….

09 12 2022 21:14:38

Как отремонтировать датчики движения в домашних условиях: для освещения

Как работают датчики движения: преимущества и недостатки различных приборов. Принцип работы инфpaкрасного датчика движений. Типичные виды неисправностей датчиков. Датчик присутствия: способы ремонта и регулировка настроек….

08 12 2022 4:44:13

Подвесные светильники: классификация, решения для интерьера

Источники света в виде подвесных светильников, играют важную роль для создания комфорта и уюта в помещениях частных владений, квартирах….

07 12 2022 5:42:52

Как сделать внешнюю антенну для 4G модема Yota своими руками

В каких случаях необходимо усиление сигнала для LTE модемов Yota. Виды внешних антенн для роутеров Yota и преимущества их использования. Самодельная антенна для Yota: из банки из алюминия, антенна Харченко и спутниковая антенна. …

06 12 2022 8:42:47

Подсветка картин – доминанта любого интерьера

Красивая подсветка картин, зеркал и других произведений искусства способна придать интерьеру любого помещения комфорт, презентабельность и эстетичность….

05 12 2022 22:27:52

Перечень мероприятий по обеспечению безопасности при работах в электроустановках

Организационные и технические мероприятия по электробезопасности: назначение и список мер. Обязанности производителя работ в электроустановках. Порядок постановки задачи и допуска к работе: наряд на производство работ….

04 12 2022 10:46:28

Основы правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок

Где применяются правила ТБ. Требования электробезопасности при обслуживании установки. Техника безопасности при работах на действующих электроагрегатах. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. …

03 12 2022 3:56:18

Проверка сопротивления резистора с помощью мультиметра

Признаки повреждения резисторов. Проверка сопротивления мультиметром. Порядок проверки «подозрительного» резистора. Переменный резистор: правила проверки (прозвона). Измеряем позистор. Мультиметр: правила эксплуатации….

02 12 2022 2:50:33

Выбор мощного и надежного аккумуляторного шуруповерта для работы дома

Как правильно выбрать аккумуляторный шуруповерт. Виды акб шуруповертов: какой аккумулятор лучше. Основные технические хаpaктеристики шуруповерта: мощность, вид патрона, типы аккумуляторов, совместимость. Самый маленький профессиональный шуруповерт….

01 12 2022 23:17:48

Виды стpиппepов и их технические хаpaктеристики: какой инструмент лучше выбрать

Что такое стpиппep и где его применяют: особенности инструмента для зачистки проводов. Как правильно выбрать клещи для зачистки проводов от изоляции. Разновидности стpиппepов: ручной, полуавтоматический и автоматический….

30 11 2022 19:58:50

Бестеневая лампа для профессионалов — разновидности и преимущества

Бестеневая лампа и светильник — надежные и пpaктичные осветительные приборы, которые нашли применение во многих отраслях промышленности и в медицине….

29 11 2022 12:27:41

Особенности работы и выбора реле (таймера времени)

Для чего применяются таймеры и рале времени, их различия и модификация. Правильный выбор нужного таймера….

28 11 2022 1:51:45

Схема работы импульсного стабилизатора: стабилизация повышенного вольтажа

Основы импульсного преобразования. Обязательные модулы, которые должен содержать в себе классический импульсный стабилизатор напряжения. Преимущества ОС-регулирования. Схемы управляющих устройств. Понижающие стабилизаторы….

27 11 2022 0:34:52

Подключение светодиодных rgb-лент к контроллеру с пультом

Применение многоцветной (RGB) ленты. Конструкция led-ленты. Управление цветом rgb-ленты с помощью пульта дистанционного управления. Управление led-лентой при помощи Ардуино. Питание светодиодных ленты….

26 11 2022 22:48:33

Освещение прихожих и коридоров — виды и особенности

Освещение прихожих и коридоров нужно делать с учетом особенностей их размеров, а также установленной мебели и аксессуаров….

