Hệ số công suất là gì?

Hệ số công suất là gì?

Giải thích hệ số công suất. Trong hướng dẫn này, chúng tôi xem xét hệ số công suất. Chúng ta sẽ tìm hiểu hệ số công suất là gì; hệ số công suất tốt và xấu, cách so sánh hệ số công suất; nguyên nhân của hệ số công suất; tại sao và cách khắc phục hệ số công suất cũng như một số phép tính ví dụ để giúp bạn học kỹ thuật điện.

Hệ số công suất là gì và tại sao nó lại quan trọng?

Hệ số công suất là biểu hiện của hiệu quả sử dụng năng lượng. Nó thường được biểu thị bằng phần trăm; và phần trăm càng thấp, thì việc sử dụng điện năng càng kém hiệu quả.

Hệ số công suất (PF) là tỷ số giữa công suất làm việc; được đo bằng kilowatt (kW), với công suất biểu kiến, được đo bằng kilovolt ampe (kVA).

Công suất biểu kiến ​​hay còn gọi là cầu; là thước đo lượng điện năng được sử dụng để chạy máy móc; thiết bị trong một khoảng thời gian nhất định. Nó được tìm thấy bằng cách nhân (kVA = V x A). Kết quả được biểu thị bằng đơn vị kVA.

Hệ số công suất là gì?

PF biểu thị tỷ số giữa công suất thực; sử dụng trong mạch với công suất biểu kiến ​​cung cấp cho mạch. Hệ số công suất 96% chứng tỏ hiệu suất cao hơn hệ số công suất 75%. RPH dưới 95% được coi là không hiệu quả ở nhiều vùng.

Cách hiểu về hệ số công suất

Hệ số công suất là gì

Bia là công suất hoạt động (kW) —công suất hữu ích, hay bia lỏng, là năng lượng đang hoạt động. Đây là phần bạn muốn.

Bọt là công suất phản kháng (kVAR) —bọt là công suất hao phí hoặc công suất bị mất. Đó là năng lượng được tạo ra không thực hiện bất kỳ công việc nào; chẳng hạn như sản sinh nhiệt hoặc rung động.

Cốc là công suất biểu kiến ​​(kVA) —cái cốc là công suất nhu cầu, hoặc công suất được cung cấp bởi tiện ích.

Chúng tôi trả tiền cho một ly bia, nhưng bên trong ly có cả bia và bọt. Càng có nhiều bia, chúng tôi càng có ít bọt; nên chúng tôi nhận được giá trị xứng đáng với đồng tiền. Nếu có nhiều bọt thì không có nhiều bia; và chúng ta không nhận được giá trị xứng đáng với đồng tiền bỏ ra.

Tại sao hệ số công suất lại Quan trọng?

Ví dụ.
Một máy điện chạy ở công suất 100 kW (Công suất làm việc); và Công suất biểu kiến ​​do các tiện ích Điện cung cấp là 125 kVA.  Tại sao công suất làm việc của máy móc; và điện do công ty Điện lực cung cấp lại khác nhau?
Vâng, có một khái niệm về Hệ số công suất đằng sau đó. Vì vậy chúng ta phải hiểu rõ ràng về nó. Ở đây nếu chúng ta tìm được PF; chúng ta chia 100 kW cho 125 kVA (theo định nghĩa của Hệ số công suất); thì chúng ta có PF là 0,8 (80%).

Có nghĩa là chỉ 80% cường độ dòng điện đến hoạt động hữu ích trong mạch; và 20% được sử dụng bởi các phần tử phản kháng trong mạch. Nói cách khác, chúng ta có thể nói rằng 80% công suất là công suất hữu ích; còn được gọi là công suất thực hoặc công suất thực; và 20% công suất còn lại là công suất phản kháng; được sử dụng bởi phần tử phản kháng trong mạch.

