Коэффициент мощности, что это такое?

P ” width=”” height=””> – активная мощность,

Q ” width=”” height=””> – реактивная мощность.

Если коэффициент мощности увеличить до 90%, можно получить большую активную мощность при том же значении кажущейся мощности:

Каковы причины низкого коэффициента мощности?

Поскольку коэффициент мощности представляет собой отношение активной мощности к кажущейся мощности, легко понять, что низкий коэффициент мощности возникает, когда активная мощность мала по сравнению с кажущейся мощностью. Возвращаясь к нашей аналогии с пивной кружкой, можно сказать, что это происходит, когда уровень реактивной мощности (пена, руки рабочего) высок.

Что вызывает высокий уровень реактивной мощности?

К индуктивным нагрузкам, вызывающим реактивную мощность, относятся:

• трансформаторы,
• асинхронные двигатели,
• Асинхронные генераторы (ветряные турбины)
• осветительные системы из газоразрядных ламп высокой интенсивности.

Эти индуктивные нагрузки потребляют большую часть энергии на производственных предприятиях.

Реактивная мощность (квар), требуемая реактивными нагрузками, увеличивает величину кажущейся мощности (кВА) в системе распределения электроэнергии (Рисунок 4). Это увеличение реактивной и кажущейся мощности приводит к увеличению угла θ между активной и кажущейся мощностью. Напомним, что cosθ (или коэффициент мощности) уменьшается с увеличением θ.

Таким образом, индуктивные нагрузки с высокой реактивной мощностью являются причиной низкого коэффициента мощности.

Единицей измерения является вольт-ампер реактивности (VAR).

Коэффициент мощности (cos φ). Понятие, физический смысл, измерение.

Коэффициент мощности (cos φ) – это параметр, характеризующий искажение формы тока, потребляемого из сети переменного тока. Это важный показатель для потребителя энергии. В значительной степени это определяет требования, предъявляемые к сетям поставок. Он определяет потери в проводниках и внутреннее сопротивление сети.

В цепях постоянного тока мощность, как и все другие параметры, не меняет своего значения за определенное время. Поэтому в постоянном токе существует только мощность как произведение величин тока и напряжения.

В переменном токе значения тока и напряжения постоянно меняются с течением времени. Мощность также меняется. Поэтому вводится понятие мгновенной мощности.

Мгновенная мощность.

Мгновенная мощность – это произведение мгновенного напряжения в цепи и мгновенного тока. На практике мощность ассоциируется с выработкой тепла, механической работой и т.д. И эти явления инерционны по своей природе. Поэтому понятие мгновенной мощности не имеет практического значения, а используется для расчета и понимания происходящих процессов.

Эффективные значения тока и напряжения.

Эффективные значения тока и напряжения используются для оценки и расчета цепей переменного тока.

Среднеквадратичное значение переменного тока определяется как значение эквивалентного постоянного тока, который, протекая через то же сопротивление, что и переменный ток, производит такое же количество тепла за определенный период времени. Математически среднеквадратичное значение определяется как эффективное значение за определенный период времени.

Вольтметры и амперметры переменного тока точно показывают среднеквадратичные значения. Все тепловые расчеты выполняются так же, как и для постоянного тока, только используются среднеквадратичные значения. Но это не всегда верно.

Общая мощность.

Кажущаяся мощность рассчитывается как произведение среднеквадратичных значений тока и напряжения в цепи.

При синусоидальных токах и напряжениях и отсутствии сдвига фаз полная мощность распределяется на нагрузку. Расчеты для цепей переменного тока такие же, как и для цепей постоянного тока, только используются действующие значения тока и напряжения.

Суммарная мощность определяет потребность электрической сети. Он измеряется в В-А, а не в ваттах.

Реактивная мощность.

Как только в цепь переменного тока вводятся реактивные элементы (индуктивность и емкость), все меняется. Реактивные элементы обладают способностью накапливать энергию и отдавать ее обратно в цепь. Появляется реактивная мощность.

