tehokerroin selitetty. Tässä opetusohjelmassa tarkastelemme tehokerrointa. Opimme, mikä on tehokerroin, mikä on hyvä ja huono tehokerroin, miten verrata tehokerroin, syyt tehokerroin, miksi ja miten korjata tehokerroin sekä joitakin esimerkkilaskelmia, joiden avulla voit oppia sähkötekniikka.
Selaa pohjaan katsoaksesi ilmaisen YouTube-tutoriaalin

niin, mikä on tehokerroin?

tehokerroin on vaihtovirtapiireissä käytetty yksikkömäärä, sillä voidaan viitata yksittäinen laite, kuten induktiomoottori tai koko rakennuksen sähkönkulutusta varten. Kummassakin tapauksessa se kuvaa todellisen voiman ja näennäistehon suhdetta. Kaava on PF = kW / KVA. Mitä tämä tarkoittaa?

suosikkivertaukseni tämän selittämiseksi on käyttää olutvertausta.

maksamme oluen lasin äärellä, mutta lasin sisällä on sekä olutta että vaahtoa. Mitä enemmän olutta meillä on, sitä vähemmän vaahtoa on, joten saamme hyvää vastinetta rahalle. Jos vaahtoa on paljon, olutta ei ole paljon, emmekä saa rahalle hyvää vastinetta.

olut edustaa todellista tehoamme tai kilowattejamme. Tämä on hyödyllistä tavaraa haluamme ja tarvitsemme, tämä tekee työtä.

vaahto edustaa meidän loistehoamme tai meidän kVAr, kilovoltti-ampeeria reaktiivista. Tämä on hyödytöntä tavaraa, sitä tulee aina olemaan ja meidän on maksettava siitä, mutta emme voi käyttää sitä, joten emme halua siitä liikaa. (sillä on oikeasti käyttöä ja tarkoitusta, mutta katsotaan myöhemmin miksi)

näiden kW: n ja kVAr: n yhdistelmä on meidän näennäistehomme tai kVA: n. kilovolt-amps

tehokerroin on siis hyötytehon tai todellisen tehon suhde kilowatteina jaettuna sillä, mitä olemme veloitetaan kVA: ssa. Se kertoo, kuinka paljon vastinetta rahalle saamme kuluttamallemme vallalle.

Jos koskemme hyvin lyhyesti sähkötekniikan termeihin, saatamme nähdä tämän ilmaistuna tehokolmiona. Tässä tapauksessa piirrän sen johtavaksi tehokertoimeksi, koska se on helpompi visualisoida. Olut tai todellinen teho on viereinen linja, sitten meillä on vaahto, joka on loisteho päinvastainen, sitten hypotenuusan puolella, joka on pisin puoli, meillä on näennäisteho, tämä on kulmassa todellisesta tehosta, kulma tunnetaan nimellä theta.

loistehon tai vaahdon kasvaessa kasvaa myös näennäisteho tai kVA. Voisimme sitten käyttää trigonometrian laskea tämän kolmion, En tässä artikkelissa olen vain kattaa perusasiat niin me vain nähdä kaavoja tarvitset, mutta teemme joitakin laskelmia ja toiminut esimerkkejä myöhemmin tässä artikkelissa.

Jos katsomme tyypillistä asuinrakennusten sähkölaskua, näemme tyypillisesti vain maksun käytetystä kilowattituntimäärästä, koska tehokerroin ja sähkönkulutus ovat hyvin pieniä, joten sähköyhtiöt eivät yleensä huolehdi tästä.

kaupallisissa ja teollisissa sähkölaskuissa, erityisesti älysähkömittareilla tai intervallisähkömittareilla varustetuissa rakennuksissa, tullaan kuitenkin todennäköisesti näkemään maksut ja tiedot käytetyistä kW -, kWh -, kVA-ja kVArh-määristä. Varsinkin suurissa rakennuksissa loistehomaksut näkyvät sielläkin usein, mutta tämä riippuu sähköntoimittajasta.

ne perivät tästä sakkoa, koska suurkuluttajilla on huonoja tehokertoimia, ne lisäävät sähkövirtaa sähköverkkoon ja aiheuttaa jännitteen laskua, joka vähentää toimittajien jakelukapasiteettia ja vaikuttaa haitallisesti muihin asiakkaisiin. Kaapelit on mitoitettu käsittelemään tietty määrä virtaa niiden läpi. Joten jos monet suurkuluttajat kytkeytyvät huonoihin tehokertoimiin, kaapelit voivat ylikuormittua, ne voivat kamppailla kysynnän ja kapasiteettisopimusten täyttämiseksi, eikä uusia asiakkaita pysty muodostamaan yhteyttä, ennen kuin ne joko korvaavat kaapelit tai asentavat lisäkaapeleita.