Bởi vì Công ty Điện lực phải cung cấp tổng công suất biểu kiến ​​(kVA) cho người tiêu dùng; và đổi lại người tiêu dùng chỉ trả cho họ công suất thực (kW). Do PF thấp, người tiêu dùng trả ít số tiền hơn cho Power company. Đây được coi là tổn thất cho công ty điện lực; cũng như không mang lại lợi ích gì cho người tiêu dùng. Vì vậy, công ty điện lực phạt người tiêu dùng vì duy trì PF kém. Vì vậy PF cao hơn có lợi cho cả các đơn vị cung cấp điện; cũng như người tiêu dùng.

Các loại hệ số công suất

Có ba loại hệ số công suất trong khoa học điện. Đây là hệ số công suất hàng đầu, hệ số công suất trễ và hệ số công suất Unity . Chúng ta hãy thảo luận chi tiết về tất cả các loại hệ số công suất này.

các loại hệ số công suất

1.  Hệ số công suất dẫn 

Hệ số công suất dẫn đầu biểu thị rằng tải trong mạch có bản chất là điện dung. Khi tải cung cấp công suất phản kháng cho mạch; do đó trong trường hợp này thành phần phản kháng (Q) của Công suất điện sẽ âm. Nếu trong đoạn mạch điện có suất điện trở lớn hơn suất điện động cảm ứng; thì PF của đoạn mạch sẽ là hệ số công suất lớn nhất. Trong trường hợp này, dòng điện hoạt động sẽ dẫn phasor điện áp một góc θ. ngược lại trong đoạn mạch thuần điện dung dòng điện dẫn điện áp một góc θ = 90o .

2.  Hệ số công suất trễ :

 Hệ số công suất trễ biểu thị rằng tải trong mạch là cảm ứng. Vì tải sẽ tiêu thụ công suất phản kháng; do đó trong trường hợp này thành phần phản kháng (Q) của Công suất điện sẽ dương. Nếu trong mạch điện có điện kháng nhiều hơn điện dung; thì PF của mạch sẽ là hệ số công suất trễ. Trong trường hợp này, dòng điện hoạt động sẽ làm trễ phasor điện áp một góc θ. Trong khi đó trong đoạn mạch thuần cảm; dòng điện trễ pha điện áp một góc θ = 90o .

3. Hệ số công suất thống nhất :

Hệ số công suất thống nhất biểu thị rằng; tải trong mạch hoàn toàn là điện trở. Do tải sẽ tiêu thụ công suất tác dụng; do đó, trong trường hợp này, thành phần phản kháng (Q) của công suất điện sẽ bằng không. Do đó, trong trường hợp hệ số công suất hợp nhất; tổng công suất biểu kiến ​​sẽ được sử dụng trong mạch. Trong mạch điện, nếu cảm kháng và điện kháng cân bằng nhau; thì mạch sẽ ở điều kiện cộng hưởng; và được coi là điện trở thuần do đó PF của mạch sẽ là hệ số công suất hợp nhất. Trong trường hợp này, dòng điện hoạt động sẽ cùng pha với phasor điện áp Trong trường hợp này,θsẽ là 0 độ.

Cách đo hệ số công suất của bạn

Có nhiều cách để đo hệ số công suất của bạn:

  • Ghi nhật ký các thiết bị trên thiết bị
  • Thiết bị đo lường và ghi nhật ký phức tạp hơn được lắp đặt trên các mạch riêng lẻ
  • Đo đếm điện năng cũng có thể có khả năng ghi lại hệ số công suất (thường là dữ liệu khoảng thời gian ½ giờ) cho toàn bộ trang web và thông tin này có thể có sẵn từ đại lý bán lẻ điện của bạn.

Nếu bạn không có kỹ năng trong nhà, bạn có thể thuê một chuyên gia bên ngoài để giúp bạn đánh giá hệ số công suất và xác định bất kỳ nguyên nhân và giải pháp nào để cải thiện hệ số công suất của bạn.