25 11 2022 18:31:29

Термоусаживаемые трубки для проводов: использование термоусадок при монтаже кабелей

Хаpaктеристики и виды термоусадочных трубок. Материалы применяемые при изготовлении термоусадочных трубок. Области и технология применения термоусаживаемой трубки. Как правильно пользоваться термоусадкой для кабеля….

24 11 2022 13:48:44

Схема осцилятора (плазмотрона) для сварки алюминия своими руками

Хаpaктеристики и устройство осцилятора (электронная схема). Типы осцилляторов по принципу непрерывного действия и импульсному способу питания дуги. Порядок изготовления плазмотрона своими руками в домашних условиях. Схема осциллятора для инвертора….

23 11 2022 19:22:48

О Николе Тесле: трaнcформатор Теслы, опыты Теслы

Историческая справка о Николе Тесле. Закон Теслы. Как собрать мини катушку Теслы своими руками. Единица измерения электромагнитной индукции — это тоже Тесла. Тайна Николы Теслы. Опыты и эксперименты….

22 11 2022 21:23:10

Инструкция по применению мультиметра dt830b: что можно измерить с помощью устройства

Основные хаpaктеристики цифровых мультиметров серии DT-830b. Пределы измерений различных параметров с помощью прибора. Режимы работы мультиметра. Прозвонка участков цепи, измерения силы тока, напряжения, сопротивления….

21 11 2022 3:56:37

Электропроводка в гараже своими руками — типовая схема

Мы представляем вам схему проводки и расскажем как выбрать питающий кабель, и произвести монтаж электропроводки и аппаратов защиты в гараже. …

20 11 2022 3:46:10

Освещение мансарды — правила и источники света

Особенности организации освещения мансарды. Определенные правила освещенности на мансарде. Освещение мансарды, балконов или лоджий….

19 11 2022 11:27:15

Выбор паяльной станции для работы и дома — какая лучше, на что обратить внимание

Для чего нужна паяльная станция. Правильный выбор прибора. Правила работы, температурные режимы, принцип действия. Разновидности, типы нагревательных элементов паяльников. Дополнительные возможности устройства….

18 11 2022 6:47:39

Сравниваем конвекторы и тепловентиляторы: какой нагреватель выбрать

Что лучше: конвектор или тепловентилятор — особенности выбора. Достоинства и недостатки конвекторов и тепловентиляторов. Конвекторы и тепловентиляторы: особенности выбора, рейтинг производителей, какой прибор лучше выбрать….

17 11 2022 8:26:55

Восстановление аккумулятора: последствия переплюсовки

Конструкция и принцип работы свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора. Что такое переполюсовка АКБ. Причины естественной переполюсовки. Чем опасна переполюсовка при прикуривании. Порядок действий при переполюсовке аккумулятора….

16 11 2022 17:37:39

Санитарные нормы для охранных зон линий электропередач: нормативные документы

Определение охранной зоны ЛЭП: протяженность опасной территории. Особенности охранных зон линий электропередач. Охранная зона ЛЭП: длина и ширина согласно санитарным нормам. Чем опасно пребывание рядом с линией электропередачи. Нормативные документы….

15 11 2022 6:57:13

Металлогалогенные светильники: их устройство и подключение

Преимущества,особенности и конструкция металлогалогенных светильников, а также инструкция по их подключению от профессионального электрика….

14 11 2022 21:42:30

Радиолюбительская вертикальная многодиапазонная самодельная КВ антенна

КВ антенна своими руками: конструкция и расчеты. Эффективные проволочные кв антенны для дальней связи. Укороченные антенны для радиолюбителей на 7 Мгц. Настройка антенн и контуров с помощью генератора помех….

13 11 2022 16:24:48

Электромагнитная индукция: феномен возникающий в индуцированном поле

Обоснование явления электромагнитной индукции Фарадеем. Направление действия магнитного поля и применение правила буравчика. Явление самоиндукции. Основные величины и наименования измеряемых единиц. Общая теория электромагнитных полей….

12 11 2022 1:14:11

О щитках для электросчетчиков и автоматов: щит электрический — монтаж и обслуживание

Что собой представляет щиток для электросчетчика и автоматов. В каком месте устанавливается электрощитки. Особенности выбора щитка для электросчетчиков. Минусы уличного размещения электрического щита. Как установить счетчик в щиток….

