Mga Pinagmulan at Dahilan ng Mababang Power Factor

Mga Dahilan at Pinagmulan ng Mababang Power Factor

Sa isang sistema ng elektrikal na lakas, ang power factor ay inilalarawan bilang ang ratio ng tunay na lakas (na sinusukat sa kilowatt, kW) sa aparenteng lakas (na sinusukat sa kilovolt - amperes, kVA). Ang mababang power factor ay nagpapahiwatig na ang electrical load ay hindi epektibong gumagamit ng magagamit na elektrikal na lakas. Ito ay maaaring humantong sa ilang mga resulta, tulad ng mataas na gastos sa kuryente para sa mga konsumidor at pagbawas ng kabuuang efisyensiya ng sistema. Sa artikulong ito, kami ay lalapit sa pangunahing mga pinagmulan at dahilan ng mababang power factor sa loob ng isang sistema ng elektriko.

Ang pinakamalaking kontribyutor sa mababang power factor ay ang presensya ng mga inductive loads. Sa isang purol na inductive circuit, ang current ay sumusunod sa voltage nang 90 degrees. Ang malaking phase - angle difference na ito ay nagresulta sa power factor na zero, na nangangahulugan na walang tunay na lakas ang ginagamit ng load; halimbawa, ang enerhiya ay lamang ipinapanatili at ipinapalaya sa magnetic field ng inductor nang walang makabuluhang trabaho. Sa mga circuit na may parehong capacitive at inductive elements, ang power factor ay hindi zero. Gayunpaman, maliban sa resonance o tuned circuits kung saan ang inductive reactance XL ay katumbas ng capacitive reactance XC, na nagpapakilos ng circuit na purol na resistive, ang phase - angle difference θ sa pagitan ng current at voltage ay nananatiling umiiral. Ang phase difference na ito, dulot ng interplay sa pagitan ng capacitance at inductance, ay direktang nakakaapekto sa magnitude ng power factor, madalas na nagdudulot ng suboptimal power - utilization conditions.

Mga Dahilan at Pinagmulan ng Mababang Power Factor
Mga Dahilan ng Mababang Power Factor

Ang ilang mga factor ang nagkontributo sa mababang power factor sa mga sistema ng elektriko, gaya ng detalyado sa ibaba:

Inductive Loads

Ang mga inductive loads, kasama ang electric motors at transformers, ay isa sa mga pangunahing salarin. Ang mga load na ito ay kumokonsumo ng reactive power mula sa sistema ng elektriko, na nagresulta sa lagging power factor. Sa mga inductive circuits, ang current ay sumusunod sa voltage, na lumilikha ng phase difference na tumataas sa reactive power component. Ang power factor ng isang inductive load ay may malaking pagkakaiba depende sa kanyang operasyonal na estado:

• Buong Load: Karaniwan, ang power factor (Pf) ay nasa range mula 0.8 hanggang 0.9.

• Maliit na Load: Ito ay bumababa sa range mula 0.2 hanggang 0.3.

• Walang Load: Ang power factor ay maaaring lumapit sa zero. Sa isang pure inductor load, ang power factor ay eksaktong zero, na nangangahulugan na walang tunay na trabaho ang ginagawa, at ang enerhiya ay lamang ipinapanatili at ipinapalaya sa magnetic field.

Capacitive Loads

Ang capacitive loads, tulad ng mga capacitor, ay may potensyal na mapabuti ang power factor sa pamamagitan ng paglikha ng reactive power. Gayunpaman, kung ang capacitance ay sobrang marami, ito ay maaaring magresulta sa overcompensation, na nagreresulta sa leading power factor. Tulad ng sa pure inductive loads, ang pure capacitive load din ay may power factor na zero, dahil ang current ay nangunguna sa voltage nang 90 degrees, at walang tunay na power transfer.

Harmonics

Ang harmonics ay non - linear distortions ng waveform ng elektrikal na karaniwang nangyayari sa mga sistema na may electronic loads, tulad ng mga computer, servers, at iba pang digital devices. Ang mga distortion na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng reactive power, na nagreresulta sa pagbawas ng kabuuang power factor. Ang presensya ng harmonics ay nagbabago sa sinusoidal nature ng current at voltage, na nagdudulot ng inefficiencies sa power utilization.

Magnetizing Current

Ang load sa isang sistema ng power ay hindi constant. Sa panahon ng mababang load, madalas na tumaas ang supply voltage. Ang pagtaas ng voltage na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng magnetizing current ng mga inductive equipment, tulad ng transformers at motors. Bilang resulta, ang power factor ay bumababa, dahil mas maraming reactive power ang ginagamit kumpara sa tunay na power.

