Күч факторының төмен деңгейі мен нәтижелілік арасында байланыс бар ма?

Жоғары күрделі коэффициенттің және нәтижеліліктің арасындағы байланыс

Күрделі коэффициент (PF) және нәтижелілік - электр желілеріндегі екі маңызды өзіндік салық. Олардың ортақ байланысы, әсіресе электр техникасы мен системаларының жұмысында, бар. Төмендегі толығырақ түсіндірме, төменгі күрделі коэффициенттің нәтижелілікке қандай таасир ететінін көрсетеді:

1. Күрделі коэффициенттің анықтамасы

Күрделі коэффициент - активті күш (Active Power, P) мен көрінетін күш (Apparent Power, S) арасындагы қатынас, көбінесе cosϕ деп белгіленеді:

Күрделі коэффициент (PF)= SP=cosϕ

Активті күш 

P: Пайдалы іске арналған нақты күш, ватт (W) мен өлшік.

Реактивті күш 

Q: Магнитті немесе электр өрістерін құру үшін пайдаланылатын күш, бұл күш пайдалы іске түскен емес, реактивті вольт-ампер (VAR) мен өлшік.

Көрінетін күш 

S: Активті және реактивті күштердің векторлық қосындысы, вольт-ампер (VA) мен өлшік.

Күрделі коэффициент 0-ден 1-ге дейін өзгереді, идеалды мәні 1-ге жақын болса, бұл цепьде активті күш көрінетін күшке қатынасы жоғары, ал реактивті күш минималды болады.

2. Төменгі күрделі коэффициенттің таасирі

2.1 Ауыстырылған күштің өсуі

Төменгі күрделі коэффициент - цепьде реактивті күш компонентінің маңызды болуын көрсетеді. Активті күш шығысын сақтау үшін, бастапқы күш көрінетін күштен көбірек беруі керек, бұл ауыстырылған күштің өсіміне әкеледі. Бұл ауыстырылған күштің өсімі негізгі екі проблемаға әкеледі:

• Аудандық жоюлардың өсуі: Жоғары ауыстырылған күш проводтарда I2 R жоюларын (резистивті жоюлар) арттырады, энергия жоюлады.

• Трансформаторлар мен тарату техникасының қысынуы: Жоғары ауыстырылған күш трансформаторларға, автоматтық выключителяларға және басқа да тарату техникасына зор әсер етеді, бұл ысыту, мерзімін азайту немесе зиян келтіруге әкелуі мүмкін.

2.2 Системаның нәтижеліліктігінің төмендетілуі

Төменгі күрделі коэффициентпен, ауыстырылған күштің өсімі электр системаның бірнеше компоненттерінің (кабельдер, трансформаторлар, генераторлар) ауыстырылған күшті арттыруына әкеледі, бұл энергияның жоюларына әкеледі. Бұл жоюлардың негізгі элементтері:

• Мыс жоюлары (аудандық жоюлар): Кондукторлар арқылы ауыстырылған күштің ыңғайлауына байланысты ыңғайлау жоюлары.

• Ядро жоюлары: Трансформаторлар сызықтарындагы магнитті ядро жоюлары, бұл күрделі коэффициентке тікелей қатысты емес, бірақ жоғары ауыстырылған күштер бұл жоюларды арттыруға әкеледі.

• Вольттың төмендетілуі: Жоғары ауыстырылған күштер линияларда вольттың төмендетілуіне әкеледі, бұл техниканың тура жұмысына әсер етеді және энергияның қолданылуын компенсациялау үшін жоғары входтық вольттарын қажет етеді, бұл энергияның қолданылуын арттырады.

Сонымен, төменгі күрделі коэффициент электр системаның жалпы нәтижеліліктігін төмендетеді, себебі көбірек энергия өткізу және тарату кезінде жоюлады, осылайша өнімді іске арналған емес.

3. Күрделі коэффициентті түзету үшін ыңғайлаулары

Нәтижелілікті жақсарту үшін, күрделі коэффициентті түзету ыңғайлаулары көбінесе қолданылады. Кеңістік ыңғайлаулар:

• Параллель конденсаторлар: Реактивті күшті компенсациялау үшін параллель конденсаторларды орнату, бұл ауыстырылған күштің өсімін азайтуға және аудандық жоюларды төмендетуге әкеледі.

• Уақытша конденсаторлар: Ыңғайлаулы индустриялық системаларда уақытша конденсаторлар реактивті күшті динамикалық түрде регулировать, күрделі коэффициент 1-ге жақын болуын қамтамасыз етеді.

• Ақылды бақылау системалары: Жаңа электр системалары нақты жүкті қолдану шарттарына қарай автоматты түрде күрделі коэффициентті түзететін, энергия қолдануын оптимизациялау үшін ақылды бақылау системаларын қолданады.

Күрделі коэффициентті түзету арқылы, ауыстырылған күштің өсімін көбірек азайту, энергияның жоюларын минималдау және системаның жалпы нәтижеліліктігін жақсарту, техниканың мерзімін ұзақтату және ыңғайлау заттарын азайтуға әкеледі.

4. Теориялық қолданылуы

4.1 Электр моторлары

Индустриялық өндірістегі электр моторлары - электр энергиясының негізгі жұмсарттары. Егер мотордың күрделі коэффициенті төмен болса, ауыстырылған күштің өсімі кабельдер мен трансформаторларда жоюларды арттырады, бұл олардың жүйесінің нәтижеліліктігін төмендетеді. Тиімді конденсаторларды орнату арқылы, ауыстырылған күштің өсімін азайту, жоюларды минималдау және мотордың нәтижеліліктігін жақсартуға болады.

4.2 Жарық система

Флуоресцентті лампалар және басқа да газды ашу лампалары көбінесе төменгі күрделі коэффициенттерге ие. Электрондық балласттарды немесе параллель конденсаторларды қолдану арқылы, бұл лампалардың күрделі коэффициенттерін жақсарту, ауыстырылған күштің өсімін азайту және тарату системасындағы жоюларды төмендету, сонымен қатар жарық системасының жалпы нәтижеліліктігін жақсартуға болады.

4.3 Деректер орталықтары

Деректер орталықтары серверлер мен суықтыру системалары үшін көптеген электр энергиясын қолданады, бұл кезде реактивті күштің өсімі көбінесе көбірек болады. Күрделі коэффициентті түзету арқылы, тарату системасындағы ауыстырылған күштің өсімін азайту, суықтыру системасына қойылатын жүктерді төмендету және деректер орталығының жалпы энергия нәтижеліліктігін жақсартуға болады.

Қорытынды

Төменгі күрделі коэффициент ауыстырылған күштің өсіміне, аудандық жоюлардың өсіміне және техниканың жүктерінің өсіміне әкеледі, бұлардың барлығы электр системаның жалпы нәтижеліліктігін төмендетеді. Күрделі коэффициентті түзету ыңғайлауларын қолдану арқылы, ауыстырылған күштің өсімін азайту, энергияның жоюларын минималдау және системаның нәтижеліліктігін жақсарту, техниканың мерзімін ұзақтату және ыңғайлау заттарын азайтуға болады. Сондықтан, күрделі коэффициент және нәтижеліліктің арасында ретте жақын байланыс бар, және электр системаларының нәтижеліліктігін жақсарту үшін күрделі коэффициентті оптимизациялау маңызды кадам болып табылады.