11 11 2022 7:50:53

Бездоговорное потрeбление элетроэнергии

Использование безучетной электроэнергии это незаконно, за такое использование энергии существует ответственность и последствия для потребителя. …

10 11 2022 10:12:15

Виды самозажимных пружинных клеммников: применение и преимущества

Классификация клеммников, преимущества и недостатки устройств. Самозажимной пружинный клеммник — простота и надежность применения. Недостатки быстрозажимного клеммника. Как правильно выбрать клеммники….

09 11 2022 5:27:43

Измерение тока прикосновения и напряжения

Что такое напряжение прикосновения и методы его измерения. Приборы предназначенные для измерения тока напряжения. Меры электробезопасности. Электротравмы: местные и общие (общее поражение электрическим током)….

08 11 2022 21:15:19

Индукционные лампы: конструкция и принцип действия

Промышленные светильники индукционные, классификация, преимущества и недостатки . Основные части установки, рекомендации при выборе индукционной лампы….

07 11 2022 12:29:13

Об антенне Харченко: расчет параметров для изготовления антенны своими руками

Как изготовить антенну Харченко для приема дтв, дцв, дмв сигналов. Чертежи антенны Харченко. Необходимый для изготовления в домашних условиях инструмент и расходные материалы. Подключение к усилителю и телевизору….

06 11 2022 5:49:16

Резонанс: определение явления в физике и использования в технике

Суть явления, определение резонанса в физике и виды резонансных явлений. Механический резонанс. Электрический колебательный контур и сложные колебательные структуры. Опасности и польза резонансов….

05 11 2022 15:16:48

Резонансный трaнcформатор или трaнcформатор Тесла

Принцип действия трaнcформатора резонансного. Виды выpaбатываемых разрядов. Простейшая схема м влияние данного устройства на здоровье человека….

04 11 2022 17:52:22

Мощные стабилизаторы напряжения: высоковольтный на полевом транзисторе

Определение мощности стабилизатора. Методики расчёта мощности СН по техническим хаpaктеристикам и таблицам максимальных нагрузок. Онлайн калькуляторы для расчета мощностей стабилизаторов. Мощный стабилизатор напряжения: виды устройств….

03 11 2022 9:30:36

Электропроводка в частном доме своими руками от А до Я

Полная инструкция по проектированию и расчету электропроводки в частном доме, а также выбор проводника и защитной аппаратуры. Прокладка кабеля и заземление….

02 11 2022 6:33:20

Светильники в стиле лофт — виды и назначение

Светильники в стиле лофт изготавливаются из металла, пробки, древесины и стекла. Они должны соответствовать общей концепции отделки интерьера….

01 11 2022 0:21:14

Ремонт электроприборов своими руками — экспертный урок

Починить сломавшийся электроприбор можно, если придерживаться техники безопасности и четкой инструкции. И не надо бежать в магазин за новым!…

31 10 2022 13:38:38

Термостат и терморегулятор: как работает и разновидности устройств

Виды терморегуляторов: механические и электронные — преимущества и недостатки. Двухзонный (двухзональный) термостат: особенности устройства и подключения. Терморегуляторы 12В: правила установки. Сравнительный обзор термостатов….

30 10 2022 19:27:29

Пиковая зона электроэнергии и другие виды тарификации

Виды существующих зон их время, в суточном понимании. Выбор многотарифных счётчиков для их учёта и экономическая выгодность….

29 10 2022 15:53:42

Расчет параметрического стабилизатора напряжения на стабилитроне

Принцип работы параметрического стабилизатора на стабилитроне (ПСН). Основные параметры. Параметрический стабилизатор напряжения: расчет исходных параметров. Возможности по увеличение мощности….

28 10 2022 23:22:45

О контуре заземления и нормах ПУЭ: как заземлить частный дом

Что такое контуры заземления. Какие для контуров заземления нормы ПУЭ. Конструкции контура заземления. Как правильно заземлить частный дом по нормативам. Влияние почвы на заземление….

