Постои ли корелација помеѓу понисок коефициент на ефикасност и ефикасност?

Соодношението помеѓу нискиот фактор на моќ и ефикасност

Факторот на моќ (PF) и ефикасноста се две критични мерили за перформанси во електричните системи, и има дефинитивна врска помеѓу нив, особено во функционирањето на електричната опрема и системи. Подолу е детално објаснување како нискиот фактор на моќ влијае на ефикасноста:

1. Дефиниција на факторот на моќ

Факторот на моќ е дефиниран како однос на активната моќ (Active Power, P) со видлива моќ (Apparent Power, S), често означена како cosϕ:

Фактор на моќ (PF)= S/P=cosϕ

Активна моќ 

P: Реалната моќ користена за извршување корисен работ, мерена во ватови (W).

Реактивна моќ 

Q: Моќ користена за создавање магнетни или електрични полиња, која директно не извршува корисен работ, мерена во волт-ампери реактивни (VAR).

Видлива моќ 

S: Векторска сума на активна и реактивна моќ, мерена во волт-ампери (VA).

Факторот на моќ се движи од 0 до 1, со идеална вредност близу до 1, што значи дека циркуитот има висок процент на активна моќ споредно со видливата моќ и минимална реактивна моќ.

2. Утврдување на нискиот фактор на моќ

2.1 Зголемена потреба за струја

Нискиот фактор на моќ значи дека постои значајен реактивен компонент во циркуитот. За да се одржува истинскиот ниво на активна моќ, изворот мора да достави повеќе видлива моќ, што доведува до зголемена потреба за струја. Ова зголемување на струјата резултира со неколку проблеми:

• Зголемени губитоци во проводниците: Повисоката струја зголемува резистивните губитоци (I²R губитоци) во жичевите, губејќи енергија.

• Преплодување на трансформаторите и дистрибутивната опрема: Повисоките струи ставаат поголем стрес на трансформаторите, прекинувачите и друга дистрибутивна опрема, потенцијално причинувајќи претоплување, намалена жизнена длабочина, или дорде повреда.

2.2 Намалена ефикасност на системот

Со понискиот фактор на моќ, зголемената струја го прави различни компоненти на електричниот систем (како што се кабловите, трансформаторите и генераторите) да носат повеќе струја, што доведува до повисоки губитоци на енергија. Овие губитоци вклучуваат:

• Губитоци на мед (губитоци на проводник): Топлински губитоци поради текот на струја низ проводниците.

• Губитоци на јадро: Магнетни губитоци на јадрото во уреди како што се трансформаторите, иако овие се помалку директно поврзани со факторот на моќ, повисоките струи индиректно ги зголемуваат овие губитоци.

• Пад на напон: Повисоките струи исто така доведуваат до поголем пад на напон низ линиите, што може да влијае на правилното функционирање на опремата и можеби требаат повисоки входни напони за компензиране, што дополнително го зголемува консумацијата на енергија.

Како резултат, нискиот фактор на моќ намалува целостната ефикасност на електричниот систем бидејќи повеќе енергија се губи при транспортиранието и дистрибуцијата, наместо да се користи за производителен работ.

3. Преимущества на корекцијата на факторот на моќ

За подобрување на ефикасноста, често се применуваат мерки за корекција на факторот на моќ. Обични методи вклучуваат:

• Паралелни кондензатори: Инсталирање на кондензатори паралелно за компензиране на реактивната моќ, намалување на потребата за струја и намалување на губитоците на проводникот.

• Синхронни кондензатори: Во големите индустријски системи, синхронните кондензатори можат динамички да регулираат реактивната моќ, одржувајќи фактор на моќ близу до 1.

• Интелигентни контролни системи: Современите енергетски системи користат интелигентни контролни системи кои автоматски ја прават корекцијата на факторот на моќ според реалните услови на термин, оптимизирајќи користењето на енергија.

Со корекција на факторот на моќ, потребата за струја може значително да се намали, губитоците на енергија да се минимизираат, а целостната ефикасност на системот да се подобри, проширувајќи животниот век на опремата и намалувајќи трошоците за одржба.

4. Практична примена

4.1 Системи за управување на мотори

Во индустријското производство, електричните мотори се главни потрошувачи на електричество. Ако моторот има ниски фактор на моќ, потребата за струја се зголемува, што доведува до повисоки губитоци во кабловите и трансформаторите, што на крај го намалува ефикасноста на целостниот систем. Со инсталација на соодветни кондензатори за корекција на факторот на моќ, потребата за струја може да се намали, губитоците да се минимизираат, а ефикасноста на моторот да се подобри.

4.2 Системи за осветлување

Луминисцентните лампи и други типови на гасни лампи обично имаат ниски фактори на моќ. Користење на електронски баласт или паралелни кондензатори може да подобри факторот на моќ на овие лампи, намалувајќи потребата за струја и намалувајќи губитоците на дистрибутивниот систем, со тоа подобрувајќи целостната ефикасност на системот за осветлување.

4.3 Центрови за податоци

Центровите за податоци консумираат големи количества електричество за сервери и системи за хладење, често придружени со значајни реактивни потреби за моќ. Корекцијата на факторот на моќ може да намали потребата за струја на дистрибутивниот систем, намалувајќи терминот на системите за хладење и подобрувајќи целостната енергетска ефикасност на центарот за податоци.

Заклучок

Нискиот фактор на моќ доведува до зголемена потреба за струја, повисоки губитоци во проводниците и поголемо оптерување на опремата, сите што намалуваат целостната ефикасност на електричниот систем. Со примената на мерки за корекција на факторот на моќ, потребата за струја може да се намали, губитоците на енергија да се минимизираат, а ефикасноста на системот да се подобри, проширувајќи животниот век на опремата и намалувајќи трошоците за одржба. Затоа, постои блиска врска помеѓу факторот на моќ и ефикасноста, и оптимизацијата на факторот на моќ е критичен чекор во подобрувањето на ефикасноста на електричните системи.