Реактивная мощность недоступна для нагрузки и не производит никакой полезной работы. Он накапливается в реактивных элементах нагрузки (конденсаторах, индукторах), а затем возвращается в сеть. Само собой разумеется, что это возвращается с потерями в проводниках, внутренним сопротивлением электросети и т.д. Поэтому в любой энергосистеме целью является снижение реактивной мощности до минимума.

Реактивная мощность может быть положительной (для индуктивных цепей) или отрицательной (для емкостных элементов).

Единицей измерения является вольт-ампер реактивности (VAR).

Активная мощность.

Активная мощность остается на нагрузке. Это то, что делает полезную работу. Активная мощность – это среднее значение мгновенной мощности за определенный период.

Основные взаимосвязи между параметрами.

Полная мощность в цепи переменного тока равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощности.

Активная мощность рассчитывается как:

I и U – среднеквадратичные значения тока и напряжения.

Это означает, что активная и кажущаяся мощность связаны коэффициентом – cos φ.

cos φ – косинус угла между напряжением сети и током, потребляемым нагрузкой. Это соотношение справедливо только для синусоидальных токов и напряжений. Когда cos φ = 1, активная мощность, подводимая к нагрузке, является полной. Вся энергия, содержащаяся в питающей сети, используется для полезной работы. Это справедливо только для чисто активной нагрузки без реактивной составляющей.

cos φ – коэффициент мощности (КМ) для переменных цепей с синусоидальными током и напряжением.

Однако многие потребители электроэнергии не только сдвигают фазу, но и искажают форму тока. Примером может служить источник питания с бестрансформаторным входом. Это эквивалентная схема для подключения к электросети.

В таких устройствах сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается конденсатором большой емкости. Полученное постоянное напряжение с низкой пульсацией используется для дальнейшего преобразования.

Для сетевого питания эта схема представляет собой активно-емкостную нагрузку. Однако диоды выпрямительного моста имеют нелинейные характеристики. В начале и конце периода они закрываются, и нагрузка отключается. В середине периода диоды открываются и в дополнение к активной нагрузке подключают к сети значительную сглаживающую емкость фильтра. В результате ток имеет искаженную форму, показанную на рисунке.

Это один из самых неприятных видов нагрузки, но и самый распространенный. Все бытовые приборы (телевизоры, компьютеры … ) относятся к этому типу нагрузки.

Коэффициент мощности (КМ) в искаженных цепях переменного тока определяется как отношение активной мощности к кажущейся мощности.

Следующие диаграммы иллюстрируют, как КМ влияет на производительность электрических нагрузок.

На этом рисунке показаны осциллограммы для чисто активной нагрузки. Фазовый сдвиг отсутствует, cos φ = 1, вся энергия из сети преобразуется в активную мощность на нагрузке.

На втором рисунке показан крайне неблагоприятный сценарий.

Сдвиг фаз между током и напряжением составляет 90°, cos φ = 0. Видно, что график мгновенной мощности симметричен относительно 0. Средняя активная мощность равна 0. Конечно, устройства с cos φ = 0 на практике не встречаются, но существует множество промежуточных вариантов. Например, бестрансформаторный источник питания, приведенный в качестве примера выше, имеет КМ от 0,6 до 0,7.

Важность КМ можно продемонстрировать с помощью простого расчета.

Два потребителя электроэнергии с одинаковой активной (полезной) мощностью. У первого cos φ = 1, а у второго cos φ = 0,5. Это означает, что второй потребитель потребляет из сети в два раза больше тока, чем первый. Поскольку потери тока в проводниках квадратичны (P = I 2 * R), потери сопротивления во втором случае в 4 раза больше. Требуются проводники большего сечения.

Для тяжелых грузов, длинных линий электропередач особенно важна высокая мощность.

Измерение коэффициента мощности.

Для измерения cos φ используются специальные приборы, называемые фазометрами. Они используются в сетях, где потребляемый ток имеет синусоидальную форму без искажений.