27 10 2022 5:58:19

Требования к электропроводке — нормы, эксплуатация

Виды электропроводок, общие требования по монтажу и использованию это важная часть электробезопасности. Все нормы,ПУЭ,СНиП….

26 10 2022 19:42:57

Кабель СИП-2: техническая хаpaктеристика самонесущего провода

Виды СИП согласно ГОСТ 31946-2012. Разновидности самонесущих изолированных проводов. Маркировка проводников согласно ГОСТу. Кабель СИП 2: технические хаpaктеристики. Достоинства и недостатки изделия….

25 10 2022 6:17:45

Все о коаксиальных кабелях: технические хаpaктеристики телевизионного кабеля

Коаксиальный провод и его устройство: общая структура коаксиального кабеля. Виды и сферы применения коаксиальных проводов. Все о коаксиальных кабелях: технические хаpaктеристики телевизионного кабеля….

24 10 2022 17:36:47

Маркировка полярности: обозначение плюсов и минусов красным и черным

Назначение маркировок в электронных устройствах. Правила и виды маркировок согласно действующим нормативам (в т.ч. ПУЭ): красный, черный: плюс, минус. Определение полярности в отсутствии маркировки с помощью измерительных приборов или светодиода….

23 10 2022 19:16:12

Применение кабельных лотков при монтаже электропроводки и заземления

Разновидности кабельных лотков и особенности применения в зависимости от требований ПУЭ. Достоинства железобетонных кабель-каналов. Полимерные короба (ПВХ лотки): особенности монтажа и требования пожарной безопасности. Металлические КЛ. Правила заземления….

22 10 2022 8:38:50

О заземлении: ПУЭ по организации заземления электроустановок

Что такое заземление. Правила заземления электроустановки. Групповые сети и их заземление. Требования ПУЭ к организации заземляющего контура. Заземление: ПУЭ об организации заземлений на производстве….

21 10 2022 8:56:24

Еще:
Электрика -1 :: Электрика -2 :: Электрика -3 :: Электрика -4 ::

Для чего необходима компенсация реактивной мощности? Устройство компенсации реактивной мощности

Основной нагрузкой в промышленных электросетях являются асинхронные электродвигатели и распределительные трансформаторы. Эта индуктивная нагрузка в процессе работы является источником реактивной электроэнергии (реактивной мощности), которая совершает колебательные движения между нагрузкой и источником (генератором), не связана с выполнением полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей и создает дополнительную нагрузку на силовые линии питания. Поэтому очень важен компенсатор реактивной мощности.

Реактивная мощность характеризуется задержкой (в индуктивных элементах ток по фазе отстает от напряжения) между синусоидами фаз напряжения и тока сети. Показателем потребления реактивной мощности является коэффициент мощности (КМ), численно равный косинусу угла (ф) между током и напряжением. КМ потребителя определяется как отношение потребляемой активной мощности к полной, действительно взятой из сети, т.е.: cos(ф) = P/S. Этим коэффициентом принято характеризовать уровень реактивной мощности двигателей, генераторов и сети предприятия в целом. Чем ближе значение cos(ф) к единице, тем меньше доля взятой из сети реактивной мощности.

Пример: при cos(ф) = 1 для передачи 500 KW в сети переменного тока 400 V необходим ток значением 722 А. Для передачи той же активной мощности при коэффициенте cos(ф) = 0,6 значение тока повышается до 1203 А.

Соответственно все оборудование питания сети, передачи и распределения энергии должны быть рассчитаны на большие нагрузки. Кроме того, в результате больших нагрузок срок эксплуатации этого оборудования может соответственно снизиться. Дальнейшим фактором повышения затрат является возникающая из-за повышенного значения общего тока теплоотдача в кабелях и других распределительных устройствах, в трансформаторах и генераторах. Возьмем, к примеру, в нашем выше приведенном случае при cos(ф) = 1 мощность потерь равную 10 KW. При cos(ф) = 0,6 она повышается на 180% и составляет уже 28 KW. Таким образом, наличие реактивной мощности является паразитным фактором, неблагоприятным для сети в целом.

