Effektfaktor Forklart. I denne opplæringen ser vi på power factor. Vi lærer hva som er effektfaktor, hva som er god og dårlig effektfaktor, hvordan man sammenligner effektfaktor, årsakene til effektfaktor, hvorfor og hvordan man løser effektfaktor, samt noen eksempelberegninger for å hjelpe deg med å lære elektroteknikk.
Bla til bunnen for Å se Gratis YouTube tutorial

Så, hva er power factor?

Effektfaktor er et enhetsløst tall som brukes i vekselstrømskretser, det kan brukes til å referere til en enkelt stykke utstyr som en induksjonsmotor eller for strømforbruket til en hel bygning. I begge tilfeller representerer det forholdet mellom sann kraft og tilsynelatende kraft. Formelen er PF = kW / KVA. Så, hva betyr dette?

min favoritt analogi for å forklare dette er å bruke øl analogi.

vi betaler for en øl ved glasset, men inne i glasset er det både øl og skum. Jo mer øl vi har, jo mindre skum er det slik at vi får god valuta for pengene. Hvis det er mye skum så er det ikke mye øl, og vi får ikke god valuta for pengene.

ølet representerer vår sanne kraft eller vår kW, kilowatt. Dette er nyttige ting vi ønsker og trenger, dette er hva gjør arbeidet.skummet representerer vår reaktive kraft eller vår kVAr, kilovolt-ampere reaktive. Dette er de ubrukelige tingene, det vil alltid være noen, og vi må betale for det, men vi kan ikke bruke det, så vi vil ikke ha for mye av det. (det har faktisk en bruk og hensikt, men vi får se hvorfor senere)

kombinasjonen av disse kW og kVAr er vår tilsynelatende kraft eller vår kVA. kilovolt-ampere

belastet for i kva. Så det forteller oss hvor mye verdi for pengene vi får for strømmen vi forbruker.

hvis vi veldig kort berører elektrotekniske termer, kan vi se dette uttrykt som en power triangle. I dette tilfellet tegner jeg det som en ledende effektfaktor, da det er lettere å visualisere. Ølen eller sann kraft er den tilstøtende linjen, da har vi skummet som er den reaktive kraften på motsatt, så for hypotenussiden, som er den lengste siden, har vi den tilsynelatende kraften, dette er i en vinkel fra den sanne kraften, vinkelen er kjent som theta.

når den reaktive effekten eller skummet øker, øker den tilsynelatende effekten eller kVA. Vi kan da bruke trigonometri til å beregne denne trekanten, jeg vil ikke i denne artikkelen da jeg bare dekker det grunnleggende, så vi ser bare formlene du trenger, men vi vil gjøre noen beregninger og jobbet eksempler senere i denne artikkelen.

hvis vi ser på en typisk bolig strømregning, ser vi vanligvis bare et gebyr for mengden kWh som brukes fordi kraftfaktoren og strømforbruket vil være svært lavt, så elektrisitetsselskapene har en tendens til ikke å bekymre seg for dette.på kommersielle og industrielle strømfakturaer, spesielt bygninger med smart-eller intervallmålere, vil vi sannsynligvis se kostnader og informasjon for mengden kW, kWh-er, kVA-er og kVArh-er som brukes. Spesielt store bygninger vil ofte se reaktive strømladninger der også, men dette avhenger av strømleverandøren.

grunnen til at de belaster en straff for dette er fordi når store forbrukere har dårlige strømfaktorer, øker de strømmen gjennom strømmen.strømnettet og forårsaker spenningsfall som reduserer leverandørens distribusjonskapasitet og har en banke på effekt for andre kunder. Kabler er vurdert for å håndtere en viss mengde strøm som strømmer gjennom dem. Så hvis mange store forbrukere kobler seg til dårlige strømfaktorer, kan kablene overbelaste, de kan slite med å møte krav og kapasitetsavtaler, og ingen nye kunder vil kunne koble til før de enten bytter ut kablene eller installerer ekstra kabler.Reaktive strømladninger oppstår når effektfaktoren til en bygning faller under et visst nivå, dette nivået er definert av strømleverandøren, men det starter vanligvis på rundt 0,95 og under.

en perfekt effektfaktor ville være 1,0, men i virkeligheten er dette nesten umulig å oppnå. Vi kommer tilbake til dette senere i videoen.

I store næringsbygg, er den samlede effektfaktor sannsynlig å sitte i følgende kategorier

God effektfaktor er vanligvis mellom 1,0 og 0,95

Dårlig effektfaktor er noe under 0,95 og 0,85

Dårlig effektfaktor er noe under 0,85.Kommersielle kontorbygg er vanligvis et sted mellom 0,98 og 0,92, industribygg kan være så lave som 0,7. Vi vil se på hva som forårsaker dette snart.

hvis vi sammenligner to induksjonsmotorer, har begge en utgang på 10kw og er koblet til en tre fase 415v 50hz forsyning. Den ene har en effektfaktor på 0,87 og Den andre med en effektfaktor på 0,92

begge motorer vil levere 10 kw arbeid, Men den første motoren har en lavere effektfaktor sammenlignet med den andre, noe som betyr at Vi ikke får så mye verdi for pengene.

den første motoren må trekke 11,5 kVA fra strømnettet for å gi 10 kw strøm.

den andre motoren må trekke bare 10,9 kVA fra strømnettet for å gi 10 kw strøm.

Dette betyr at den første motoren har 5,7 kVAr og den andre motoren har bare 4,3 kVAr.