Для измерения коэффициента мощности для искажающих нагрузок обычно используется следующая процедура.

Схема измерения коэффициента мощности.

Общая мощность должна быть рассчитана как произведение показаний вольтметра и амперметра.

Теперь активную мощность (показания ваттметра) нужно разделить на кажущуюся мощность.

Если у вас нет ваттметра, вы можете использовать счетчик электроэнергии.

Для этого измерьте время 10 калибровочных импульсов (миганий светодиода на корпусе измерителя). Вычислите время периода одного импульса (разделите на 10). Зная коэффициент счетчика (обычно 3200 импульсов на кВт), можно рассчитать активную мощность нагрузки. Учитывая, что счетчики электроэнергии имеют класс точности 1,0, измерение будет достаточно точным.

Коррекция коэффициента мощности.

Существуют специальные устройства – корректоры коэффициента мощности (ККМ) – которые увеличивают КМ. Они могут быть пассивными или активными.

При пассивной коррекции коэффициента мощности дроссель подключается последовательно с цепью питания. Это решение часто используется в станциях катодной защиты трансформаторов. Однако это отчаянное решение. Другого решения для трансформаторных подстанций не существует. Дроссель должен иметь огромные размеры, не меньше, чем трансформатор, питающий станцию. Размер, вес, цена подстанции увеличиваются почти вдвое, а коэффициент мощности можно поднять только до 0,85.

В инверторных станциях катодной защиты без корректора мощности (выпрямительно-конденсаторная нагрузка, пример выше) КМ составляет около 0,6 – 0,7. Для его повышения используются специальные электронные модули – активные корректоры коэффициента мощности. Их схема основана на принципе повышающего импульсного преобразователя. Специальные схемы управления отслеживают форму потребляемого тока и управляют ключом преобразователя так, чтобы он стал синусоидальным. На выходе активного КРМ создается постоянное напряжение 380 – 400 В. Поэтому их нельзя использовать с трансформаторами.

Активные ККМ увеличивают КМ до 0,95 – 0,99.

Пример активной ККМ мощностью 2000 Вт для инверторной станции катодной защиты серии TIELLA.

Коэффициент мощности – это безразмерная физическая величина.

Как рассчитать коэффициент мощности

Коэффициент мощности рассчитывается как отношение активной мощности (P) к кажущейся мощности (S)

Где – реактивная мощность.

Коэффициент мощности для трехфазного асинхронного двигателя рассчитывается по формуле:

Коэффициент мощности может быть определен, например, с помощью треугольника сопротивления (рис.1a) или треугольника мощности (рис.1b).

Треугольники на рисунке 1(a и b) подобны, потому что их стороны пропорциональны.

Посмотрите на треугольник власти. Вспомните тригонометрию (это что-то из математики) – она пригодится здесь.

Что такое косинус Фи (cos φ) – “коэффициент мощности”

Косинус фи (cos φ) косинус угла между фазой напряжения и фазой тока.
При активной нагрузке фаза напряжения совпадает с фазой тока, φ (между фазами) равен 0 (нулю). А как мы знаем, cos0=1. Другими словами, для активной нагрузки коэффициент мощности равно 1 или 100%.

Активная нагрузка

В емкостной или индуктивной нагрузке фаза тока не совпадает с фазой напряжения. Это приводит к “сдвигу фаз”.
Для индуктивных или активно-индуктивных нагрузок (с катушками: двигатели, дроссели, трансформаторы) фаза тока задерживается по отношению к фазе напряжения.
При емкостной нагрузке (конденсатор) фаза тока предшествует фазе напряжения
Так почему косинус фи (cos φ) то же самое, что коэффициент мощностиэто потому, что S=U*I.
Посмотрите на приведенные ниже графики. Здесь φ равен 90 косинусу phi (cosφ)=0 (ноль).