Có nhiều lý do khiến một trang web có thể có hệ số công suất kém nhưng các nguyên nhân chính là:

  • Tải trọng cảm ứng như máy biến áp
  • Động cơ AC
  • Thiết bị hàn
  • Lò hồ quang và ánh sáng huỳnh quang.

Lợi ích của việc cải thiện hệ số công suất của bạn

Có một số lợi ích khi tăng hệ số công suất của bạn:

  1. Giảm phí theo yêu cầu; Để giảm nhu cầu của bạn về mạng lưới điện; điều này có thể làm giảm chi phí điện của bạn; nếu bạn là một trong số ít khách hàng hiện đang bị tính phí theo biểu giá yêu cầu kVA
  2. Tuân thủ hợp đồng; Để giúp bạn đáp ứng các yêu cầu kết nối; được nêu trong thỏa thuận kết nối của bạn
  3. Tăng công suất; Giảm nhu cầu trên mạng có thể cho phép bạn kết nối máy móc; hoặc thiết bị bổ sung mà không cần nâng cấp mạng
  4. Tuổi thọ thiết bị; Hạ thấp điện áp được cung cấp cho thiết bị có thể làm hỏng; hoặc rút ngắn tuổi thọ của một số thiết bị
  5. Giảm lượng khí thải carbon; Để giảm việc cung cấp điện cho địa điểm của bạn; và giảm lượng khí thải carbon của bạn

Tác động của hệ số công suất thấp

Hệ số công suất trên đường dây càng thấp thì dòng điện chạy qua đường dây càng cao. Dưới đây là một số nhược điểm kỹ thuật của điều đó:

  • Dòng điện cao hơn dẫn đến sụt áp lớn hơn trên đường dây; đặc biệt nếu cáp có kích thước nhỏ hoặc rất dài. Điều này dẫn đến tổn thất năng lượng do tản nhiệt (I2R).
  • Dòng điện cao hơn có thể đẩy thiết bị đến gần công suất định mức của chúng. Cáp được đánh giá dựa trên khả năng mang hiện tại của chúng. Máy biến áp và máy phát điện được đánh giá bằng VA (Volt-Amps); là khả năng mang dòng điện ở một điện áp nhất định.

Về mặt thương mại, các khách hàng thương mại; và công nghiệp có hệ số công suất trung bình thấp sẽ bị phạt hệ số công suất.

Đối với khách hàng cấp điện từ 33 kV trở xuống phải duy trì giá trị hệ số công suất ≥ 0,85. Hệ số công suất <0,85 sẽ dẫn đến việc phạt hệ số công suất cho khách hàng.

Đối với khách hàng cấp điện từ 132 kV trở lên; phải duy trì giá trị hệ số công suất ≥ 0,90. Hệ số công suất <0,90 sẽ dẫn đến việc phạt hệ số công suất cho khách hàng.

Các bước để cải thiện Hệ số công suất thấp

Nói chung, các điều kiện hệ số công suất thấp có thể được giải quyết bằng các thiết bị này.

  1. Tụ điện là nguồn có công suất phản kháng bù lớn nhất và được sử dụng phổ biến trong toàn hệ thống điện.
  2. Máy ngưng đồng bộ là một loại máy điện quay – giống như máy phát điện – nhưng chúng không tạo ra công suất thực, chỉ có công suất phản kháng. Ngoài ra còn có các thiết bị khác sử dụng điện tử công suất cao để điều khiển nhanh chóng công suất phản kháng từ các dãy tụ điện lớn.
  3. Máy phát điện thông thường ngoài việc cung cấp công suất thực còn là nguồn cung cấp công suất phản kháng quan trọng.Hình 3. So sánh giữa dòng công suất phản kháng trước và sau khi bù bằng tụ điện

Các bước khác để cải thiện hệ số công suất thấp là:

  • Tránh vận hành các thiết bị điện dựa trên động cơ mà không có tải hoặc thấp hơn mức tải mà nhà sản xuất khuyến cáo.
  • Sử dụng các thiết bị điện dựa trên động cơ có hệ số công suất cao
  • Sử dụng các thiết bị điện dựa trên động cơ được chứng nhận SIRIM và có nhãn hiệu quả năng lượng