Undersized Wiring

Ang undersized wiring, lalo na sa motor windings, ay maaaring magdulot ng mahalagang voltage drops. Ang mga voltage drop na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng reactive power sa sistema, na nagreresulta sa pagbaba ng power factor. Ang inadequate wire size ay nagsasanhi ng pag-restrict ng flow ng electrical current, na nagdudulot ng resistive losses at pagtaas ng impedance, na nakakaapekto sa performance ng power factor.

Mahabang Distribution Lines

Ang mahabang distribution lines ay isa pa sa factor na nagdudulot ng mababang power factor. Habang ang kuryente ay lumalakbay sa mahabang distansya, ang resistance at reactance sa lines ay nagdudulot ng voltage drops. Ang mga voltage drop na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng reactive power, na nagreresulta sa pagbaba ng kabuuang power factor ng sistema. Ang mas mahaba ang line, ang mas malinaw ang mga epekto na ito.

Unbalanced Loads

Ang unbalanced loads, kung saan ang electrical load ay hindi pantay na nakalagay sa mga phase ng isang three - phase system, ay maaaring magdulot ng pagtaas ng reactive power component. Ang hindi pantay na distribusyon na ito ay nagdudulot ng inefficiencies sa power transfer, na nagreresulta sa mas mababang power factor. Ang unbalanced loads ay maaari ring magdulot ng karagdagang stress sa mga electrical equipment, na maaaring magresulta sa premature failure.

Pinagmulan ng Mababang Power Factor

Ang mga sumusunod ay ang pangunahing pinagmulan ng mababang power factor sa mga sistema ng elektriko:

Electrical Equipment

• Distribution Transformers: Ang power factor ng isang distribution transformer ay depende sa disenyo nito, pati na rin ang antas ng loading at unloading. Sa pangkalahatan, ang isang unloaded transformer ay may napakababang power factor dahil sa kanyang magnetizing current requirements.

• Lighting Systems

• Incandescent Lamps: Karaniwang may power factor na around 50%.

• Mercury Vapor Lamps: Kanilang power factor ay karaniwang nasa range mula 40% hanggang 60%.

• Motors

• Induction Motors: Ang power factor ng induction motors ay maaaring magbago-bago, mula 30% sa light loads hanggang 90% sa full load.

• Synchronous Motors: Kapag nag-operate sa under - excited conditions, ang synchronous motors ay nagpapakita ng napakababang power factor.

• Specialized Equipment

• Welding Transformers: Karaniwang may power factor na around 60%.

• Industrial Heating Furnaces: Ang kanilang operasyon ay madalas na nagreresulta sa relatyibong mababang power factor dahil sa natura ng mga electrical loads na kasangkot.

• Solenoids and Chokes: Ang mga inductive components na ito ay nakakaimpluwensya sa poor power - factor performance.

• Arc Lamps: Tulad ng iba pang mga electrical lighting sources, ang arc lamps ay maaaring magkaroon ng mababang power factor.

System - Level Issues

• Under - Excited Synchronous Motors: Kapag nag-operate sa load na may insufficient excitation, ang synchronous motors ay kumokonsumo ng excessive reactive power, na nagreresulta sa mababang power factor.

• Inadequate Wiring Practices: Ang hindi paggamit ng rated wire size sa motor windings ay maaaring magdulot ng power - factor problems, tulad ng nabanggit na.

• Mechanical Issues in Motors: Ang nasira na bearings sa motors ay maaaring magdulot ng mechanical stress, na nagsisimula ng pag-aapekto sa electrical characteristics ng motor, na maaaring magresulta sa pagbaba ng power factor.

Ang pagtugon sa mababang power factor ay mahalaga, dahil ito ay may ilang drawbacks, kabilang ang pagtaas ng energy losses, mas mataas na bayad sa kuryente, at pagbawas ng kapasidad ng sistema. Upang mapabuti ang power factor, maaaring maipatupad ang iba't ibang solusyon. Ito ay kinabibilangan ng pagsasagawa ng power - factor - correction equipment, tulad ng mga capacitor, pag-upgrade ng electrical equipment upang minimisin ang losses, at pag-optimize ng disenyo ng sistema upang bawasan ang reactive - power consumption. Ang komprehensibong pag-unawa sa mga dahilan at pinagmulan ng mababang power factor ay mahalaga para sa pag-identify ng mga lugar ng pag-improve at siguradong epektibo at cost - effective ang operasyon ng mga sistema ng elektriko.