Husk at våre kW er øl som er nyttige ting. KVAr er skummet, det er ikke så nyttige ting. KVA er det vi skal betale for, og det er kW + kVAr.

hvordan beregner jeg dette?

for kVA brukte jeg kW delt På Effektfaktor så 10 delt på 0,87 for å få 11.5 kva

kva = kw / pf

for kvar brukte jeg kvadratroten av kva kvadrat trekke kw kvadrat, Så Kvadratroten av 11.5 kva^2 minus 10kw^2

kvar = kvadratroten av kva^2 – kw^2

vi kunne også ha funnet effektfaktoren fra kw Og Kva ved hjelp av 10kw delt på 11.5kVA

Pf = kW/kVA

Vi kunne ha funnet kW fra effektfaktoren og kVA ved å bruke 0,87 delt på 11,5 kVA for å få 10

kW = pf x kVA

Så hva forårsaker dårlig effektfaktor?

i de fleste tilfeller påvirkes effektfaktoren av induktive belastninger.

hvis vi hadde en rent restiv last som en elektrisk restiv varmeapparat, dannes spenningen og strømmen ville være synkronisert eller veldig nært. De ville begge passere sitt maksimale og minste punkt og passere gjennom nullaksen samtidig. Effektfaktoren i dette tilfellet er 1 som er perfekt.

hvis vi tegnet et fasediagram, vil spenningen og strømmen være parallell, slik at all energi som trekkes fra strømforsyningen, går inn i arbeid, i dette tilfellet skaper varme.

hvis vi tok En Induktiv belastning som en induksjonsmotor, holder spolens magnetfelt tilbake strømmen og resultatene i en faseforskyvning hvor spennings-og strømbølgeformer faller ut av synkronisering med strømmen og så passerer den gjennom nullpunktet etter spenningen, refereres dette til som lagging power factor.Tidligere i artikkelen sa jeg at skummet eller kVAr er ubrukelig, det er ikke helt sant, vi trenger faktisk litt reaktiv kraft for å skape og vedlikeholde magnetfeltet som roterer motoren. Den reaktive kraften er bortkastet i den forstand at vi ikke får noe arbeid fra det, men fortsatt må betale for det, selv om vi trenger det for å kunne gjøre arbeidet i utgangspunktet. Vi dekket hvordan induksjonsmotorer fungerer tidligere, klikk her for å se den opplæringen.

hvis vi tegnet et fasordiagram for en rent induktiv belastning, vil strømmen være i en vinkel under spenningslinjen, noe som betyr at ikke all strømforbruket gjør arbeid.

hvis vi tok en rent kapasitiv belastning, skjer det motsatte med den induktive belastningen. Spenningen og strømmen er ute av fase bortsett fra denne gangen spenningen holdes tilbake. Dette fører til ledende kraftfaktor. Igjen vil dette bety at ikke all elektrisitet blir brukt til å gjøre arbeid, men vi må betale for det uansett.

hvis vi tegnet et fasediagram for en rent kapasitiv belastning, vil den nåværende linjen være i en vinkel over spenningslinjen som den fører.

Korrigere dårlig effektfaktor

hva kan vi gjøre for å korrigere dårlig effektfaktor og reaktive strømladninger? I de fleste tilfeller kommer vi over lagging effektfaktor forårsaket av induktive belastninger, men vi kan komme over ledende effektfaktor.for å korrigere dårlig effektfaktor kan vi legge til kondensatorer eller induktorer til kretsen som vil justere strømmen tilbake i fase og bringe effektfaktoren nærmere 1. Hvis vi har en lagging effektfaktor forårsaket av høye induktive belastninger i kretsen, legger vi til kondensatorer, dette er mest vanlig. Hvis vi har en ledende effektfaktor forårsaket av høy kapasitiv belastning, legger vi til en induktiv belastning på kretsen. Disse må beregnes, og vi ser noen eksempelberegninger på slutten av artikkelen.

Hvorfor fikse dårlig effektfaktor?

Dårlig effektfaktor betyr at du må trekke mer strøm fra strømnettet for å gjøre det samme arbeidet, og kablene må være større, så det kommer til å koste mer. Hvis strømfaktoren blir for lav, kan strømleverandøren belaste deg et straffegebyr eller en reaktiv strømladning. Dårlig effektfaktor kan forårsake tap i utstyr som transformatorer og fører til høye varmegevinster. Det kan føre til spenningsfall og kan til og med redusere levetiden til utstyr i ekstreme scenarier.

Kondensatorberegninger for effektfaktorkorreksjon

La oss se på et forenklet eksempel på å beregne størrelsen på en kondensator for å forbedre effektfaktoren til en belastning. Bygningen har en 3-faset strømforsyning og har en total belastning på 50kw arbeid og har en effektfaktor på 0,78, men vi vil at den skal være 0,96 for å unngå straffekostnader.for tiden har bygningen en total tilsynelatende effekt (kVA) verdi på 64,1 kVA, og vi finner det ved å bare dykke kW (50kW) med effektfaktoren på 0,78.

Den har også en reaktiv effekt på 40,1 kVAr, finner vi at ved å ta kvadratroten av kVA^2 kvadrat og trekke den fra kW^2 kvadrat. Så ta kvadratroten av 64,1 kVA kvadrat minus 50kw kvadrat.

da beregner vi hva verdiene skal være hvis vi hadde effektfaktoren på 0,96.

så vår tilsynelatende effekt ville være 52,1 kVA, vi finner det fra 50kw dividert med 0,96 effektfaktor

så finner vi vår reaktive kraft som er kvadratroten av kva^2 kvadrat minus kw kvadrat så kvadratroten av 52,1 Kva^2 minus 50kw^2 kvadrat som gir Oss 14,6 kvar.

kondensatoren må derfor utgjøre forskjellen mellom disse to så 40,1 kVAr minus 14.6kVAr which equals 25.5kVAr capacitor. This is a simplified example, check with a supplier.