Korrontzaren Faktorearen Zuzenketa: Zer da? (Formula, Zirkuitua eta Kapazitategiak)

Eremua: Elektrizitate Oinarrizko

China

zerbitzari faktorea zuzendaritzea denean zer gertatzen da

Zer da zerbitzari faktorearen zuzendaritza?

Zerbitzari faktorearen zuzendaritza (edo PFC edo Zerbitzari Faktorearen Hobekuntza) AC zirkuituen zerbitzari faktorea hobetzeko erabilitako teknika da, zirkuituan egonkorra dagoen indarraren kargua murriztuz. Zerbitzari faktorearen zuzendaritzaren teknikak zirkuituaren efizientzia handitzen du eta karguak eskuratzen dituen indarra murrizten du.

Oro har, kondensadoreak eta sinkrono motoreak zirkuituetan erabiltzen dira indarreko elementuak (eta beraz, reaktiboa) murrizteko. Teknikak hauek ez dira erabili indar erreala handitzeko, baina soilik indar aparentea murrizteko.

Beste hitzetan esanda, intentsitatea eta indarren arteko fase desplazamendua murrizten du. Beraz, zerbitzari faktorea unitatearen ondo izatea saiatzen da. Zerbitzari faktorearen balio ekonomikoena 0,9etik 0,95ra bitartean dago.

Orain galdera jaitsi da, zerbitzari faktorearen balio ekonomikoena 0,95 den ala unitateko zerbitzari faktorearen ordez. Unitateko zerbitzari faktorean aldetara jotzen da?

EZ. Unitateko zerbitzari faktorean aldetara jotzen da. Baina unitateko PFC tresnak instalatzeko oso kostagarria eta zaila da.

Beraz, utilitateak eta indar osagai enpresak zerbitzari faktorea 0,9etik 0,95ra bitartean jarri nahi dute sistema ekonomiko bat egin dezan. Eta hori indar sistema batean oso ondo dago.

AC zirkuituak inductiboa dagoenean, zerbitzari faktorea 0,8 azpitik egon daiteke. Horrek indar gehiago eskuratzen du iturburutik.

Zerbitzari faktorearen zuzendaritza tresnak inductibo elementuak eta iturburuak eskuratzen dituen indarra murrizten ditu. Horrela, sistema efizientea lortzen da eta elektrikoa energia galdua saihesten da.

Zergatik beharrezkoa da zerbitzari faktorearen zuzendaritza?

Korrontze zirkuituetan, kargu batek disipatutako indarrea sakon doitzaz eta intentsioarekin biderkatuz kalkulatzen da. Intentsioa aplikatutako sakontasunaren proportzionala da. Beraz, erresistentzia-karguak disipatutako indarrea linealra da.

Altzarien zirkuituetan, sakontasuna eta intentsioa sinusoideen ondorioz dira. Hortaz, magnitudea eta norabidea aldatzen dira jarraitu. Denbora puntuan jakin, disipatutako indarra sakontasunaren eta intentsioaren arteko biderkadura da horretan.

Altzarien zirkuitu bat baduzu, adibidez, espiralak, koilak, solenoideak, transformadoreak; intentsioa sakontasunean dagoen desfasean dago. Kasu honetan, disipatutako indarra sakontasunaren eta intentsioaren arteko biderkaduraren baino txikiagoa da.

Elementu ez-linealak dituzten altzarien zirkuituetan, erresistentzia eta reaktantea ditu. Beraz, kasu honetan, intentsioaren eta sakontasunaren arteko desfasea garrantzitsua da indarrearen kalkuluan.

Erresistentzia-kargu puroentzat, sakontasuna eta intentsioa fasetan daude. Baina inductibeko karguentzat, intentsioak sakontasunaren atzetik egiten du. Honek inductibeko reaktantea sortzen du.

Kasu honetan, indarre-faktorearen zuzenketa beharrezkoa da inductiboko elementuen efektua murrizteko eta indarre-faktorea hobetzeko sistemaaren efizientzia handitzeko.

Indarre-faktorearen zuzenketa formularia

Kontsideratu inductiboko kargu bat sisteman konektatuta eta indarre-faktore cosф1 bihurtzen dena. Indarre-faktorea hobetzeko, karguarekin paraleloan indarre-faktorearen zuzenketa gailua konektatu behar da.

Hau da, hurrengo irudian azaltzen den zirkuitu-diagrama.

indarre-faktorearen zuzenketa adibidea

Kondentsatzaileak aurreratutako osagaia ematen du eta atzeratutako osagaiaren eragina murrizten du. Kondentsatzailea lotu baino lehen, kargaren korrontea IL da.

