Upplýsingar og orsakir lágs störfagildis

Slæm stöðugraða orsakir og upprunaklar

Í rafmagnakerfi er stöðugráðan skilgreind sem hlutfall raunverulegs afls (mæld á kílowatt, kW) við sýnilegt afl (mæld á kílowatt-amper, kVA). Lág stöðugráða birtir að raforkuhlutfallið er ekki notað efnt. Þessi óefni getur leitt til margra afleiðinga, eins og hækkaðar raforkukostnaðar fyrir notendur og lægð almennt kerfisprestöðu. Í þessum grein munum við fara nánar í að skoða aðalupprunaklar og orsakir lága stöðugráðu innan rafkerfis.

Stærsta frambærjandi til lárar stöðugráðu er tilgangur inductíva laustunda. Í eindæma inductíva straumi fer straumur eftir spenna með 90 gráður. Þessi mikil heildarskilastærð leiðir til að stöðugráðan verður núll, sem merkir að enginn raunverulegur afli er notkun á laustundi; í staðinn er orkur endurtekinn og gefinn út í magnettengslum inductorins án gagnlegs verks. Í straumum sem innihalda bæði capacitíva og inductíva einingar er stöðugráðan ekki núll. En nema í resonance eða tunnuðu straumum þar sem inductíva reactance XL er jafnt og capacitíva reactance XC, sem gerir að strauminum fer eins og hann væri einkum resistive, heldur phase-angle-skilastærð θ milli straums og spennu áfram. Þessi phase-skilastærð, valin af tengslum milli capacitance og inductance, átti beint að stærð stöðugráðu, oft með óþægilegum afli-notkunarhætti.

Orsakir og Upprunaklar Lágra Stöðugráðu
Orsakir Lágrar Stöðugráðu

Fjölmargar orsakir taka til lágar stöðugráðu í rafkerfum, eins og lýst er neðan:

Inductíva Laustund

Inductíva laustund, eins og eldkerfi og transformatorar, eru meðal aðalorsakra. Þessi laustund notar reactive power frá rafkerfinu, sem gerir að stöðugráðan falla. Í inductíva straumum fer straumur eftir spenna, sem myndar phase-skillistærð sem hækkar reactive power hlutann. Stöðugráðan inductíva laustunds breytist mikið eftir því hvernig hann er virkur:

• Fylltu Hluti: Meðaltal stöðugráða (Pf) fer frá 0.8 til 0.9.

• Lítill Hluti: Hann fer niður í bil 0.2 til 0.3.

• Enginn Hluti: Stöðugráðan getur komið nær núlli. Í eindæma inductor laustundi er stöðugráðan nákvæmlega núll, sem bendir til að engin raunveruleg vinnsla er framkvæmd, en orkur er bara geymd og gefin út í magnettengslum.

Capacitíva Laustund

Capacitíva laustund, eins og kapasítör, geta bætt stöðugráðu með því að búa til reactive power. En ef capacitance er of mikill, getur hann leitt til overcompensation, sem gerir að stöðugráðan fer upp. Sama og í eindæmu inductíva laustundi, hefur eindæmi capacitíva laustundi líka stöðugráðu núll, vegna þess að straumur fer fyrir spenna með 90 gráður, og það er engin raunveruleg aflsflutningur.

Harmonics

Harmonics eru non-linear distortion af rafmagns waveform sem oft koma fyrir í kerfum með electronic laustund, eins og tölvur, servers, og önnur digital devices. Þessi distortionar vala að hækka reactive power, sem í sinnum fer til að minnka allsherjar stöðugráðu. Tilkynning harmonics brytur sinusoidal naturen af straumi og spennu, sem leitar til óefnis í aflsnotkun.

Magnetizing Current

Laustund á rafkerfi er ekki stöðug. Á meðan laustund er lág, stígar oft spenna. Þessi spennu-hækkun leiðir til að magnetizing current inductíva tæki, eins og transformatorar og eldkerfi, stígur. Sem resultat, stöðugráðan falla, vegna þess að fleiri reactive power er notuð í hlutfalli við raunverulegan afli.