Емкостная нагрузка

Индуктивная нагрузка

Попробуем для простоты рассчитать мощность, приняв максимальное напряжение за 1 (100%), в этот момент ток равен 0 (нулю). И наоборот, когда ток максимален, напряжение равно нулю.
Оказывается, что эффективная мощность равна 0 (нулю).

Коэффициент мощности это отношение полезной активной мощности к кажущейся мощности, т.е. cosφ=P/S.

Треугольник власти

Взгляните на треугольник власти. Вспомните тригонометрию (это что-то из математики), она пригодится здесь.

Q =U x I x sin φ.

На практике. Если подключить асинхронный двигатель к сети без нагрузки, на холостом ходу. Напряжение вроде бы присутствует, ток тоже присутствует, если его измерить, но никакой полезной работы не происходит. Поэтому активная мощность минимальна.
Если нагрузка на двигатель увеличивается, сдвиг фаз начинает уменьшаться и, следовательно, косинус фи (cos φ) увеличивается, а вместе с ним и активная мощность.

К счастью, измерители активной мощности регистрируют только активную мощность соответственно. Поэтому вам не придется переплачивать за общую мощность.

Однако реактивная мощность имеет большой недостаток, поскольку она создает ненужную нагрузку на энергосистему, что в свою очередь приводит к потерям.

Читайте далее:

• Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
• Значение слова ЭЛЕКТРОТЕХНИКАЦИЯ. Что такое ЭЛЕКТРОТЕХНИКА?.
• Что такое реактивная мощность и как с ней бороться; Сайт для электриков – статьи, советы, примеры, диаграммы.
• Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• С низким пусковым током: корректоры коэффициента мощности от STM.
• Полное сопротивление цепи переменного тока – Основы электроники.
• Лекции по ТЭ – #27 Явление резонанса в электрических цепях.

Расчёт значения коэффициента мощности CosFi мотора холодильного компрессора БИТЦЕР

 Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Можно показать, что если источник синусоидального тока (например, розетка ~220 В, 50 Гц) нагрузить на нагрузку, в которой ток опережает или отстаёт по фазе на некоторый угол от напряжения, то на внутреннем активном сопротивлении источника выделяется повышенная мощность. На практике это означает, что при работе на нагрузку со сдвинутыми напряжением и током от электростанции требуется больше энергии; избыток передаваемой энергии выделяется в виде тепла в проводах и может быть довольно значительным.

На графиках: 

Синусоидальное напряжение (красная линия) и ток (зелёная линия) имеют фазовый сдвиг φ = 45^о , т.о. Cosφ = 0,71  — нагрузка имеет и активную, и реактивную составляющие. Мгновенная мощность (синяя линия) и активная мощность (голубая линия) рассчитаны из переменного напряжения и тока с коэффициентом мощности, равным 0,71. Расположение синей линии (графика мгновенной мощности) под осью абсцисс показывает, что некоторая часть подводимой мощности всё же возвращается в сеть в течение части цикла, отмеченного φ.

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. Это можно представить в виде треугольника векторов.

где :

S — полная или «видимая» мощность , потребляемая из сети (kVA)

Q — реактивная или «неактивная» мощность (kvar)

P — активная или «реальная» мощность (kW)

Т.о. Cosφ 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 (В∙А) вместо ватта (Вт).

Cosφ — коэффициент мощности каждого потребителя электроэнергии необходимо учитывать при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в электрической сети в общих потерях, что выражается в избыточном потреблении электроэнергии и снижении КПД электрооборудования, питающегося от данной сети.

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. 

Безусловно, холодильный компрессор, в состав которого входит асинхронный трёхфазный двигатель переменного тока, является таковым потребителем, и величина его коэффициента мощности существенно влияет на величину электропотребления всей холодильной установки.

Из теории электрических машин следует, что значение коэффициента мощности Cosφ является величиной переменной и зависит от величины нагрузки на электродвигатель. Т.е. чем ближе текущая нагрузка на валу асинхронного электродвигателя к наибольшей расчётной, тем выше значение Cosφ, тем оно ближе к 1.

