არის თუ არა კავშირი დაბალ ძალის ფაქტორსა და ეფექტიურობას შორის?

დაბრუნებული მოხერხითობას და ეფექტურობას შორის კავშირი

დაბრუნებული მოხერხითობა (PF) და ეფექტურობა არის ორი კრიტიკული პერფორმანსის მაჩვენებელი ელექტრო სისტემებში, და მათ შორის დარწმუნებით არსებობს კავშირი, განსაკუთრებით ელექტრო მოწყობილობებისა და სისტემების მუშაობაში. ქვემოთ მოცემულია დეტალური განმარტება იმის შესახებ, როგორ აზრდებს დაბრუნებული მოხერხითობა ეფექტურობას:

1. დაბრუნებული მოხერხითობის განმარტება

დაბრუნებული მოხერხითობა განიხილება როგორც აქტიური ძალის (Active Power, P) და მოჩვენებითი ძალის (Apparent Power, S) შეფარდება, ხშირად ნიშნავენ cosϕ-ით:

დაბრუნებული მოხერხითობა (PF)= S/P=cosϕ

აქტიური ძალა 

P: აქტუალური ძალა, რომელიც გამოიყენება სასარგებლო სამუშაოს შესასრულებლად, ზომილი ვატებში (W).

რეაქტიული ძალა 

Q: ძალა, რომელიც გამოიყენება მაღალი ან ელექტრული ველების შესაქმნელად, რომელიც არ აკეთებს სასარგებლო სამუშაოს დირექტულად, ზომილი ვოლტ-ამპერებში რეაქტიული (VAR).

მოჩვენებითი ძალა 

S: აქტიური და რეაქტიული ძალების ვექტორული ჯამი, ზომილი ვოლტ-ამპერებში (VA).

დაბრუნებული მოხერხითობა მოიცავს 0-დან 1-მდე შუალედს, იდეალური მნიშვნელობა ახლოს 1-თან, რით აჩვენებს, რომ სირბილში აქტიური ძალა მოჩვენებით ძალაზე მაღალი პროპორციით არის და რეაქტიული ძალა მინიმალური.

2. დაბრუნებული მოხერხითობის დაბალი დონის გავლენა

2.1 დენის მოთხოვნის ზრდა

დაბალი დაბრუნებული მოხერხითობა ნიშნავს, რომ სირბილში არსებულია დიდი რეაქტიული ძალის კომპონენტი. აქტიური ძალის იდენტური დონის დასართავად, წყარო უნდა შეიძლოს მეტი მოჩვენებითი ძალა, რაც იწვევს დენის მოთხოვნის ზრდას. ეს დენის ზრდა გამოიწვევს რამდენიმე პრობლემას:

• დენის მართვის ზრდა: დენის ზრდა იწვევს რეზისტიული კაკების (I²R კაკები) ზრდას ქაბში, რაც ენერგიის დაკარგვას იწვევს.

• ტრანსფორმატორებისა და დისტრიბუციის მოწყობილობების გადატვირთვა: დენის ზრდა იწვევს ტრანსფორმატორებზე, დენის დამატებელებზე და სხვა დისტრიბუციის მოწყობილობებზე უფრო დიდ დატვირთვას, რით შეიძლება გამოიწვევდეს გახურება, დროის შემცირება ან დაზიანება.

2.2 სისტემის ეფექტურობის შემცირება

დაბალი დაბრუნებული მოხერხითობის შემთხვევაში, დენის ზრდა იწვევს ელექტრო სისტემის სხვადასხვა კომპონენტებს (როგორიცაა ქაბები, ტრანსფორმატორები და გენერატორები) უფრო დენის შესატანად, რაც იწვევს ენერგიის დაკარგვების ზრდას. ეს დაკარგვები მთავრად შეიცავს:

• კოპპერის კაკები (დენის კაკები): თერმიკი კაკები დენის მიმართ ქაბებში დარჩენის გამო.

• გადატვირთვის კაკები: მაგნიტური კორის კაკები ტრანსფორმატორების მსგავს მოწყობილობებში, თუმცა ეს ნაკლებად დირექტულად დაკავშირებულია დაბრუნებულ მოხერხითობასთან, დენის ზრდა ირეალურად იწვევს ეს კაკების ზრდას.

• ვოლტაჟის დაკლება: დენის ზრდა იწვევს უფრო დიდ ვოლტაჟის დაკლებას ქაბებში, რაც შეიძლება გავლენას იქონის მოწყობილობების სწორად მუშაობაზე და შეიძლება დაითხოვოს უფრო დიდი შესაყვანი ვოლტაჟი კომპენსირებისთვის, რით იწვევს ენერგიის ხარჯის ზრდას.

