Bronne en Oorsake van Lae Kragfaktor

Oorsake en Bronne van 'n Swak Kragfaktor

In 'n elektriese kragstelsel word die kragfaktor gedefinieer as die verhouding tussen werklike krag (gemete in kilowatt, kW) en skynbare krag (gemete in kilovolt-ampere, kVA). 'n Lae kragfaktor dui daarop dat die elektriese belasting nie doeltreffend die beskikbare elektriese krag benut nie. Hierdie ondoeltreffendheid kan lei tot verskeie gevolge, soos verhoogde elektrisite kostes vir verbruikers en verminderde algehele stelsel doeltreffendheid. In hierdie artikel sal ons ingaan op die primêre bronne en oorsake van 'n lae kragfaktor binne 'n elektriese stelsel.

Die mees betekenisvolle bydraer tot 'n lae kragfaktor is die teenwoordigheid van indiktiewe belastings. In 'n puur indiktiewe stroombaan, bly die stroom agter die spanning 90 grade. Hierdie aansienlike fase-hoekverskil lei tot 'n kragfaktor van nul, wat beteken dat geen werklike krag effektief deur die belasting verbruik word nie; eerder word energie net gestoor en vrygestel in die magneetveld van die indiktor sonder om nuttige werk te doen. In stroombrebane wat beide kapasitiewe en indiktiewe elemente bevat, is die kragfaktor nie-nul. Echter, behalwe in resonansie of gestemde stroombrebane waar die indiktiewe reaksie XL gelyk is aan die kapasitiewe reaksie XC, wat die stroombaan laat op puur resistiewe manier gedra, bly die fase-hoekverskil θ tussen die stroom en spanning bestaan. Hierdie faseverskil, veroorsaak deur die interaksie tussen kapasiteit en induktiwiteit, het direkte impak op die grootte van die kragfaktor, wat dikwels lei tot suboptimale kragbenuttingstoestande.

Oorsake en Bronne van 'n Lae Kragfaktor
Oorsake van 'n Lae Kragfaktor

Verskeie faktore dra by tot 'n lae kragfaktor in elektriese stelsels, soos hieronder uiteengesit:

Indiktiewe Belastings

Indiktiewe belastings, insluitend elektriese motore en transformatore, is onder die primêre skuldiges. Hierdie belastings verbruik reaktiewe krag uit die elektriese stelsel, wat lei tot 'n agterblyende kragfaktor. In indiktiewe stroombrebane, bly die stroom agter die spanning, wat 'n faseverskil skep wat die reaktiewe kragkomponent verhoog. Die kragfaktor van 'n indiktiewe belasting varieer beduidend afhangende van sy operasie toestand:

• Vol Last: Tipies val die kragfaktor (Pf) in 'n reeks van 0.8 tot 0.9.

• Klein Last: Dit daal na 'n reeks van 0.2 tot 0.3.

• Geen Last: Die kragfaktor kan nader tot nul. In 'n puur indiktor last, is die kragfaktor presies nul, wat aandui dat geen werklike werk gedoen word nie, en dat energie net gestoor en vrygestel word in die magneetveld.

Kapasitiewe Belastings

Kapasitiewe belastings, soos kondensatore, het die potensiaal om die kragfaktor te verbeter deur reaktiewe krag te genereer. Echter, as die kapasiteit oormatig is, kan dit lei tot oorkompensasie, wat lei tot 'n voorganger kragfaktor. Soortgelyk aan puur indiktiewe belastings, het 'n puur kapasitiewe belasting ook 'n kragfaktor van nul, omdat die stroom die spanning met 90 grade vooruit gaan, en daar is geen netto werklike krag oordrag nie.

Harmoniese

Harmoniese is nie-lineêre vervormings van die elektriese golfvorm wat algemeen voorkom in stelsels met elektroniese belastings, soos rekenaars, bedienere, en ander digitale toestelle. Hierdie vervormings veroorsaak 'n toename in reaktiewe krag, wat op sy beurt die algehele kragfaktor verminder. Die teenwoordigheid van harmoniese verstoor die sinusvormige aard van die stroom en spanning, wat lei tot ineffisiënsies in kragbenutting.

Magnetiseer Stroom

Die belasting op 'n kragstelsel is nie konstant nie. Tydens periodes van lae belasting, styg die voorsiening spanning dikwels. Hierdie toename in spanning lei tot 'n toename in die magnetiseer stroom van indiktiewe toerusting, soos transformatore en motore. As gevolg hiervan, verminder die kragfaktor, omdat meer reaktiewe krag relatief tot werklike krag verbruik word.