Loisteholataukset syntyvät, kun rakennuksen tehokerroin laskee alle tietyn tason, tämän tason määrittelee sähköntoimittaja, mutta se alkaa tyypillisesti noin 0,95: stä tai sen alle.

täydellinen tehokerroin olisi 1,0, mutta todellisuudessa tätä on lähes mahdotonta saavuttaa. Palaamme asiaan myöhemmin videolla.

suurissa liikerakennuksissa yleinen tehokerroin sijoittunee seuraaviin kategorioihin

hyvä tehokerroin on yleensä välillä 1,0-0,95

huono tehokerroin on mitä tahansa välillä 0,95 ja 0,85

huono tehokerroin on jotain alle 0,85.

kaupalliset toimistorakennukset ovat yleensä jossain 0,98-0,92 välillä, teollisuusrakennukset voivat olla niinkin matalia kuin 0,7. Katsomme pian, mistä tämä johtuu.

jos vertaamme kahta induktiomoottoria, molempien teho on 10kW ja ne on kytketty kolmeen vaihe 415V 50Hz tarjonta. Toisen tehokerroin on 0,87 ja toisen tehokerroin 0,92

molemmat moottorit tuottavat 10 kW työtä, mutta ensimmäisen moottorin tehokerroin on pienempi kuin toisen, eli emme saa yhtä paljon vastinetta rahalle.

ensimmäisen moottorin on vedettävä sähköverkosta 11,5 kVA, jotta 10 kW: n teho saadaan.

toisen moottorin on vedettävä sähköverkosta vain 10,9 kVA, jotta 10 kW: n teho saadaan.

tämä tarkoittaa sitä, että ensimmäisessä moottorissa on 5,7 kvaria ja toisessa vain 4,3 kvaria.

muista, että meidän kilowattimme on se olut, joka on hyödyllistä tavaraa. KVAr ’ s On vaahto, se ei ole niin hyödyllistä tavaraa. KVA: sta me maksamme, ja se on kW + kVAr.

miten laskin tämän?

Kva: lle käytin kW: ta jaettuna Tehokertoimella niin 10 jaettuna 0,87: llä, jotta saatiin 11,5 kva

kVA = kW / PF

kvar i käytti kVA: n neliöjuurta vähennettynä kW: n neliöllä, joten neliöjuuri 11,5 kva^2 miinus 10kW^2

kvar = kVA: n neliöjuuri^2 – kW^2

olisimme voineet myös löytää tehokertoimen kW: sta ja kVA: sta käyttämällä 10kW jaettuna 11: llä.5kVA

PF = kW/kVA

olisimme voineet löytää kW: n tehokertoimesta ja kVA: n käyttämällä 0,87 jaettuna 11,5 kVA: lla saadaksemme 10

kW = PF x kVA

joten mikä aiheuttaa huonon tehokertoimen?

useimmissa tapauksissa induktiivinen kuormitus vaikuttaa tehokertoimeen.

Jos meillä olisi puhtaasti resistiivinen kuorma, kuten sähköinen resistiivinen lämmitin, niin jännite ja virta-Aalto muodostavat olisi synkassa tai hyvin lähellä. Ne molemmat ohittaisivat maksimi-ja minimipisteensä ja kulkisivat nolla-akselin läpi yhtä aikaa. Tehokerroin tässä tapauksessa on 1, joka on täydellinen.

jos piirrettäisiin vaiheistuskaavio, niin jännite ja virta olisivat samansuuntaisia, joten kaikki sähkönsyötöstä saatava energia menee työn tekemiseen, tässä tapauksessa lämmön luomiseen.

jos otimme induktiivisen kuorman kuten induktiomoottorin, kelojen magneettikenttä pidättää virran ja tulokset vaihemuutoksessa, jossa jännite ja virta-aaltomuodot eivät ole synkronissa virran kanssa, joten se kulkee nollapisteen läpi jännitteen jälkeen, tätä kutsutaan viiveellä virtakertoimeksi.

aiemmin artikkelissa sanoin, että vaahto tai kVAr on hyödytön, se ei ole aivan totta, me itse asiassa tarvitsemme jonkin verran loistehoa luodaksemme ja ylläpitääksemme magneettikenttää, joka pyörittää moottoria. Loistehoa menee hukkaan siinä mielessä, että emme saa siitä työtä, mutta joudumme silti maksamaan siitä, vaikka tarvitsemmekin sitä voidaksemme ylipäätään tehdä työn. Olemme käsitelleet miten induktiomoottorit toimivat aiemmin, klikkaa tästä nähdä, että opetusohjelma.