Перекачиваемый холодильным компрессором газообразный хладагент  в зависимости от требуемых от холодильной установки холодо- или теплопроизводительности имеет различные рабочие температуры  t_o и  t_c , а следовательно и величины рабочих давлений p_o и p_{c ,} которые могут варьироваться в довольно широком диапазоне (в пределах области допустимого применения разумеется). Т.о. и нагрузка на мотор холодильного компрессора может быть весьма различной — чем выше значения t_o и  t_c , тем нагрузка на мотор выше и, соответственно, чем ниже t_o и  t_c , тем и нагрузка на мотор ниже. Неслучайно, практически все производители компрессорного оборудования предусматривают оснащение нескольких моделей одинаковой объёмной производительности  различными приводными электродвигателями, оптимизированными под различную нагрузку: высоко- , средне- и низкотемпературные модели. Это позволяет не только оптимизировать стоимость компрессоров различного назначения, но и улучшить показатели их энергопотребления.

В программе подбора оборудования BITZER Software 6.3.2 при вычислении потребляемой мощности компрессоров значение Cosφ учитывается следующим образом:  P = S Cosφ (см. векторный треугольник выше). В результатах расчёта конкретного компрессора на определённом режиме работы в графе «Потребл. мощность» указывается теоретическое значение активной потребляемой мощности Р(кВт), а в графе «Ток (400V)» указывается реальное значение рабочего тока I (А), полученное с учётом реально потребляемой компрессором полной мощности S. 

Таким образом, значение Cosφ можно вычислить по простой формуле: Cosφ = P/S = P/(1,732 *U*I).

Обращаю внимание на то, что при расчётах в программе напряжение сети принимается U=400V. Но, если реальная величина напряжения отличается от расчётной, то на величину реальных Р и Cosφ это не влияет, так как выполняется соотношение U * I = const. Т.е. чем ниже напряжение в сети, тем выше рабочий ток.

Рассмотрим два примера расчёта одного и того же самого большого винтового компактного компрессора БИТЦЕР CSH95103-320Y, работающим на R134a с ECO на двух различных режимах:

1 режим —  тепловой насос, t_o =12^оС,   t_c =70^оС    Cosφ =0,89

2 режим —  чиллер ледового катка, t_o = -15^оС,   t_c =25^оС    Cosφ =0,74

Очевидно, что нагрузка на мотор этого компрессора на режиме 2 значительно более низкая, чем на режиме 1. Соответственно, значения коэффициента мощности у одного и того же мотора, но работающего на разных нагрузках получается разное.

Для повышения качества электропотребления применяются различные способы коррекции коэффициента мощности, то есть его повышения до значения, близкого к единице.

Из приведённых выше примеров 1 и 2  наглядно видно, что даёт эта коррекция для  холодильных установок, особенно для компрессора чиллера ледового поля — режим 2. Величина реактивной мощности при таком режиме работы становится значительной. Величина полной мощности, учитывающей величину активной мощности, а также потребление из сети и генерацию в сеть реактивной мощности, составляет  S=P/Cosφ = 140kVA

Если в системе электропитания компрессора установить корректирующую систему, повышающую значение  Cosφ  до 0,95 , то это позволит снизить величину полной потребляемой мощности компрессора до 132,7kVA и, таким образом, уменьшить рабочий ток с 201А до 156,6А.

Это реальный аргумент для заказчика большой холодильной машины, электропитание которой ограничено проектным заданием. Известно, что применение системы коррекции коэффициента мощности было успешно применено на объекте  Хладотехника, Новосибирск. Винтовые централи с воздушными маслоохладителями на комплексе фирмы «Инмарко» . На этом комплексе добились существенного снижения полной потребляемой мощности за счёт корректировки  Cosφ уже на этапе проектирования.

Коррекция реактивной составляющей полной мощности потребления устройства выполняется путём включения в цепь реактивного элемента, производящего обратное действие. Например, для компенсации действия электродвигателя переменного тока, обладающего высокой индуктивной реактивной составляющей полной мощности, параллельно цепи питания включается конденсатор большой ёмкости.

