Mga Pinagmulan at Dahilan ng Mababang Power Factor

Mga Dahilan at Pinagmulan ng Masamang Power Factor

Sa isang sistema ng elektrikal na lakas, ang power factor ay inilalarawan bilang ang ratio ng tunay na lakas (na sinusukat sa kilowatts, kW) sa apparent power (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. Ang hindi epektividad na ito ay maaaring magresulta sa ilang mga resulta, tulad ng mataas na bayad para sa kuryente para sa mga consumer at pagbaba ng pangkalahatang epektividad ng sistema. Sa artikulong ito, sasalamin tayo sa pangunahing mga pinagmulan at dahilan ng mababang power factor sa loob ng isang sistema ng elektrikal.

Ang pinakamahalagang kontribyutor sa mababang power factor ay ang presensya ng mga inductive loads. Sa isang walang kaparis na inductive circuit, ang current ay lagging behind ang voltage ng 90 degrees. Ang malaking phase - angle difference na ito ay nagresulta sa power factor na zero, na nangangahulugan na walang tunay na lakas ang epektibong kinokonsumo ng load; sa halip, ang enerhiya ay lamang naiimbak at inilalabas sa magnetic field ng inductor nang walang ginagawang makabuluhang gawain. 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 nang walang kaparis na resistively, ang phase - angle difference θ sa pagitan ng current at voltage ay nananatiling umiiral. Ang phase difference na ito, na 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 maraming mga factor ang nagkontributo sa mababang power factor sa mga sistema ng elektrikal, tulad ng detalyadong ibinaba:

Inductive Loads

Ang mga inductive loads, kasama ang electric motors at transformers, ay isa sa mga pangunahing salarin. Ang mga load na ito ay nakokonsumo ng reactive power mula sa sistema ng elektrikal, na nagreresulta sa lagging power factor. Sa mga inductive circuits, ang current ay lagging behind ang voltage, na nagpapalikha ng phase difference na nagpapataas ng reactive power component. Ang power factor ng isang inductive load ay nagbabago nang malaki depende sa kanyang operating state:

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

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

• No Load: Ang power factor ay maaaring lumapit sa zero. Sa isang pure inductor load, ang power factor ay eksaktong zero, na nagpapahiwatig na walang tunay na gawain ang ginagawa, at ang enerhiya ay lamang naiimbak at inilalabas sa magnetic field.

Capacitive Loads

Ang mga capacitive loads, tulad ng capacitors, ay may potensyal na mapabuti ang power factor sa pamamagitan ng paggawa ng reactive power. Gayunpaman, kung ang capacitance ay sobrang dami, 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 leading ang voltage ng 90 degrees, at walang net real - 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 computers, servers, at iba pang digital devices. Ang mga distortion na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng reactive power, na sa kalaunan ay nagbabawas ng overall power factor. Ang presensya ng harmonics ay nagdisrupt sa sinusoidal nature ng current at voltage, na nagreresulta sa inefficiencies sa power utilization.

Magnetizing Current

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

Undersized Wiring

Ang undersized wiring, lalo na sa motor windings, ay maaaring magdulot ng malaking voltage drops. Ang mga voltage drop na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng reactive power sa sistema, na sa kalaunan ay nagbabawas ng power factor. Ang inadequate wire size ay nag-iimpede sa flow ng elektrikal na current, na nagdudulot ng resistive losses at increased impedance, na nakakaapekto sa power - factor performance.

Mahabang Distribution Lines

Ang mahabang electrical distribution lines ay isa pang factor na nagkontributo sa mababang power factor. Habang ang kuryente ay sumusunod sa extended distances, ang resistance at reactance sa mga lines ay nagdudulot ng voltage drops. Ang mga voltage drop na ito ay nagdudulot ng pagtaas ng reactive power, na nagbabawas ng overall 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 ipinasok sa mga phases 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 dagdag na stress sa mga electrical equipment, na maaaring magresulta sa premature failure.

Pinagmulan ng Masamang Power Factor

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

Electrical Equipment

• Distribution Transformers: Ang power factor ng isang distribution transformer ay depende sa kanyang disenyo, 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: Ang mga ito ay tipikal na may power factor na humigit-kumulang 50%.

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

• Motors

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

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

• Specialized Equipment

• Welding Transformers: Ang mga ito ay karaniwang may power factor na humigit-kumulang 60%.

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

• Solenoids and Chokes: Ang mga inductive components na ito ay nakakapagbigay ng masamang 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-ooperate sa load na may insufficient excitation, ang synchronous motors ay nakokonsumo 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 napagusapan na.

• Mechanical Issues in Motors: Ang nasirang bearings sa motors ay maaaring magdulot ng mechanical stress, na sa kalaunan ay nakakaapekto 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 maraming drawbacks, kabilang ang pagtaas ng energy losses, mas mataas na bayad para sa kuryente, at pagbaba ng capacity ng sistema. Upang mapabuti ang power factor, maaaring i-implement ang iba't ibang solusyon. Ang mga ito ay kasama ang pag-install ng power - factor - correction equipment, tulad ng capacitors, pag-upgrade ng electrical equipment upang minimisin ang losses, at pag-optimize ng disenyo ng sistema upang bawasan ang reactive - power consumption. Ang isang komprehensibong pag-unawa sa mga dahilan at pinagmulan ng mababang power factor ay mahalaga para sa pag-identify ng mga lugar ng pagbabago at siguradong epektibo at cost - effective ang operasyon ng mga sistema ng elektrikal.