Ondermaatse Bedrading

Ondermaatse bedrading, veral in motor windinge, kan aansienlike spanningdalinge veroorsaak. Hierdie spanningdalinge verhoog die reaktiewe krag in die stelsel, wat die kragfaktor verlaag. Onvoldoende draadgrootte beperk die vloei van elektriese stroom, wat weerstandverlies en verhoogde impedansie veroorsaak, wat die kragfaktorprestasie beïnvloed.

Lange Verspreidingslyne

Lange elektriese verspreidingslyne is 'n ander faktor wat bydra tot 'n lae kragfaktor. Wanneer elektrisiteit oor uitgebreide afstande reis, veroorsaak weerstand en reaksie in die lyne spanningdalinge. Hierdie spanningdalinge lei tot 'n toename in reaktiewe krag, wat die algehele kragfaktor van die stelsel verminder. Hoe langer die lyn, hoe meer uitgesproke hierdie effekte word.

Ongebalanseerde Belastings

Ongebalanseerde belastings, waar die elektriese belasting ongelik verdeel is oor die fases van 'n driefase stelsel, kan 'n toename in die reaktiewe kragkomponent veroorsaak. Hierdie ongelike verdeeling lei tot ineffisiënsies in kragoordrag, wat resulteer in 'n laer kragfaktor. Ongebalanseerde belastings kan ook addisionele spaning op elektriese toerusting veroorsaak, wat moontlik lei tot vroegtydige mislukking.

Bronne van 'n Swak Kragfaktor

Die volgende is die hoof bronne van 'n lae kragfaktor in elektriese stelsels:

Elektriese Toerusting

• Verspreidings Transformatore: Die kragfaktor van 'n verspreidings transformer hang af van sy ontwerp, sowel as die vlak van belasting en ontlading. In die algemeen, het 'n onbelaste transformer 'n baie lae kragfaktor weens sy magnetiseer stroom vereistes.

• Verligtingstelsels

• Inkandesente Lamppe: Hierdie het tipies 'n kragfaktor van ongeveer 50%.

• Kwikdamp Lamppe: Hulle kragfaktor is gewoonlik tussen 40% en 60%.

• Motore

• Induksiemotore: Die kragfaktor van induksiemotore kan wye variasies hê, van 30% onder lig last tot 90% by vol last.

• Sinkroniese Motore: Wanneer hulle onder-geëxiteer word, wys sinkroniese motore 'n baie lae kragfaktor.

• Spesialiseerde Toerusting

• Lass_transformatore: Hierdie het gewoonlik 'n kragfaktor van ongeveer 60%.

• Industriële Verwarmings Ovens: Hul operasie lei dikwels tot 'n relatief lae kragfaktor weens die aard van die elektriese belastings betrokke.

• Solenoides en Chokes: Hierdie indiktiewe komponente dra by tot swak kragfaktor prestasie.

• Booglamppe: Soortgelyk aan ander elektriese verligtingsbronne, kan booglamppe 'n lae kragfaktor hê.

Stelselvlak Probleme

• Onder-geëxiteerde Sinkroniese Motore: Wanneer hulle by belasting met onvoldoende eksitasie bedryf, verbruik sinkroniese motore oormatige reaktiewe krag, wat lei tot 'n lae kragfaktor.

• Onvoldoende Bedradingspraktyke: Nie die gebruik van die gerate draadgrootte in motorwindinge kan kragfaktor probleme veroorsaak, soos vroeër bespreek.

• Meganiese Probleme in Motore: Beskadigde lasse in motore kan meganiese spaning veroorsaak, wat op sy beurt die elektriese eienskappe van die motor beïnvloed, wat moontlik lei tot 'n afname in kragfaktor.

Aanpak van 'n lae kragfaktor is krities, aangesien dit verskeie nadelige gevolge het, insluitend verhoogde energieverliese, hoër elektrisite rekeninge, en verminderde stelselkapasiteit. Om die kragfaktor te verbeter, kan verskeie oplossings geïmplementeer word. Hierdie sluit in die installasie van kragfaktorkorreksietoerusting, soos kondensatore, die opgradering van elektriese toerusting om verliese te minimeer, en die optimalisering van stelselontwerp om reaktiewe kragverbruik te verminder. 'n Grondige begrip van die oorsake en bronne van 'n lae kragfaktor is noodsaaklik om gebiede van verbetering te identifiseer en om die doeltreffende en koste-effektiewe bedryf van elektriese stelsels te verseker.