Fator de Potência, Explicou. Neste tutorial nós olhamos para o Fator de poder. Vamos aprender o que é fator de potência, o que é bom e ruim fator de potência, como comparar fator de potência, as causas do fator de potência, por que e como corrigir fator de potência, bem como alguns cálculos de exemplo para ajudá-lo a aprender Engenharia Elétrica.
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So, what is power factor?

fator de Potência é uma unidade menor número utilizado em circuitos de corrente alternada, ele pode ser usado para se referir a uma única peça de equipamento, tal como um motor de indução ou para o consumo de electricidade de um edifício inteiro. Em ambos os casos, representa a relação entre o poder verdadeiro e o poder aparente. A fórmula é PF = kW / KVA. Então, o que significa isto?

minha analogia favorita para explicar isso é usar a analogia da cerveja.pagamos uma cerveja pelo copo, mas dentro do copo há Cerveja e espuma. Quanto mais Cerveja temos, menos espuma há para termos bom valor para o dinheiro. Se houver muita espuma, então não há muita cerveja e não estamos recebendo bom valor para o dinheiro.

A cerveja representa o nosso verdadeiro poder ou o nosso kW, de quilowatts. Esta é a coisa útil que queremos e precisamos, isto é o que faz o trabalho.

a espuma representa a nossa potência reativa ou a nossa kVAr, kvar, kovolt-amps reativa. Este é o material inútil, haverá sempre alguns e temos que pagar por isso, mas não podemos usá-lo para que não queremos muito dele. a combinação destes kW e kVAr é a nossa potência aparente ou a nossa kVA. quilovolt-amperes

fator de Potência é, portanto, a taxa de energia útil, ou verdadeira potência em kW dividido por aquilo que é cobrada em kVA. Está a dizer-nos quanto valor temos pelo poder que consumimos.

Se a gente muito toque rapidamente em engenharia elétrica termos, podemos ver que este expressa como um triângulo de potência. Neste caso, vou desenhá-lo como um fator de liderança, como é mais fácil de visualizar. A cerveja ou o verdadeiro poder é a linha adjacente, então temos a espuma que é o poder reativo no oposto, em seguida, para o lado hipotenusa, que é o lado mais longo, temos o poder aparente, isto é em um ângulo do verdadeiro poder, o ângulo é conhecido como theta.

Como a potência reativa ou a espuma aumenta então a potência aparente ou kVA. Nós poderíamos então usar trigonometria para calcular este triângulo, eu não vou neste artigo Como eu estou apenas cobrindo o básico para que nós vamos apenas ver as fórmulas que você precisa, mas vamos fazer alguns cálculos e exemplos trabalhados mais tarde neste artigo.se olharmos para uma típica conta de eletricidade residencial, normalmente veremos apenas uma taxa pela quantidade de kWh usados, porque o Fator de energia e consumo de eletricidade será muito baixo, de modo que as empresas de eletricidade tendem a não se preocupar com isso.no entanto, nas facturas de electricidade comerciais e industriais, especialmente nos edifícios com contadores de electricidade inteligentes ou com intervalos, é provável que vejamos Taxas e informações sobre a quantidade de kwh, kwh’s, kVA e kVArh utilizadas. Os grandes edifícios, em particular, irão ver também taxas de energia reactivas, mas isso depende do Fornecedor de electricidade.

A razão de cobrar uma multa para isso é porque quando grandes consumidores têm mau fatores de potência, eles estão aumentando o fluxo de corrente através da rede de energia elétrica e causando quedas de tensão que reduz os fornecedores de capacidade de distribuição e tem uma batida no efeito de outros clientes. Os cabos são classificados para lidar com uma certa quantidade de corrente que flui através deles. Assim, se muitos grandes consumidores se conectarem com fatores de energia ruim, então os cabos poderiam sobrecarregar, eles poderiam lutar para atender a demanda e acordos de capacidade e nenhum novo cliente será capaz de se conectar até que eles substituam os cabos ou instalar cabos adicionais.as cargas de energia reativas ocorrem quando o Fator de potência de um edifício cai abaixo de um determinado nível, este nível é definido pelo fornecedor de eletricidade, mas normalmente começa em torno de 0,95 e abaixo.

um fator de potência perfeito seria 1.0, no entanto, na realidade isso é quase impossível de alcançar. Voltaremos a isto mais tarde no vídeo.

Em grandes edifícios comerciais, o fator de potência global, é provável que sentar-se nas seguintes categorias

Bom fator de potência é geralmente entre 1.0 e 0,95

fator de potência baixa é qualquer coisa de 0.95 e 0,85

Bad fator de potência estiver abaixo de 0,85.

difícios comerciais de escritórios são geralmente entre 0,98 e 0,92, edifícios industriais podem ser tão baixos como 0,7. Vamos ver o que causa isto em breve.

Se a gente comparar dois motores de indução, ambos têm uma potência de 10kW e são ligados a uma fase três 415V 50Hz abastecimento. Um tem um fator de potência de 0,87 e o outro com um fator de potência de 0,92

ambos os motores irão entregar 10kW de trabalho, mas o primeiro motor tem um fator de potência menor em comparação com o segundo, o que significa que não estamos recebendo tanto valor para o dinheiro.o primeiro motor terá de retirar 11,5 kVA da rede eléctrica para fornecer 10kW de energia.o segundo motor terá de retirar apenas 10,9 kVA da rede eléctrica para fornecer 10kW de energia.isto significa que o primeiro motor tem 5,7 kvar’s e o segundo motor tem apenas 4,3 kvar’S. Lembre-se que o nosso kw’s é a cerveja que é o material útil. O kvar’s é a espuma, isso não é muito útil. O kVA é o que vamos pagar e é o kW + o kVAr.como calculei isto?