В результате этого:

• возникают дополнительные потери в проводниках вследствие увеличения тока;
• снижается пропускная способность распределительной сети;
• отклоняется напряжение сети от номинала (падение напряжения из-за увеличения реактивной составляющей тока питающей сети).

Все сказанное выше является основной причиной того, что предприятия электроснабжения требуют от потребителей снижения доли реактивной мощности в сети. Решением данной проблемы является компенсация реактивной мощности – важное и необходимое условие экономичного и надежного функционирования системы электроснабжения предприятия. Эту функцию выполняют устройства компенсации реактивной мощности КРМ-0,4 (УКМ-58) — конденсаторные установки, основными элементами которых являются конденсаторы.

Правильная компенсация позволяет:

• снизить общие расходы на электроэнергию;
• уменьшить нагрузку элементов распределительной сети (подводящих линий, трансформаторов и распределительных устройств), тем самым продлевая их срок службы;
• снизить тепловые потери тока и расходы на электроэнергию;
• снизить влияние высших гармоник;
• подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;
• добиться большей надежности и экономичности распределительных сетей.

Кроме того, в существующих сетях

• исключить генерацию реактивной энергии в сеть в часы минимальной нагрузки;
• снизить расходы на ремонт и обновление парка электрооборудования;
• увеличить пропускную способность системы электроснабжения потребителя, что позволит подключить дополнительные нагрузки без увеличения стоимости сетей;
• обеспечить получение информации о параметрах и состоянии сети.

А во вновь создаваемых сетях — уменьшить мощность подстанций и сечения кабельных линий, что снизит их стоимость.

Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива; увеличиваются потери в подводящих сетях и приемниках; увеличивается падение напряжения в сетях.

Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи, что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети.

Компенсация реактивной мощности, в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения практически на любом предприятии.

По оценкам отечественных и ведущих зарубежных специалистов, доля энергоресурсов, и в частности электроэнергии занимает величину порядка 30-40% в стоимости продукции. Это достаточно веский аргумент, чтобы руководителю со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления и выработке методики компенсации реактивной мощности. Компенсация реактивной мощности – вот ключ к решению вопроса энергосбережения.

Основные потребители реактивной мощности:

• асинхронные электродвигатели, которые потребляют 40% всей мощности совместно с бытовыми и собственными нуждами;
• электрические печи 8%;
• преобразователи 10%;
• трансформаторы всех ступеней трансформации 35%;
• линии электропередач 7%.

В электрических машинах переменный магнитный поток связан с обмотками. Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э.д.с. обуславливающие сдвиг по фазе (fi) между напряжением и током. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а косинус фи уменьшается при малой нагрузке. Например, если косинус фи двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,75-0,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,20-0,40.

Мало нагруженные трансформаторы также имеют низкий коэффициент мощности (косинус фи). Поэтому, применять компенсацию реактивной мощности, то результирующий косинус фи энергетической системы будет низок и ток нагрузки электрической, без компенсации реактивной мощности, будет увеличиваться при одной и той же потребляемой из сети активной мощности. Соответственно при компенсации реактивной мощности (применении автоматических конденсаторных установок КРМ) ток потребляемый из сети снижается, в зависимости от косинус фи на 30-50%, соответственно уменьшается нагрев проводящих проводов и старение изоляции.

Кроме этого, реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии, а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию.

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности (конденсаторных установок).

Использование конденсаторных установок для компенсации реактивной мощности позволяет:

• разгрузить питающие линии электропередачи, трансформаторы и распределительные устройства;
• снизить расходы на оплату электроэнергии
• при использовании определенного типа установок снизить уровень высших гармоник;
• подавить сетевые помехи, снизить несимметрию фаз;
• сделать распределительные сети более надежными и экономичными.