В настоящее время многие производственные электротехнические компании предлагают готовые собранные в щите корректирующие системы по вполне приемлемым ценам. См. например, предложение Санкт-Петербургской компании ЭЛЕКТРОМИР на Установки компенсации реактивной мощности (АУКРМ)

Cos Phi и реактивная мощность

к обзору Информационные документы Последствия плохого cos-phi

Что такое Cos Phi?

Что означает Cos Phi ? Cos Phi указывает, сколько энергии потерял во время « транспортировки » энергии. Отношение фактической мощности к кажущейся мощности есть Cos Phi. Ток не совпадает по фазе с напряжением. Это вызывает реактивную мощность.

Уменьшение реактивной мощности

В дополнение к фактической мощности кабели, линии и трансформаторы должны также передавать реактивную мощность. Реактивная мощность – это потеря энергии. Если вы хотите использовать инфраструктуру более эффективно или находитесь на пределе своих возможностей подключения, интересно уменьшить реактивную мощность, чтобы вы могли по-прежнему » вырасти » без расширения вашей установки. Возможно, вам также придется доплачивать оператору сети за транспортируемую реактивную мощность.

Что такое реактивная мощность?

Активная и реактивная энергия

Целью электрической сети является транспортировка энергии от источника к потребителю.Энергия состоит из активной энергии (Pw) и реактивной энергии (Pb).Активная энергия преобразуется в механическую энергию (двигатель), свет (лампа) или тепловую энергию (нагрев или охлаждение).Реактивная энергия используется для поддержания магнетизма трансформаторов, балластов и газоразрядных ламп, в результате чего ток и напряжение не совпадают по фазе.

Фазовый сдвиг — Отслеживание тока

При индуктивной нагрузке ток «прыгает» по напряжению. Степень скачка тока в зависимости от напряжения обозначается буквой phi или буквой Φ . Phi — это угол между напряжением и током. В дополнение к фазовому сдвигу реактивная мощность в некоторых случаях также может быть вызвана загрязнением сети ( гармоники ).

Фазовый сдвиг напряжение-ток cos phi

Ощутимая энергия

На приведенном ниже рисунке показано, что имеет значение только активная энергия, фактическая мощность (пиво). Реактивная мощность не преобразуется в содержательную энергию (пена). Если сложить пиво и пену, то получится минимальный размер стакана. В энергетике, если сложить фактическую мощность и реактивную мощность, мы получим минимальную требуемую мощность электрической инфраструктуры. Чем больше реактивная мощность, тем больше требуется меди, трансформатора и присоединительной мощности.

Компенсация ослепляющей мощности

Рабочий коэффициент cosΦ

Отношение активной мощности к полной мощности представляет собой коэффициент мощности или косинус фи (cosΦ). Cos Phi можно улучшить с помощью компенсации Cos Phi. Cos Phi рассчитывается следующим образом:

Рабочий коэффициент = Pw / Ps = cosΦ (bij 50 Гц)

Реактивная мощность, генерируемая гармониками

Увеличение электронных нагрузок, таких как преобразователь частоты s, электронные блоки питания и Светодиодное освещение вызывает все большее гармоническое загрязнение. Гармоническое загрязнение вызывает дополнительную реактивную мощность.

Что такое гармоника?

Гармоника – это частота, кратная основной частоте. Основная частота — это самая низкая (естественная) частота, которую система демонстрирует естественным образом. Собственная частота системы — это частота, которую система может демонстрировать естественным образом. Подробнее о высших гармониках.