Jos piirrämme phasor-diagrammin puhtaasti induktiiviselle kuormitukselle, niin virta on jännitelinjan alapuolella olevassa kulmassa, eli kaikki kulutettu sähkö ei toimi.

jos otimme puhtaasti kapasitiivisen kuorman, induktiiviselle kuormitukselle käy päinvastoin. Jännite ja virta ovat pois vaiheesta, paitsi tällä kertaa jännite pidätetään. Tämä aiheuttaa johtava tehokerroin. Tämä taas tarkoittaa sitä, että kaikkea sähköä ei käytetä työhön, mutta meidän on maksettava siitä huolimatta.

Jos piirrämme phasor-diagrammin puhtaasti kapasitiiviselle kuormitukselle, niin virtaviiva olisi jännitelinjan yläpuolella olevassa kulmassa sen johtaessa.

korjaa huono tehokerroin

Mitä voimme tehdä huonon tehokertoimen korjaamiseksi entä loisteholataukset? Useimmissa tapauksissa törmäämme viiveellä tehokerroin aiheuttama induktiivisia kuormia, mutta voimme törmännyt johtava tehokerroin.

huonon tehokertoimen korjaamiseksi piirille voidaan lisätä kondensaattoreita tai induktoreita, jotka säätävät virran takaisin vaiheeksi ja tuovat tehokertoimen lähemmäs 1: tä. Jos meillä on viiveellä tehokerroin aiheuttama korkea induktiivinen kuormia piiri sitten lisäämme kondensaattorit, tämä on yleisin. Jos meillä on johtava tehokerroin, joka johtuu suurista kapasitiivisista kuormituksista, lisäämme induktiivisen kuormituksen piiriin. Nämä on laskettava ja näemme esimerkkilaskelmia artikkelin lopussa.

miksi korjata huono tehokerroin?

huono tehokerroin tarkoittaa, että sinun on saatava enemmän virtaa sähköverkoista samaa työtä varten, ja kaapelien on oltava suurempia, joten se maksaa enemmän. Jos tehokerroin laskee liian pieneksi, sähköntoimittaja saattaa veloittaa sinulta sakkomaksun tai loistehomaksun. Huono tehokerroin voi aiheuttaa laitteiden, kuten muuntajien, häviöitä ja johtaa suuriin lämpövoittoihin. Se voi johtaa jännitteen laskuun ja voi jopa lyhentää laitteiden elinikää äärimmäisissä skenaarioissa.

Kondensaattorilaskelmat tehokertoimen korjausta varten

tarkastellaan yksinkertaistettua esimerkkiä kondensaattorin koon laskemisesta kuormituksen tehokertoimen parantamiseksi. Rakennuksessa on 3-vaiheinen virtalähde ja sen kokonaiskuorma on 50kW työtä ja sen tehokerroin on 0,78, mutta haluamme sen olevan 0,96 seuraamusmaksujen välttämiseksi.

tällä hetkellä rakennuksen näennäistehon (kVA) arvo on 64,1 kVA ja toteamme, että pelkästään sukeltamalla kW (50kW) tehokertoimella 0,78.

sillä on myös loisteho 40,1 kVAr, huomaamme, että ottamalla neliöjuuren kVA^2 neliöön ja vähentämällä se kW^2 neliöön. Ota siis neliöjuuri 64,1 kVA neliöön miinus 50kw neliöön.

sitten lasketaan, mitä arvojen pitäisi olla, jos meillä olisi tehokerroin 0,96.

niin, näennäistehomme olisi 52,1 kVA, huomaamme, että 50kw jaettuna 0,96 tehokertoimella

niin löydämme loistehomme, joka on kva^2 neliöjuuri miinus kW neliöjuuri 52,1 kVA^2 miinus 50kw^2 neliö, joka antaa meille 14,6 kvar.

kondensaattorin on siis täytettävä näiden kahden välinen erotus niin 40,1 kVAr miinus 14.6kVAr which equals 25.5kVAr capacitor. This is a simplified example, check with a supplier.