продольная и поперечная компенсация реактивной мощности

Коэффициент мощности — PF (COS φ)

В энергосистеме переменного тока коэффициент мощности является очень важным параметром, который определяет, насколько эффективно электрическая мощность используется нагрузкой. Это рациональное число от -1 до 1, но не имеет единицы измерения. Коэффициент мощности системы зависит от типа имеющейся нагрузки: резистивной, индуктивной или емкостной. Индуктивная и емкостная нагрузки отрицательно влияют на коэффициент мощности. системы. Низкий коэффициент мощности приводит к увеличению тока, потребляемого нагрузкой.

Содержание

Определение коэффициента мощности

Коэффициент мощности можно определить как отношение активной мощности (активной мощности) к полной мощности. Его также можно определить как абсолютное значение косинуса фазового сдвига между напряжением и током в цепи переменного тока. Обозначается греческим алфавитом λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) = Активная мощность/Полная мощность
= VI.COS φ/ VI
= COS φ

«V» — напряжение в вольтах
«I» — ток в амперах.
«Φ» — фазовый угол между напряжением и током. Например, двигатель потребляет реальную мощность от цепи и преобразует ее в механическую энергию, тогда как лампы, с другой стороны, преобразуют ее в свет. Обозначается буквой P.

Реактивная мощность (кВт)

Реактивная мощность — это мощность, необходимая для создания магнитного поля в двигателях и трансформаторах и оказывающая непосредственное влияние на коэффициент мощности. Обозначается буквой Q.

Полная мощность (кВА)

Полная мощность представляет собой произведение напряжения и тока, потребляемых нагрузкой, независимо от ее фазового угла. Это комбинация активной и реактивной мощностей. Обозначается буквой S.

Подробнее: Реальная, реактивная, комплексная и полная мощность

Единичный коэффициент мощности

Единичный коэффициент мощности считается идеальным сценарием, при котором кажущаяся мощность и активная мощность должны быть в фазе. Когда нагрузка является чисто резистивной, ток, протекающий к нагрузке, будет линейным, и, следовательно, фазовый сдвиг между напряжением и током будет равен нулю, а cos Φ будет равен единице.

Если коэффициент мощности cos φ=1, это означает отсутствие потока реактивной мощности и фазовый угол между напряжением и током равен нулю.

Опережающий коэффициент мощности

Коэффициент мощности считается опережающим, если кажущаяся мощность опережает действительную мощность (истинную мощность), (т. е.) ток опережает напряжение. Емкостные нагрузки заставляют ток опережать напряжение и коэффициент мощности.

Отстающий коэффициент мощности

P.F. считается ведущим, если кажущаяся мощность отстает от реальной мощности (истинной мощности), (т. е.) ток отстает от напряжения. Индуктивные нагрузки заставляют ток отставать от напряжения, так что коэффициент плотности мощности.

Расчет коэффициента мощности

Из треугольника Power:
Коэффициент мощности = реальная мощность/очевидная мощность

Также,

также,

Почему важно улучшить коэффициент мощности?

Повышение коэффициента мощности направлен на оптимальное использование электроэнергии, снижение счетов за электроэнергию и уменьшение потерь мощности.

• Силовые трансформаторы независимы от P.F. Если коэффициент мощности близок к единице, то при той же номинальной мощности трансформатора в киловаттах можно подключить большую нагрузку. (Чем лучше коэффициент мощности, тем меньше будет ток).
• Штрафы, налагаемые энергоснабжающими организациями за несоблюдение оптимального коэффициента мощности. можно избежать.
• Оптимальное сечение силовых кабелей возможно при наличии коэффициента мощности. Низкий п.ф. приводит к более высоким потерям в меди (I ² R) потерям, а также большему падению напряжения на кабеле.

Методы коррекции коэффициента мощности

Блок-схема мощности

Большинство силовых нагрузок являются индуктивными и вызывают отставание тока от напряжения. Для того, чтобы преодолеть это несколько 9Методы коррекции коэффициента мощности 0009 адаптированы, что помогает нейтрализовать этот запаздывающий ток. Наиболее распространенный П.Ф. метод коррекции заключается в использовании статических конденсаторов параллельно нагрузке. Статические конденсаторы подают опережающий ток в систему и уменьшают запаздывание. Конденсаторные батареи подключаются параллельно индуктивным нагрузкам. Эти конденсаторы переключаются с помощью контактора в зависимости от потребности. Статические компенсаторы реактивной мощности также используются для коэффициента мощности. коррекция. Это силовые электронные версии компенсаторов реактивной мощности, в которых вместо контакторов для переключения конденсаторов используются тиристоры.