Активный фильтр

Отношение активной мощности к кажущейся на всех частотных компонентах является коэффициентом мощности. Если более высокие гармоники в сети напряжения вызывают проблемы или увеличивают полную мощность, лучше всего использовать активный фильтр. Мы объясним это более подробно в нашем White Paper по активным фильтрам  Мы расскажем вам об этом подробнее. Коэффициент мощности рассчитывается следующим образом:

Коэффициент мощности = Pw / Ps (для всех частотных составляющих)

Последствия плохого Cos-Phi

• Перегрузка и перегрев электроустановки.
• Значение соединения с оператором сети больше, чем необходимо.
• Процент нагрузки на комнату, стойку или цепь.
• Непреднамеренное отключение автоматических выключателей установки и, следовательно, процессов.
• Штраф от энергетической компании и более высокий счет за электроэнергию, чем необходимо.
• Большой счет за электроэнергию.

Компенсация Cos Phi — Снижение реактивного тока

Улучшение cos-phi или снижение реактивного тока вскоре обретает смысл. Кроме того, компенсация cos-phi имеет ряд положительных побочных эффектов:

• Компенсация незначительных прерываний и переходных процессов, что повышает надежность.
• Более оптимальное использование пропускной способности соединения.
• Компенсация переменных нагрузок.
• Фильтрация гармоник (до 5-й и 7-й, выше активной фильтрации).
• Сильное сокращение выбросов CO².

Где компенсировать слепой ток?

Компенсация нагрузки

Децентрализованная компенсация (т. е. установка компенсации cos-phi на нагрузке) обычно рекомендуется для потребителей с индивидуальной нагрузкой более 25 кВт, которые почти постоянно работают, таких как большие вентиляторы, молотковые мельницы и трансформаторы с относительно стабильной нагрузкой.

Компенсация на главном распределителе

Централизованная компенсация (т.е. установка компенсации на главном распределителе) рекомендуется при изменении нагрузки. В таких случаях почти всегда выбирается автоматически управляемый компенсационный банк.

Децентрализованная компенсация cos-phi по сравнению с централизованной

Виды компенсации банкам Cos Phi компенсация

В стандартных ситуациях мы всегда рекомендуем использовать настроенные банки компенсации для компенсации Cos Phi. Эти компенсационные батареи отфильтровывают гармоники и защищают сигнал TF энергетической компании от коротких замыканий.

1. Нерегулируемый, настроенный компенсационный блок (с катушками)

Нерегулируемый, настроенный компенсационный блок часто используется для двигателей с относительно большой мощностью и сетевых трансформаторов с относительно стабильной нагрузкой.

2. Регулируемая компенсационная батарея с настройкой

Мы рекомендуем блок регулируемой компенсации с регулировкой для ситуаций, когда компенсация является централизованной, а нагрузка может меняться. Емкость регулируемого компенсационного банка точно соответствует требуемому объему компенсационной емкости с использованием контроллера Janitza  Prophi. Таким образом предотвращается избыточная компенсация, и комплект можно применять повсеместно.

3. Блок компенсации с тиристорным управлением с настройкой

Блоки компенсации с тиристорным управлением используются в ситуациях, когда нагрузка быстро меняется, например, сварочные линии, подъемные системы, краны и машины для литья под давлением. Тиристоры переключаются быстро и точно при переходе тока через ноль. Это означает, что нагрузка контролируется быстро и точно, предотвращая недостаточную или чрезмерную компенсацию.

Подробнее об активных фильтрах для компенсации cos phi

Семь вопросов для компенсации cos phi

С компенсация cos-phi, вы можете значительно сэкономить. Неправильное применение этой компенсации может привести к таким проблемам, как чрезмерная или недостаточная компенсация, проблемы с энергокомпанией или перегрузка, повреждение или даже пожар. Вот почему мы даем вам хороший совет, в котором важны следующие вопросы:

1. В какой среде применяется компенсация Cos-Phi?

• Промышленность
• Офис
• Чистая перерабатывающая промышленность

2. Можно ли отложить компенсацию?

• Физическое место для размещения компенсации.
• Влага и грязь плохо влияют на компенсацию.
• В комнате не должно быть слишком жарко.

3. Есть ли место на распределителе для подключения компенсации?