Kondentsatzaileak IC korrontea hartzen du, tarteak 90˚-ko aurrenean dagoena. Sistema osoaren korronte emaitza Ir da. Tentsioaren V eta IR arteko angelua, V eta IL arteko angeluarekin alderatuta, txikiagoa da. Beraz, faktore arrakasta cosф2 hobetzen da.

power factor correction phasor diagram

Faktore Arrakasta Hobetzeko Faser Diagrama

Goiko faser diagramatik, sistema osoaren atzeratutako osagaia murrizten da. Beraz, faktore arrakasta ф1-tik ф2-ra aldatzeko, kargaren korrontea IRsinф2 gehien bat murrizten da.

$I_R sin \phi_2 = I_L sin \phi_1 - I_C$

$I_C = I_L sin \phi_1 - I_R sin \phi_2$

Kondentsagailuaren kapazitatea faktore handitzeko da:

$C = \frac{I_C}{\omega V}$

Faktorearen zuzenketa zirkuitua

Faktorearen zuzenketa teknikak oinarriz kondentsagailu edo kondentsagailu-banku eta sinkronoko kondentsagailua erabiltzen ditu. Faktorearen zuzenketa egiteko erabilitako gailuen arabera, hiru metodo daude:

Kondentsagailu-banku
Sinkronoko kondentsagailua
Aldamena aurreratzailea

Faktorearen zuzenketa kondentsagailu-bankuarekin

Kondentsagailu edo kondentsagailu-banku balio finkoa edo aldakorra izan daiteke. Indar-indukzio motore bati, banaketa panelari edo nagusiko jarioari lotu daiteke.

Konposadorearen balio finkoa sistemarekin jarraitu erantsi da. Balio aldakorra kapazitatea KVAR kopurua sistema beharrezkoa denean aldatzen du.

Indarraren faktorearen zuzenketa egiteko, kapasitoretako bankua kargarekin lotzen da. Karga hiru faseko bat bada, kapasitoretako bankua estrella eta delta itxura batean lotu daiteke.

Delta Connected Capacitor Bank

Beheko zirkuitu diagramak delta itxura batean lotutako kapasitoretako bankua erakusten du hiru faseko kargarekin.

delta connected capacitor bank

Delta Connected Capacitor Bank

Bilatu kapasitorea fase bakoitzeko ekuazioa delta itxura batean lotuta dagoenean. Delta itxura batean, faseko tentsioa (VP) eta lerroko tentsioa (VL) berdinak dira.

$V_P = V_L$

Fase bakoitzeko kapasitatea (C∆) formula honen arabera ematen da;

$C_\Delta = \frac{Q_C}{\omega V_P^2} = \frac{Q_C}{\omega V_L^2}$

Banku kapazitza konexio estrella

Azpiko zirkuitu-diagramak banku kapazitza konexio estrellarekin tres fasetako karga bat erakusten du.

Banku kapazitza konexio estrella

Konexio estrelean, faseko tensio (VP) eta lerroko tensioren (VL) arteko erlazioa hau da:

$V_P = \frac{1}{\sqrt{3}} V_L$

Faseko kapasitatea (CY) hau da;

$C_Y = \frac{Q_C}{\omega V_P^2} = \frac{Q_C}{\omega (\frac{V_L}{\sqrt{3}})^2} = \frac{3Q_C}{\omega V_L^2}$

Aurreko ekuazioetatik;

$C_Y = 3 C_\Delta$

Honek esan nahi du estrella konexioko kapasitatea delta konexioko kapasitatearen hiru aldizkoa dela. Eta, erantzun faseko tensioa lerroko tensioaren 1/√3 da.

Beraz, delta konexioko kondensadore-bankua diseinu ona da eta horregatik, hiru faseko konexioetan, delta konexioko kondensadore-bankua sarean gehiago erabiltzen da.

Sinkrono-kondentsagailuaren bidezko Faktore Energiko Korrektorea

Sinkrono-motore bat gain-indarretan dagoenean, aurreratu den korrontea hartzen du eta kondensadore bezala jokatu egiten du. Gain-indarretan dagoen sinkrono-motore bat karga gabe egon arren, sinkrono-kondentsagailu deritzogu.