Другие методы коррекции коэффициента мощности включают подключение синхронных компенсаторов параллельно нагрузке. Это синхронные двигатели, работающие без нагрузки. Когда синхронный двигатель перевозбужден и работает без нагрузки, он действует как конденсатор и подает в сеть реактивную мощность. Синхронные компенсаторы подключаются параллельно нагрузке.

Расчет коррекции коэффициента мощности

Для поддержания требуемого коэффициента мощности системы необходимо принять соответствующие меры по коррекции коэффициента мощности . В большинстве случаев инженеры выбирают конденсаторные батареи для коэффициента мощности. коррекция. Вот какой конденсатор требуется для п.ф. поправка определена:

Мы можем измерить напряжение питания с помощью вольтметра и ток, потребляемый нагрузкой, с помощью амперметра. Из этих данных мы можем рассчитать текущую плотность мощности, полную мощность и реактивную мощность, потребляемую нагрузкой, используя приведенные ниже формулы.

Полная мощность = V x I (измерено с помощью амперметра и вольтметра)
Текущий коэффициент мощности = нагрузка, кВт (действительная мощность) / полная мощность ((Полная мощность-кВА) ² – (Реальная мощность-кВт) ² )

И,

Из приведенного выше уравнения,

Расчет мощности конденсатора можно рассчитать следующим образом:

Следовательно,

Где,

C – значение емкости в фарадах

F – частота питания

Xc – емкостное реактивное сопротивление.

Активная мощность (истинная мощность) выражается как:

P= VI.Cos Φ

Для заданной нагрузки P всегда должно быть постоянным, и напряжение, подаваемое источником V, также должно быть постоянным. Параметры I и Cos Φ взаимозависимы. Например, если значение Cos Φ равно единице, то ток, потребляемый нагрузкой от источника, будет:

Cos Φ меньше единицы, скажем, «0,8», то ток, потребляемый нагрузкой от источника, должен быть: ток значительно увеличился. Следовательно, при постоянной нагрузке при постоянном напряжении ток, потребляемый от источника, обратно пропорционален коэффициенту мощности.

Увеличение тока напрямую влияет на стоимость производства электроэнергии, а также увеличивает потери при передаче. Проводник, используемый в оборудовании, предназначен для пропускания через него определенного количества тока. Если коэффициент мощности источника питания низкий, к оборудованию может подаваться больший ток, что может привести к повреждению оборудования или сокращению ожидаемого срока службы.

Коммунальные службы налагают огромные штрафы на коммерческих потребителей, у которых есть p.f. ниже определенного уровня. Поэтому очень важно поддерживать коэффициент мощности на определенном уровне для эффективного использования мощности.

Причины низкого коэффициента мощности

Основной причиной низкого коэффициента мощности является промышленная нагрузка с высокой индуктивностью, подключенная к системе. Когда мы говорим об индуктивной промышленной нагрузке, основной вклад вносят асинхронные двигатели. Большинство этих двигателей работают с низким коэффициентом отставания. При работе на малых нагрузках он работает при к.ф. 0,1-0,4 и повышается до 0,8-0,9.при полной нагрузке. Помимо асинхронных двигателей, печи с индукционным нагревом и дуговые лампы также имеют очень плохое значение коэффициента мощности.

Недостатки низкого коэффициента мощности

• Поскольку кВА обратно пропорциональна коэффициенту мощности, следовательно, чем меньше коэффициент мощности нагрузки, тем выше номинальная мощность в кВА используемых трансформаторов, генераторов и распределительных устройств.
• При фиксированной мощности в кВт кабели будут нести больший ток, если p.f. низкий. Следовательно, это увеличивает размер используемых кабелей.
• Чем выше ток, тем выше будут потери в меди.
• Большие токи во время низких p.f. эксплуатации приводит к плохому регулированию напряжения в трансформаторах, генераторах переменного тока и линии электропередач (из-за внутренних потерь в меди).