შედეგად, დაბალი დაბრუნებული მოხერხითობა შემცირებს ელექტრო სისტემის ეფექტურობას, რადგან მეტი ენერგია დაკარგულია ტრანსპორტირებისა და დისტრიბუციის დროს, ვიდრე სასარგებლო სამუშაოში გამოყენებული.

3. დაბრუნებული მოხერხითობის კორექტირების სარგებელი

ეფექტურობის გაუმჯობესებისთვის, ხშირად განხორციელებენ დაბრუნებული მოხერხითობის კორექტირების ზომებს. ჩვეულებრივი მეთოდები შეიცავს:

• პარალელური კონდენსატორები: კონდენსატორების პარალელური დაყენება რეაქტიული ძალის კომპენსირებისთვის, რით შეიძლება შემცირდეს დენის მოთხოვნა და დენის კაკები.

• სინქრონული კონდენსატორები: დიდ ინდუსტრიულ სისტემებში, სინქრონული კონდენსატორები დინამიურად რეგულირებენ რეაქტიულ ძალას, დარწმუნებული დაბრუნებულ მოხერხითობას 1-თან ახლოს მიიყვანის.

• ინტელექტუალური კონტროლის სისტემები: თანამედროვე ენერგიის სისტემები იყენებენ ინტელექტუალურ კონტროლის სისტემებს, რომლებიც ავტომატურად არეგულირებენ დაბრუნებულ მოხერხითობას რეალური დატვირთვის პირობებზე, ენერგიის გამოყენების ოპტიმიზაციას უზრუნველყოფით.

დაბრუნებული მოხერხითობის კორექტირებით, დენის მოთხოვნა შეიძლება ნაკლები გახდეს, ენერგიის დაკარგვები მინიმალური გახდეს და სისტემის ეფექტურობა გაუმჯობესდეს, შეიძლება გახანგრძლივდეს მოწყობილობების ცხოვრება და შეიძლება შეიცილდეს მერეგლების ხარჯები.

4. პრაქტიკული გამოყენება

4.1 მოტორების მართვის სისტემები

ინდუსტრიულ წარმოებაში, ელექტრომოტორები არის ელექტროენერგიის ძირითადი მომხმარებლები. თუ მოტორის დაბრუნებული მოხერხითობა დაბალია, დენის მოთხოვნა იზრდება, რაც იწვევს უფრო დიდ დაკარგვებს ქაბებში და ტრანსფორმატორებში, რით შეიძლება შემცირდეს მთელი სისტემის ეფექტურობა. კონდენსატორების შესაბამისი დაყენებით დაბრუნებული მოხერხითობის კორექტირებით, შეიძლება შემცირდეს დენის მოთხოვნა, დაკარგვები და მოტორის ეფექტურობა გაუმჯობესდეს.

4.2 განათების სისტემები

ფლუორესცენტური ლამპები და სხვა ტიპის გაზის დისხარჯვის ლამპები ჩვეულებრივ აქვთ დაბალი დაბრუნებული მოხერხითობა. ელექტრონული ბალასტების ან პარალელური კონდენსატორების გამოყენებით შეიძლება გაუმჯობესდეს ეს ლამპების დაბრუნებული მოხერხითობა, შემცირდეს დენის მოთხოვნა და დაკარგვები დისტრიბუციის სისტემაში, რით შეიძლება გაუმჯობესდეს განათების სისტემის ეფექტურობა.

4.3 მონაცემთა ცენტრები

მონაცემთა ცენტრები დიდი რაოდენობით ელექტროენერგიას ხარჯავენ სერვერებისა და გაცილების სისტემებისთვის, ხშირად დარტყმით დიდი რეაქტიული ძალის მოთხოვნით. დაბრუნებული მოხერხითობის კორექტირებით შეიძლება შემცირდეს დენის მოთხოვნა დისტრიბუციის სისტემაზე, შემცირდეს გაცილების სისტემების დატვირთვა და გაუმჯობესდეს მონაცემთა ცენტრის ენერგეტიკური ეფექტურობა.

შეჯამება

დაბალი დაბრუნებული მოხერხითობა იწვევს დენის მოთხოვნის ზრდას, უფრო დიდ დენის კაკებს და მოწყობილობების უფრო დიდ დატვირთვას, რაც შემცირებს ელექტრო სისტემის ეფექტურობას. დაბრუნებული მოხერხითობის კორექტირების ზომების განხორციელებით, შეიძლება შემცირდეს დენის მოთხოვნა, დაკარგვები და სისტემის ეფექტურობა გაუმჯობესდეს, შეიძლება გახანგრძლივდეს მოწყობილობების ცხოვრება და შეიცილდეს მერეგლების ხარჯები. ასე რომ, დაბრუნებული მოხერხითობა და ეფექტურობას შორის არსებული კავშირი მჭიდროა, და დაბრუნებული მოხერხითობის ოპტიმიზაცია არის ელექტრო სისტემების ეფექტურობის გაუმჯობესების კრუციალური ნაბიჯი.