Kanpontzeko erabiltzailea konektatuta dagoen bitartean, aurreko korrontea hartzen du. Eta sistemaaren faktore potentsiala hobetzen du. Kanpontzeko sinkronoaren konexio-diagrama erabilera honako irudian azaltzen da.

potentsia-faktorearen zuzenketa kanpontze-sinkrono baten bidez

Potentsia-faktorearen zuzenketa kanpontze-sinkrono baten bidez

Erabilera karga bat badu, sistema horretatik korronte urrundua hartzen du. Korronte hau neutralizatzeko, gailu hau aurreko korrontea hartzen du.

kanpontze-sinkronoaren faser-diagrama

Kanpontze-sinkronoaren faser-diagrama

Kanpontze-sinkronoa konektatu aurretik, kargak IL korrontea hartzen du eta faktore potentsiala φL da.

Kanpontze-sinkronoa konektatuta, Im korrontea hartzen du. Baldintza honetan, emaitza-korrontea I da eta faktore potentsiala φm.

Faser-diagramatik, bi faktore potentsialeko angeluak (φL eta φm) alderatu ditzakegu. φm φL-tik txikiagoa da. Beraz, cosφm cosφL-tik handiagoa da.

Motatako faktore potentsialeko hobekuntza metodo hau, abastun nagusi estazioetan erabiltzen da ondorengo avantazioengatik.

Motorek esku hartzen duen indentsiaren magnitudea aldatu egiten da eremu ekitzapenari aldatuz.
Sistemaan gertatzen diren akatsak askotan kendu daitezke.
Motoreko lerrokatzearen termiko estabilitatea altua da. Beraz, sistema fiable bat da kurtxatzeko korronteentzat.

Fase Aurreratzailea

Indar induzioko motoreak eremu ekitzapen korrontea dela eta reaktibo korrontea hartzen du. Beste iturri bat erabili bada eremu ekitzapen korrontea emateko, stator lerrokatzea eremu ekitzapen korrontetatik askatuko da. Motorearen faktore potentzialeko hobekuntza egin daiteke.

Eskema hau fase aurreratzaile baten bidez eginez daiteke. Fase aurreratzailea motorearen txertara montatutako AC ekitzapena sinplea da, motorearen rotor lerrokatzearekin konektatuta dago.

Rotor lerrokatzearentzako ekitzapen korrontea eskaintzen du deslizamendu maigularitik. Ekitzapen korronte gehiago eman baduzu beharrezkoa baino, indar induzioko motorea faktore potentzialetan aurrera egiten da.

Fase aurreratzailearen bakarra desberdintasuna, ez dela ekonomikoki zuzena tamaina txikiagoko motoretarako, bereizki 200 HPtik behera.

Factor Potentzial Aktiboa Hobetzeko

Factor potentzial aktiboa hobetzeko kontrola efizientzi handiagoa ematen du. Oro har, 100W baino gehiagorako osagarri elektriko diseinuetan erabiltzen da.

Motatako faktore potentzial hobetze zirkuituak diodok, SCR (indar elektronikoen sakelariak) bezalako maigualtza-altuen sakelari ditu. Elementu hauek aktiboak dira. Beraz, metodo hau faktore potentzial aktiboa hobetzeko metodo izenez ezagutzen da.

Faktore potentzial pasiboa hobetzean, zirkuituan erabilitako kondensadore eta induktore bezalako elementu reaktiboak kontrolatu gabekoak dira. Pasiboki faktore potentzial hobetze zirkuituak ez ditu kontrol unitaterik edo sakelaririk.

Zirkuituan erabilitako maigualtza-altuen sakelari eta kontrol unitateen ondorioz, kostua eta konplexutasuna faktore potentzial pasiboa hobetzeko zirkuituaren aldetik goratu egiten dira.

Beheko zirkuitu diagramak faktore potentzial aktiboa hobetzeko zirkuituaren oinarrizko elementuak erakusten ditu.

aktiboa indarra faktore zuzenketa

Aktiboa Indarra Faktore Zuzenketa

Zirkuituko parametroak kontrolatzeko, zirkuituan kontrol unitate bat erabiltzen da. Sarrera tenperia eta indarra neurtzen ditu.Eta faseko tenperian eta indarran aktibatze denbora eta zerga eguneratzen ditu.

L induktorea solid-state switch Q baten kontrolepean dago. Kontrol unitatea solid-state switch Q (aktibatu eta desaktibatu) kontrolatzeko erabiltzen da.

Switch aktibatuta dagoenean, induktoreko indarra ∆I+ gehitzen da. Induktoreko tenperia polaritatea aldatzen du eta diodio D1 bidez kargara energia biltzen hasten da.