Каталожные номера

• Эвальд Фукс; Мохаммад А.С. Масум (14 июля 2015 г.). Качество электроэнергии в энергосистемах и электрических машинах
• Расчет и коррекция коэффициента мощности , США

Компенсация реактивной мощности с помощью HyTEPS

Поиск на этом веб-сайте

HomePower Quality Products Компенсация Cos Phi

Увеличить коэффициент мощности

Предотвратить тариф на реактивную мощность и снизить тепловыделение

Коэффициент мощности, или косинус фи, можно улучшить несколькими способами. Коэффициент мощности можно увеличить путем компенсации реактивной мощности, используемой в индуктивных нагрузках, таких как двигатели и индукционные печи. Компенсация реактивной мощности может быть достигнута с помощью конденсаторных батарей различных типов, но возможна и активная электронная компенсация. Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки. HyTEPS специализируется на поиске наилучшего решения любых ваших проблем.

Преимущества коррекции коэффициента мощности

• Лучшее использование доступной мощности установки
• Возможность подключения больших нагрузок без увеличения размера подключения к сети
• Снижение перегрева и перегрузки установки и связанных с ней компонентов
• Увеличение ожидаемого срока службы установки и связанных с ней компонентов за счет снижения нагрева
• Снижение потерь энергии и снижение счетов за электроэнергию
• Сокращение выбросов CO ₂ Выбросы

Конденсаторные батареи или статические ВАр-генераторы

Статические ВАр-генераторы лучше защищены от экстремальных условий, таких как колебания температуры и слабые сети с большим количеством гармонических напряжений. SVG также больше подходят для быстро меняющихся нагрузок. Конденсаторная батарея не способна корректировать коэффициент мощности емкостных нагрузок, в то время как SVG может это сделать. Главный недостаток SVG — это, конечно же, более высокая стоимость.

Функционирование конденсаторной батареи Cos Phi

Установка конденсаторной батареи Cos Phi снижает потребляемую реактивную мощность. Конденсаторная батарея обеспечивает емкостную мощность для компенсации индуктивной мощности (реактивной мощности). В результате реактивная мощность не проходит через всю установку. Потери энергии в установке значительно снижаются, а энергоэффективность повышается.

Подходящий тип и емкость

Доступны различные типы конденсаторных батарей Cos Phi (регулируемые и фиксированные) с десятками различных мощностей. Каждая установка и ситуация требуют правильного анализа и расчета, чтобы выбрать наиболее подходящую конденсаторную батарею. HyTEPS обладает значительными знаниями и многолетним опытом, что позволяет нам консультировать вас. Мы поставляем широкий ассортимент высококачественных конденсаторных батарей Cos Phi от нескольких высококачественных поставщиков.

Расположение устройства коррекции коэффициента мощности

Расположение устройства коррекции имеет ключевое значение для достижения ваших целей. Реактивная мощность может компенсироваться децентрализованно. Основным преимуществом этого метода является тот факт, что по питающим линиям не протекает реактивный ток. Это предотвращает высокие потери в кабеле в больших распределенных установках. Реактивная мощность также может компенсироваться централизованно. Это можно сделать в сети среднего напряжения, что дает преимущество масштаба.

Децентрализованная компенсация

(у конечного пользователя)

• Подходит для постоянного потребления, например, двигателей
+ Отсутствие реактивной мощности в питающих линиях
+ Меньшие потери в кабелях в питающих линиях
+ Подходит для меньших мощностей

Централизованная компенсация

(на главном распределительном щите)

• Подходит для компенсации нескольких нагрузок
+ Эффект масштаба
+ Меньше компонентов в установке
+ Возможна большая мощность
+ Подходит для многократно изменяющихся во времени нагрузок
+ Возможна компенсация на уровне среднего напряжения

НИЗКИЙ COS PHI ПОВЫШАЕТ НЕОБХОДИМОСТЬ В КОМПЕНСАЦИИ COS PHI.