• Для подключения компенсации требуются три фазы и одна земля.
• Учитывайте правильное применение номиналов предохранителей и сечений компенсационных кабелей.

4. Какой трансформатор следует использовать для компенсации?

• Сколько кВА трансформатор?
• Какое напряжение короткого замыкания трансформатора (в % на заводской табличке)?
• Есть ли параллельные трансформаторы?

5.

Какая нагрузка на установку должна быть компенсирована?

• Быстро меняющиеся нагрузки? (аппарат точечной сварки, кран), затем тиристорная компенсация.
• Сильно ли загрязнена сеть? (регуляторы частоты, импульсный источник питания и др. сварочное оборудование)

6. Какова частота текущего сигнала тональной частоты?

• Сколько Гц составляет сигнал TF? Ваш сетевой оператор знает ответ на этот вопрос.

7. Легко ли подключить контроллер?

• Один трансформатор тока требуется для Контроллер Janitza . Можно ли это использовать?
• Можно ли закоротить трансформатор тока ?
• Существует ли безопасное измерительное напряжение?

Таблица – Номиналы предохранителей и сечения кабелей

PFC Диаметр кабеля, номиналы предохранителей (для 400 В/50 Гц) сети

Дополнительные технические документы

Что такое коэффициент мощности (Cos ϕ)? PF Определение и формулы

В электротехнике коэффициент мощности относится только и только к цепям переменного тока, т. е. коэффициент мощности (P.f) отсутствует в цепях постоянного тока из-за нулевой разности частоты и фазового угла (Φ) между током и напряжением.

Что такое коэффициент мощности?

Коэффициент мощности может быть определен тремя следующими определениями и формальными формулами.

• Вы также можете прочитать: Полезна ли реактивная мощность?

1).   Косинус угла между током и напряжением называется коэффициентом мощности.

• P = VI Cosθ ИЛИ
• Cosθ = P ÷ V I ИЛИ
• Cosθ = кВт ÷ кВА ИЛИ
  
• Cosθ = Истинная мощность ÷ Полная мощность

Где:

• P = мощность в ваттах
• В = напряжение в вольтах
• I = ток в амперах
• Вт = реальная мощность в ваттах
• ВА = Полная мощность в вольт-амперах или кВА
• Cosθ = коэффициент мощности

2). Соотношение между сопротивлением и импедансом в цепи переменного тока известно как коэффициент мощности.

Cosθ = R ÷ Z

Где:

• R = сопротивление в Омах (Ом)
• Z = импеданс (сопротивление в цепях переменного тока, т.е. X _L , X _C и R известный как Индуктивное реактивное сопротивление , емкостное реактивное сопротивление и сопротивление соответственно) в Ом (Ом)
• Cosθ = коэффициент мощности

Полное сопротивление «Z» — полное сопротивление цепи переменного тока, т. е.

Z = √ [R ² + (X _L + X _C ) ² ] 900 08

Где:

• Х _л = 2π f L   … L — индуктивность в Генри
• X _C = 1 ÷ 2π f C … C – емкость в фарадах

Связанная запись: Разница между активной и реактивной мощностью

3). Отношение между активной мощностью и полной мощностью в вольт-амперах называется коэффициентом мощности.

• Cosθ = Активная мощность ÷ Полная Мощность
• Cosθ = P ÷ S
• Cosθ = кВт ÷ кВА

Где

• кВт = P = Реальная мощность в киловаттах
• кВА = S = полная мощность в киловольт-амперах или ваттах
• Cosθ = коэффициент мощности

Формула коэффициента мощности в трехфазных цепях переменного тока

Коэффициент мощности Cos θ = P ÷ √3 В _L ×  I _L …     Линейный ток и напряжение

Коэффициент мощности Cos θ = P ÷ √3 В _P ×  I _P …  Фазовый ток и напряжение

Треугольник коэффициента мощности и примеры

Пивная аналогия активной или истинной мощности , реактивная мощность, полная мощность и коэффициент мощности.