Switch desaktibatuta dagoenean, induktoreko indarra ∆I– gutxitzen da. Ziklo oso batean gertatzen den aldaketa guztia ∆I = ∆I+ – ∆I–. Switch-en aktibazio eta desaktibazio denbora kontrol unitateak zergaren aldaketa bidez kontrolatzen ditu.

Zerga egoki bat hautatuz, karga honentzako indarraren forma nahi dena lortu dezakegu.

Nola Eraman Indarra Faktore Zuzenketa?

Indarra faktore zuzenketa eraman ahal izateko, beharrezkoa da reaktibo indarren (KVAR) eskaintza kalkulatu.Eta hori neurriko kapasitatea sisteman konektatzen dugu reaktibo indarren eskaintza betetzeko.

Bi modu daude KVAR eskaintza aurkitzeko.

Taula Multiplikatzaile Metodoa
Kalkulua Metodoa

Izena esan bezala, taula multiplikatzaile metodoan, taulatik zuzenean konstante bat aurkitzen dugu. Ezaguneko KVAR-a sarrera-indarrarekin biderkatuz lortu dezakegu.

table multiplier method

Taula Multiplikatzailearen Metodoa

Kalkulatzeko metodoan, hurrengo adibidean erakutsitako moduan multiplikatzailea kalkulatu behar dugu.

Adibidea:

10 kW indarki motore batek 0,71 lagin duen faktor potentsiala du. Motorea 0,92 faktor potentsialarekin exekutatu nahi badugu, kapasitategiaren tamaina zein izango litzateke?

Sarrera Potentsia = 10kW
Faktor Potentsial Ezezaguna (cos фA) = 0,71
Beharrezko Faktor Potentsiala (cos фR) = 0,92

$\cos \phi_1 = 0.71 \Rightarrow \phi_1 = \cos^{-1} 0.71$

$\phi_1 = 44.765^\circ$

$\cos \phi_2 = 0.92 \Rightarrow \phi_1 = \cos^{-1} 0.9$

$\phi_2 = 23.073^\circ$

$\tan \phi_1 = \tan (44.765^\circ) = 0.9918$

$\tan \phi_2 = \tan (23.073^\circ) = 0.4259$

$Multiplier \, Constant = 0.9918-0.4259 = 0.5658$

KVAR beharrezkoa = Sarrera-indarra x Multiplicazior konstantea

$KVAR = 10 \times 0.5658$

$KVAR = 5.658$

Beraz, 5.658 KVAR reaktiboa behar da indarraren faktora hobetzeko 0.71-tik 0.92-ra. Sistema erabiltzen duen kapasagailuak 5.658 KVAR ditu.

Indarraren faktoren hobekuntzaren aplikazioak

Energia sistemaren saretan, indarraren faktorea sistema baten kalitatean eta kudeaketan rol garrantzitsuenak du. Energia emanaldiko efizientzia zehazten du.

Indarraren faktoren hobekuntzarik gabe, karga iturritik korronte handi bat hartzen du. Honek galderak eta energia elektrikoaren kostua gehitzen ditu. PFC (Power Factor Correction) tresnak saiatzen dira korronte eta tentsioaren forma ondo fasean egotea. Horrek sistema baten efizientzia handituko du.
Erantsirako sarean, indarraren faktore handi bat beharrezkoa da. Indarraren faktore handi horren ondorioz, erantsirako lerroko galderak gutxitzen dira eta tentsioaren regulazioa hobetzen da.
Indar induktibo motoreak industrietan erabilera oso zabala dute. Motor baten sopegarrikeria eta efizientzia hobetzeko, kapasagailuak erabiliz reaktiboaren efektuak murriztu ahal dira.
PFC tresnak kableetan, sakelarian, alternagailuan, transformatorretan, etab. sortutako hotza murriztu egiten dute.
Sarearen efizientzia handiagoa dela eta, energia gutxiago sortu behar izango dugu. Horrek atmosferara doazen karbono-emisioak murriztuko ditu.
PFC tresnarekin sistema erabiltzeak tentsiorikasketa askoz handiagoa murriztu egingo du.

Iradokizuna: Jatorrizko artikuluak eskerrik asko partekatzeko balio dutenak, baldin eta eskubideen urratzea badago, kontaktatu ezabatzeko.

Ordaintza ematea eta egilea bermatzea

Gaiak:

Sistema elektrikoa

Transmisioa

Aditu espezialistak buruz

Electrical4u

China

Eskerrik eremintza

Basic Electrical

Artikulu profesionala

607