Phương pháp cải thiện hệ số công suất

Có ba cách chính để cải thiện hệ số công suất:

  • Ngân hàng tụ điện
  • Dàn ngưng đồng bộ
  • Bộ nâng cao giai đoạn

Ngân hàng tụ điện

Nâng cao hệ số công suất đồng nghĩa với việc giảm độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện. Vì phần lớn các tải có bản chất cảm ứng nên chúng cần một lượng công suất phản kháng để chúng hoạt động.

Một tụ điện hoặc một dãy tụ điện được lắp song song với tải cung cấp công suất phản kháng này. Chúng hoạt động như một nguồn công suất phản kháng cục bộ, do đó công suất phản kháng ít hơn chạy qua đường dây.

Bộ tụ điện làm giảm độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện.

Dàn ngưng đồng bộ

Máy ngưng đồng bộ là động cơ đồng bộ 3 pha không tải gắn trên trục của chúng.

Động cơ đồng bộ có các đặc điểm hoạt động dưới bất kỳ hệ số công suất nào dẫn đến chậm; trễ hoặc thống nhất phụ thuộc vào kích thích. Đối với tải cảm ứng, một tụ điện đồng bộ được kết nối về phía tải; và được khai thác quá mức.

Các tụ điện đồng bộ làm cho nó hoạt động giống như một tụ điện. Nó lấy dòng điện trễ từ nguồn cung cấp hoặc cung cấp công suất phản kháng.

Bộ nâng cao giai đoạn

Đây là bộ kích từ xoay chiều chủ yếu được sử dụng để cải thiện PF của động cơ cảm ứng .

Chúng được lắp trên trục của động cơ và được nối với mạch rôto của động cơ. Nó cải thiện hệ số công suất bằng cách cung cấp các vòng quay của ampe kích thích; để tạo ra từ thông cần thiết ở tần số trượt nhất định.

Hơn nữa, nếu số vòng của ampe tăng lên, nó có thể hoạt động ở hệ số công suất hàng đầu.

Tính toán hệ số công suất

Trong tính toán hệ số công suất , chúng ta đo điện áp nguồn và dòng điện được vẽ bằng vôn kế và ampe kế tương ứng. Một oát kế được sử dụng để lấy công suất hoạt động.

Bây giờ, chúng ta biết P = VIcosφ watt

Do đó, chúng ta có thể nhận được hệ số công suất điện.

Bây giờ chúng ta có thể tính toán công suất phản kháng Q = VIsinφ VAR

Công suất phản kháng này hiện có thể được cấp từ tụ điện lắp song song với phụ tải tại chỗ. Công suất phản kháng của tụ điện có thể được tính theo công thức sau:

Trên đây là những thông tin mà chúng tôi tổng hợp được từ nhiều nguồn uy tín. Chúng tôi mong rằng; với những thông tin này có thể hữu ích với các bạn đang cần tìm hiểu về hệ số công suất là gì; các loại hệ số công suất. Biết cách tính toán hệ số công suất và các phương pháp để cải thiện hệ số công suất là gì? Chân thành cảm ơn các bạn đã đọc bài viết. ĐÂY LÀ BÀI VIẾT CHIA SẼ KIẾN THỨC LIÊN QUAN ĐƯỢC TỔNG HỢP. XIN VUI LÒNG KHÔNG HỎI MUA HÀNG HAY CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN NỘI DUNG BÀI VIẾT.  Công Ty Hưng Phát chân thành cảm ơn các bạn đã xem trang website prosensor.vn của chúng tôi. Khi quý khách có nhu cầu mua các loại cảm biến áp suất nước, các loại đồng hồ áp suất, thiết bị kỹ thuật hãy liên hệ trực tiếp với chúng tôi để được hỗ trợ tư vấn về sản phẩm.

Bài viết liên quan

Lực ma sát là gì?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *