Korrigenda tal-Fattur tal-Energija: Xi hu? (Formula, Sħirja u Banċi ta' Kondensaturi)

Camp: Elektriku Bażiku

China

xi huwa power factor correction

Xi huwa Power Factor Correction?

Il-korrezzjoni tal-fattur tal-enerġija (jekk ukoll imsemmiet PFC jew Il-bidla fil-Fattur tal-Enerġija) hija definita bħala tixt li jintuża biex jilgħaq is-sodisfażza tal-fattur tal-enerġija taċ-ċirkwiti tal-AC permezz ta' żvilment tas-sodisfażza reattiva preżenti fiċ-ċirkwit. It-tekniki tal-korrezzjoni tal-fattur tal-enerġija mhux jidher biex jirringaċċjaw l-efiċjenza taċ-ċirkwit u jżghudjaw il-kurant imtalba mill-każ.

Ġeneralment, ikun huma l-kondensaturi u l-moturi sinkroni li jiżvilupaw fis-sistema biex j żviluppaw l-elementi induttivi (u dawk reattivi). Dawn it-tekniki ma jservix għal żviluppa l-ammont ta' veru potenza, inkella għal diminu l-apparent potenza.

B'mod different, hi tdiminuw l-moviment bejn il-voltaġġ u l-kurant. Allura, tiġi l-istqarr għal fattur tal-enerġija qrib għal l-unità. Il-valur ekonomiku tal-fattur tal-enerġija huwa bejn 0.9 u 0.95.

Issa, il-domanda tagħmel, għaliex il-valur ekonomiku tal-fattur tal-enerġija huwa 0.95 minkejja l-unità fattur tal-enerġija? Hemm xi svantaggi tal-unità fattur tal-enerġija?

LE. M'hemmx svantaggi waħda tal-unità fattur tal-enerġija. Inkella, huwa ħażin u kostos biex jinstablu l-ekwuippament PFC tal-unità.

Għalhekk, l-utent u l-kompaniji tal-fornitura tal-enerġija jipprovaw biex jagħmlu l-fattur tal-enerġija f'range ta' 0.9 u 0.95 biex jaslu sistemu ekonomiku. U dan ir-range huwa abbastanza bon għal sistema tal-enerġija.

Jekk il-ċirkwit AC għandu kumment inductiv ħafi, il-fattur tal-enerġija jista' jkun ta' hawn ta' 0.8. U jikteb aktar kurant mis-sors.

L-ekwuippament tal-korrezzjoni tal-fattur tal-enerġija jżviluppa l-elementi induttivi u l-kurant imtalba mis-sors. Dan jirriżulta f'sistema efiċjenti u jpreveni l-pirda tal-enerġija elettrika.

Għaliex Huwa Meħtieġ il-Korrezzjoni tal-Fattur tal-Enerġija?

F’l-kirkit tad-dirett, il-poter dissipat mill-cariku jkun sempliċement kalkulat permezz tal-moltiplikażzjoni tal-volttagġ u l-korrent. Il-korrent hu proporzjonali mal-volttagġ applikat. Għalhekk, id-dissipazzjoni tal-poter mill-cariku reżistiv hi linear.

F’l-kirkit ta’ l-alternant, il-volttagġ u l-korrent huma ondijiet sinużali. Għalhekk, l-aħħar u t-tindif tagħhom jkunu mgħawdxija. Fl-ħin partikular, id-dissipazzjoni tal-poter hi moltiplikażzjoni tal-volttagġ u l-korrent f’dan il-ħin.

Jekk ikollna kirkit ta’ l-alternant bl-cariki induktivi kif; avvolgimenti, spiri, solenoidi, trasformaturi; il-korrent hu fuqra’ mal-volttagġ. F’dan il-kondizzjoni, id-dissipazzjoni effettiva tal-poter hi inqas minn prodott tal-volttagġ u l-korrent.

Għall-elementi non-linearji f’l-kirkit ta’ l-alternant, dan jilġu hemm rezistanza u reaktanża. Għalhekk, f’dan il-kondizzjoni, t-tindif bejn il-korrent u l-volttagġ huwa importanti meta tkun qed tikkalkula l-poter.

Għal cariku reżistiv pur, il-volttagġ u l-korrent huma fl-faża stess. Ima għal cariku induktiv, il-korrent jiġi appress il-volttagġ. U dani jagħmlu r-reaktanża induktiva.

F’dan il-kondizzjoni, il-korrezjoni tal-fattur tal-poter hija li tixtieq aktar biex tirriduci l-effett tal-element induktiv u tappoġġja l-fattur tal-poter biex t żid l-effiċjenza tas-sistema.

Formola tal-Korrezjoni tal-Fattur tal-Poter

Konsidera cariku induktiv hu magħmul ma’ s-sistema u jopera b’fattur tal-poter cosф1. Biex nappoġġjaw l-fattur tal-poter, għandna nkonnessjaw l-equipament tal-korrezjoni tal-fattur tal-poter f’parallelu mal-cariku.

Id-diagram tal-kirkit ta’ din il-dispożizzjoni huwa mostrat fit-tiftixa hawn taħt.

power factor correction example

Il-kapasitur jipprovvedi l-komponent reattiv tal-bidu u jżghid l-effett tal-komponent reattiv ta’ l-aħħar. Qabel innaqqs il-kapasitur, il-kurrent tal-ġoħor huwa IL.

Il-kapasitur jieħu l-kurrent IC li qed jiġi qabel il-voltàġġ bi 90˚. U l-kurrent riżultant tas-sistema huwa Ir. L-għajnuna bejn il-voltàġġ V u IR tigħtiegx tużgħa minn l-għajnuna bejn V u IL. Għalhekk, l-fattur tal-qowwa cosф2 jinbetta.

power factor correction phasor diagram

Diagramma Phasor għall-Korrezjoni tal-Fattur tal-Qowwa

Mill-diagramma phasor hawn fuq, il-komponent ta’ l-aħħar tas-sistema jinfgħad. Għalhekk, biex tinbidel il-fattur tal-qowwa minn ф1 għal ф2, il-kurrent tal-ġoħor jinfgħad bl-IRsinф2.

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

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

Il-kapaċità tal-kondensatur biex jilgħas il-fattur tal-potenza hija;

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

Circut ta' Korrizzjoni tal-Fattur tal-Potenza

It-tekniki tal-korrizzjoni tal-fattur tal-potenza użu l-kondensatur jew bank tal-kondensatur u kondensatur sinkronu. Skont it-teknika użata biex tikorreġi l-fattur tal-potenza, hemm tliet metodi;

Bank tal-Kondensatur
Kondensatur Sinkronu
Avanzer tal-Fażi

Korrizzjoni tal-Fattur tal-Potenza permezz tal-Bank tal-Kondensatur

Il-kondensatur jew bank tal-kondensatur jistgħu jiġu kkonektati bħal valur fiss u variabili tal-kapaċità. Huwa ikkonektat għal motor induzzjonarju, panel distribuzzjonarju, jew approvvigionament prinċipali.

Il-kumitat tal-każ ta' kapasità huma magħquda waħdan ma' is-sistema. Il-kapasità tal-valur varjabbli tvarja l-ammont ta' KVAR skond il-bisogna tas-sistema.

Għal t-tlaqqi tal-fattor tal-potenza, jintuża l-banka tal-kapacituri biex tintegħaq mal-karġa. Jekk il-karġa hija karġa tat-tliet fazzi, tista' tintegħaq il-banka tal-kapacituri bħala konnessjoni star u delta.

Banka tal-Kapacituri Magħquda b'Delta

Id-drawings tal-kitajra hawn taħt jirriżultaw banka tal-kapacituri magħquda b'delta mid-daqs tat-tliet fazzi.

delta connected capacitor bank

Banka tal-Kapacituri Magħquda b'Delta

Lestgħu nistgħu noqgħdu l-equazzjoni għal kapasità fil-fażi meta hi magħquda b'delta. Fil-konnessjoni delta, il-volttagġ tal-fażi (VP) u l-volttagġ tal-linja (VL) huma ugwal.

$V_P = V_L$

Il-kapasità fil-fażi (C∆) tintuża bħala:

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

Bank tal-Kondensaturi Mikkelsa fil-Mudell ta' l-Istilla

Id-drawjiet kurrenti jfittxu bank tal-kondensaturi mikkelsa fl-istilla u t-talbat tat-tliet fas.

Bank tal-Kondensaturi Mikkelsa fil-Istilla

Fl-istilla, il-relazzjoni bejn it-talb tal-fas (VP) u t-talb tal-linja (VL) hija:

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

Il-kapaċità ta' kull faz (CY) tippresenta bħal;

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

Minn l-iżjum tal-ewwel;

$C_Y = 3 C_\Delta$

Din tbassil li kapaċità li tieħu fil-konnessjoni stellata hija tersa milli tieħu fil-konnessjoni delta. Fosthom, il-voltatt fit-tfazza tal-operazzjoni huwa 1/√3 tal-voltatt tal-linja.

Allura, il-banka ta' kapaċità konnessa bl-mod delta hija dissenj bona u din hi s-silġ għaliex, f'tre fazi, il-banka ta' kapaċità konnessa bl-mod delta tiġi magħrufa aktar fis-sistema.

Korrezzjoni tal-Fattur tal-Potenza permezz tal-Kondensatur Sinchronu

Meta motor sinchronu jiġi sovraċaricat, jieħu kurrent fuqja u jidher bħala kapasituri. Motor sinchronu sovraċaricat jirriman fid-kundizzjoni mingħajr cariga huwa maqsus bħala kondensatur sinchronu.

Meta l-ġejnuna tal-maħżen, din il-ġinja tip ta' maċina tassorba kurrent li jikkonsiġni. U timprova l-fattur tal-potenza tas-sistema. Id-diagramm tal-konnessjoni tal-kondensadur sinkroniku mal-maħżen huwa kif jirriżulta fil-figura hawn taħt.

power factor correction using synchronous condenser

Korrezjoni tal-Fattur tal-Potenza bl-Użu tal-Kondensadur Sinkroniku

Meta l-iktar ġejnu għandu komponent reattiv, jassorb kurrent li jikkonsiġni mill-sistema. Biex tneħti l-kurrent, dan il-dispożitiv jiġi użat biex jassorb kurrent li jikkonsiġni.

synchronous condenser phasor diagram

Diagramma Fazori tal-Kondensadur Sinkroniku

Qabel ma tkun il-konnessjoni tal-kondensadur sinkroniku, il-kurrent assorbit mill-iktar ġejnu huwa IL u l-fattur tal-potenza huwa фL.

Meta tkun il-konnessjoni tal-kondensadur sinkroniku, jassorb kurrent Im. F'din il-kondizzjoni, il-kurrent riżultant huwa I u l-fattur tal-potenza huwa фm.

Mill-diagramma fazori, nistgħu nifħalqu s-silġiet tal-fattur tal-potenza (фL u фm). U фm huwa inqas minn фL. Għalhekk, il-cosфm huwa akbar minn cosфL.

Dan it-tip ta' metodu għall-bażilika tal-fattur tal-potenza jiġi użat f'stażjonijiet tal-erġa kbira għal l-avvantaggi taħt.

Il-magnitudo tal-kurrent li jinsab minnha l-motor tintla' mill-bidla fil-karrent tal-field.
Huwa ħafif biex toħloq l-erġa tal-problemi li jiġu fis-sistema.
Il-stabbiltà termika tal-winding tal-motor hija għoli. Għalhekk, hija sistema fidilija għal kurrenti ta' short circuit.

Phase Advancer

Il-motor induzzjonijiet jinsab karrent reattiv għall-karrent tal-excitation. Jekk tis-sors ieħor jintuża biex jipprovdi l-karrent tal-excitation, il-winding tal-stator tkun libba minn l-karrent tal-excitation. U l-factor tal-power tal-motor jista' jittabbet.

Din l-arranġament tista' tikun fatta permezz tal-phase advancer. Il-phase advancer huwa simple AC exciter imċagħruf fuq is-silġ tas-silġ tal-motor u mmexxi mal-kirkit tal-rotor tal-motor.

Jipprovdi l-karrent tal-excitation għal kirkit rotor fis-freqwenza ta' slip. Jekk tipporda aktar karrent tal-excitation mimma huwa meħtieġ, il-motor induzzjonijiet jista' jopra f'factor tal-power leading.

L-unika svantaggju tal-phase advancer huwa li mhux ekonomiku għal motori ta' daqs żgħir, speċjalment taħt 200 HP.

Active Power Factor Correction

Il-korrezjoni attiva tal-factor tal-power tippreżenti kontroll aktar efficienti tal-factor tal-power. Ġeneralement, tiżviluppata fl-idħeal tal-power supply għal aktar minn 100W.

Dan it-tip ta' korrezzjoni tal-factor tal-power konsisti minn elementi ta' switching ta' high-frequency bħal diode, SCR (switches ta' power electronics). Dawn l-elementi huma elementi attivi. Għalhekk, din il-metodu ssemmiet Active power factor correction method.

Fil-korrezjoni passiva tal-factor tal-power, l-elementi reattivi bħal kapassita u indutturi li jintużaw fil-kirkit huma mhux kontrolati. Bħala rrisultat, il-kirkit ta' korrezzjoni passiva tal-factor tal-power ma jistax jiksbu control unit u elementi ta' switching.

Għall-elementi ta' switching għoli u l-unit ta' control li jintużaw fil-kirkit, il-prezz u l-komplikazzjoni tal-kirkit jiżdiedu minn dak tal-korrezjoni passiva tal-factor tal-power.

Id-diagram tal-kirkit hawn taħt juri l-elementi bażiċi tal-korrezjoni attiva tal-factor tal-power.

korezzjoni attiva tal-fattur tal-enerġija

Korezzjoni Attiva tal-Fattur tal-Enerġija

Biex jiġi kontrollat parametri tas-silġ, jintużaw unità tal-kontroll fis-silġ. Din timxdil il-volttagġ u l-kurrent tal-input. U ttaqsmex il-ħin tas-switching u l-ciklu tad-dovera fil-volttagġ u kurrent f'faċċ.

L-induttur L jintużaw mill-switch solid-state Q. L-unità tal-kontroll tintużat biex jikkontrolla (ON u OFF) is-solid-state switch Q.

Meta l-interruttur huwa ON, ikelbu l-kurrent tal-induttur b’∆I+. Il-volttagġ fuq l-induttur jagħmel inversjoni tal-polarità u jirrilaxxa biex jikkumula enerġija permezz tal-diode D1 għal load.

Meta l-interruttur huwa OFF, ikellbu l-kurrent tal-induttur b’∆I–. It-tot ta’ bidla waqt ċiklu wieħed huwa ∆I = ∆I+ – ∆I–. Il-ħin tal-ON u tal-OFF tal-interruttur jintużat mill-unità tal-kontroll biex tikkelbux il-ciklu tad-dovera.

Biex selezzjoni proprja tad-dovera, nistgħu nilestgħu s-silġ tal-kurrent għal load.

Kif Tidetermina l-Ikkorrezzjoni tal-Fattur tal-Enerġija?

Biex nidterminaw l-ikkorrezzjoni tal-fattur tal-enerġija, għandna nkalkulaw l-ebda reattiva (KVAR). U inkonnessjaw dak s-siġġ tal-kapacitanza mal-sistema biex isoddaf l-domanda għall-enerġija reattiva.

Jinkunu modietn it-tnejn biex nsib l-ebda KVAR.

Metodu tal-Moltiplikatur tal-Tavla
Metodu tal-Kalkolazzjoni

Kif is-silġ jisimha, fl-metodu tal-moltiplikatur tal-tavla, nistgħu nifsru direttament moltiplikatur kostanti minn tavla. Nistgħu nifsru dawk KVAR mhux xierqa permezz tal-moltiplikar il-kostanti mal-enerġija tal-input.

metoda tal-moltiplikatur tal-tavola

Metoda tal-moltiplikatur tal-tavola

Fl-immetod tal-kalkul, għandna nikalkulaw il-moltiplikatur bħal ma jikkonfermaw l-esempju hawn taħt.

Esempju:

Motor induzzjoni ta' 10 kW għandu fattur tal-potenza ta' 0.71 lagging. Jekk għandna nirranu dan il-motor b'fattur tal-potenza ta' 0.92, sa milli tkun s-saġġa tal-kapassitor?

Potenza tal-input = 10kW
Fattur tal-potenza effettiv (cos фA) = 0.71
Fattur tal-potenza meħtieġ (cos фR) = 0.92

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

$\phi_1 = 44.765^\circ$

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

$\phi_2 = 23.073^\circ$

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

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

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

Il-KVAR Meħtieġ = Input Power x Multiplier Constant

$KVAR = 10 \times 0.5658$

$KVAR = 5.658$

Dikkenno, huwa miftuħ il-potenza reattiva ta' 5.658 KVAR li hija necessarja biex tigħmel l-iġbil tal-potenza minn 0.71 għal 0.92. U l-kondensatur magħmula mal-sistema għandu kapassità ta' 5.658 KVAR.

Aplikazzjonijiet tal-Korezzjoni tal-Iġbil tal-Potenza

F’l-reż lilektriċi, l-iġbil tal-potenza tippla ruħa importanti fil-kwalitá u manigi tal-sistema. Tiddeċiedi l-effiċjenza tas-sors tal-potenza.

B’l-aqsan tal-korezzjoni tal-iġbil tal-potenza, il-kariga tiftehim kurrent kbir mill-sors. Dan jiżdied il-pierduti u s-silġ tal-enerġija elettrika. L-impianti tal-PFC jipprovavu biex jagħmlu l-forma tal-kurrent u tal-voltàġ in-faż. Dan se jiżdied l-effiċjenza tas-sistema.
F’l-rispettiv tal-trasport, huwa neċessarju l-iġbil tal-potenza ikun ħafi. Għall-iġbil tal-potenza kbir, jiżdied il-pierduti tal-linji tal-trasport u tigħmil l-regolazzjoni tal-voltàġ aġjar.
Il-motor induttiv huwa l-impijan principali f’l-industri. Biex toħloq is-silġ u tigħmil l-effiċjenza tal-motor, jintużaw l-kondensaturi biex jiġbilu l-effett tal-potenza reattiva.
L-impianti tal-PFC jiżdied il-generazzjoni tal-ħalib fit-kabelli, l-switchgear, l-alternator, l-transformatori, etċ.
Għall-effiċjenza aġjar tal-reż, hemm bżonn li nġenru aktar energija. Li tniżżel il-lanġas tal-carbon fi l-atmosfera.
Il-kalkul tal-voltàġ jiżdied b'mod considerevol permezz tal-użu tal-impianti tal-PFC mal-sistema.

Dichjarazzjoni: Respekt jew artikoli oriġinali, artikoli ġodda li huma wertu li jagħmlu xtiegħ, jekk hemm infringement jekk jogħġbok kontattja għal skont.

Agħti tipp u inkoraġixxi l-awtur!

Suġġetti:

Sistemi tal-Energija

Trasferiment

Rigward l-esperji

Electrical4u

China

Area tal-espertizza

Basic Electrical

Artiklu professjonali

607