Undersized Wiring

Undersized wiring, sérstaklega í motor windings, getur valið til miklar voltage drops. Þessar voltage drops hækka reactive power í kerfinu, sem gerir að stöðugráðan falla. Ekki nægjanlegt wire size takmarkar flow af rafstraumi, sem valir til resistive losses og hækkuð impedance, sem áhrifast á stöðugráðu-prestöðu.

Long Distribution Lines

Lengri rafmagns distribution lines eru annar factor sem tekur til lágrar stöðugráðu. Sem rafmagn fer yfir lengra fjarlægð, resistance og reactance í línum vala til voltage drops. Þessar voltage drops hækka reactive power, sem gerir að stöðugráðan kerfisins falla. Ju lengri línan, ju sterkari verða þessi áhrif.

Unbalanced Loads

Unbalanced loads, þar sem rafmagns laustund er ójafnt dreift á móti phases of three-phase system, geta valið til að hækka reactive power hlutann. Þessi ójafn dreifing leiðir til óefnis í aflsflutning, sem gerir að stöðugráðan falla. Unbalanced loads geta einnig valið til að leggja við stress á rafmagns tæki, sem gæti valið til að forsenda failure.

Upprunaklar Slæmrar Stöðugráðu

Eftirfarandi eru aðal upprunaklar slæmrar stöðugráðu í rafmagnskerfum:

Rafmagns Tæki

• Distribution Transformers: Stöðugráða distribution transformer fer eftir hans hönnun, ásamt því hversu fullt hann er lagður. Almennt hefur ólagður transformer mjög lága stöðugráðu vegna hans magnetizing current kravanna.

• Ljósakerfi

• Incanescent Lamps: Þeir hafa venjulega stöðugráðu um 50%.

• Mercury Vapor Lamps: Stöðugráða þeirra fer almennt frá 40% til 60%.

• Motors

• Induction Motors: Stöðugráða induction motors getur breytt sér mjög, frá 30% undir ljómlagðum til 90% á fullu lagðum.

• Synchronous Motors: Þegar þeir eru operating under-excited conditions, synchronous motors sýna mjög lága stöðugráðu.

• Specialized Equipment

• Welding Transformers: Þeir hafa venjulega stöðugráðu um 60%.

• Industrial Heating Furnaces: Þeirra verkun oft valir til að hafa lága stöðugráðu vegna náttúrur rafmagns laustunda sem eru áttar við.

• Solenoids and Chokes: Þessi inductíva components bera að slembi stöðugráðu-prestöðu.

• Arc Lamps: Sama og önnur rafmagns ljósakerfi, geta arc lamps haft lága stöðugráðu.

Kerfis-Level Issues

• Under-Excited Synchronous Motors: Þegar þeir eru operating at load with insufficient excitation, synchronous motors consume excessive reactive power, leading to a low stöðugráðu.

• Inadequate Wiring Practices: Notkun ekki rated wire size í motor windings getur valið til stöðugráðu problems, eins og lýst var áður.

• Mechanical Issues in Motors: Skemmt bearings í motors geta valið til mechanical stress, sem í sinnum áhrifar electrical characteristics of the motor, potentially leading to a decrease in stöðugráðu.

Að taka tillit til lágrar stöðugráðu er mikilvægt, vegna þess að hún hefur mörg dregileg, eins og hækkaðar energy losses, hærri electricity bills, og lægð system capacity. Til að bæta stöðugráðu, geta ýmsar lausnir verið settar á við. Þessar innihalda að setja upp stöðugráðu-correction equipment, eins og capacitors, að uppfæra electrical equipment til að minnka losses, og að optimalize system design til að minnka reactive-power consumption. Þorgrunnur skilningur af orsökum og upprunaklum slæmrar stöðugráðu er erfitt til að finna bætningarbili og að tryggja efni og kostnaðarefni operation af rafmagnskerfum.