Para kVA eu usei kW dividido pelo fator de Potência para 10 dividido por 0.87 para obter 11.5 kVA

kVA = kW / PF

Para kVAr eu usei a raiz quadrada de kVA quadrado subtrair kW quadrado, então a raiz quadrada de 11.5 kVA^2 menos de 10kW^2

kVAr = raiz quadrada de kVA^2 – kW^2

Nós também poderia ter encontrado o fator de potência do kW e kVA usando 10kW dividido por 11.5kVA

PF = kW/kVA

podíamos ter encontrado a kW a partir do factor de potência e kVA usando 0, 87 dividido por 11, 5 kVA para obter 10

kW = PF x kVA

então o que causa o fraco factor de potência?

na maioria dos casos, o Fator de potência é afetado por cargas indutivas.

Se a gente tinha um puramente teimoso de carga, tais como elétrica, teimoso aquecedor, em seguida, a tensão e a corrente formas de onda seria em sincronia ou muito perto. Ambos passariam o seu ponto máximo e mínimo e passariam pelo eixo zero ao mesmo tempo. O Fator de poder neste caso é 1, que é perfeito.se desenharmos um diagrama de phasor então a tensão e a corrente seriam paralelas, de modo que toda a energia extraída da fonte de eletricidade vai para o trabalho, neste caso criando calor.

Se a gente tomou uma carga Indutiva, como um motor de indução, as bobinas de campo magnético mantém a corrente e resulta em uma mudança de fase, onde a tensão e a corrente formas de onda ficar fora de sincronia com a atual e, portanto, passa pelo ponto zero após a tensão, isto é chamado de fator de potência de atraso.

anteriormente no artigo eu disse que a espuma ou kVAr é inútil, isso não é exatamente verdade, nós realmente precisamos de algum poder reativo para criar e manter o campo magnético que gira o motor. O poder reativo é desperdiçado no sentido de que não obtemos trabalho dele, mas ainda temos que pagar por ele, embora precisemos dele para ser capaz de fazer o trabalho em primeiro lugar. Nós cobrimos como os motores de indução funcionam anteriormente, clique aqui para ver esse tutorial.se desenharmos um diagrama de fasor para uma carga puramente indutiva, a corrente estará num ângulo abaixo da linha de tensão, o que significa que nem toda a electricidade consumida está a funcionar.

Se a gente tomou um puramente carga capacitiva, em seguida, o oposto acontece com a carga indutiva. A tensão e corrente estão fora de fase, exceto desta vez a tensão é retida. Isto causa o Fator de liderança. Mais uma vez, isto significará que nem toda a electricidade está a ser usada para fazer o trabalho, mas temos de pagar por isso, seja como for.se desenharmos um diagrama de phasor para uma carga puramente capacitiva, então a linha de corrente estaria num ângulo acima da linha de tensão, como está a conduzir.

Correção de fator de potência baixa

o Que podemos fazer para corrigir o fator de potência baixa potência reativa e encargos? Na maioria dos casos, encontramos o Fator de potência retardado causado por cargas indutivas, mas podemos nos deparar com o Fator de potência líder.

para corrigir o Fator de baixa potência, podemos adicionar capacitores ou indutores ao circuito que irá realinhar a corrente de volta à fase e trazer o Fator de potência mais perto de 1. Se temos um fator de potência retardado causado por cargas indutivas elevadas no circuito então adicionamos capacitores, isso é mais comum. Se temos um fator de potência principal causado por cargas capacitivas elevadas, então adicionamos uma carga indutiva ao circuito. Estes precisam ser calculados e veremos alguns cálculos de exemplo no final do artigo.por que corrigir o Fator de baixa potência?

fator de potência baixa significa que você precisa para desenhar mais energia a partir de redes de electricidade para fazer o mesmo trabalho, e os cabos devem ser maiores, por isso vai custar mais. Se o factor de energia se tornar demasiado baixo, então o fornecedor de electricidade pode cobrar-lhe uma taxa de penalização ou uma taxa de energia reactiva. O Fator de energia pobre pode causar perdas em equipamentos como transformadores e leva a altos ganhos de calor. Pode levar a quedas de voltagem e pode até reduzir a expectativa de vida dos equipamentos em cenários extremos.

cálculos do condensador para a correção do fator de potência

vamos olhar para um exemplo simplificado de cálculo do tamanho de um condensador para melhorar o Fator de potência de uma carga. O edifício tem uma alimentação de 3 fases e tem uma carga total de 50kW de trabalho e tem um fator de potência de 0,78, mas queremos que seja 0,96 para evitar penalizações.

atualmente, o edifício tem um valor de potência aparente total (kVA) de 64,1 kVA e descobrimos que apenas mergulhando o kW (50kW) pelo fator de potência de 0,78.

ele também tem uma potência reativa de 40,1 kVAr, descobrimos que ao tomar a raiz quadrada do kVA^2 ao quadrado e subtraindo-o do kW^2 ao quadrado. Então pegue a raiz quadrada de 64,1 kVA ao quadrado menos 50kW ao quadrado.

então calculamos quais os valores deveriam ser se tivéssemos o Fator de potência de 0,96.

Então, nossa potência aparente seria 52.1 kVA, nós achamos que a partir de 50kw dividido por 0.96 fator de potência

em Seguida, encontramos a nossa potência reativa, que é a raiz quadrada de kVA^2 ao quadrado menos o kW quadrado para raiz quadrada de 52.1 kVA^2 menos de 50kW^2 ao quadrado, o que nos dá 14.6 kVAr.

O capacitor, portanto, precisa fazer a diferença entre estes dois tão 40,1 kVAr menos 14.6kVAr which equals 25.5kVAr capacitor. This is a simplified example, check with a supplier.