Nədir Qüvvə Kəsrı: İyileşdirmə, Formul və Tərif

Qüvvə faktoru nədir?

Elektrik mühəndisliyində, AC elektrik enerji sisteminin qüvvə faktoru (PF) yük tərəfindən sərbəstləşdirilən iş qüvvəsi (kilovatt (kW) ilə ölçülür) və xətt üzərində akıyan görünən qüvvə (kilovolt amper (kVA) ilə ölçülür) arasındakı nisbət kimi təyin edilir. Qüvvə faktoru, -1 ilə 1 arasında kapalı intervalda olan ölçüsüz bir ədəddir.

"İdeal" qüvvə faktoru bir (ya da "birlik" adlandırılır). Bu, xətt üzərində reaktiv qüvvə olmadığı və buna görə də görünən qüvvə (kVA) həqiqi qüvvə (kW)-yə bərabər olduğu zaman deməkdir. Qüvvə faktoru 1 olan yük, təminatın ən effektiv yüklənməsidir.

Bununla belə, bu realist deyil və qüvvə faktoru praktikada 1-dən az olacaq. Müxtəlif qüvvə faktoru düzəliş texnikaları, qüvvə faktorunu bu ideal vəziyyətə gətirmək üçün istifadə olunur.

Bu daha yaxşı izah etmək üçün bir qadam geri çəkək və qüvvə nə olduğunu danışaq.

Qüvvə, işi etmək üçün imkanlardır. Elektrik sahəsində, elektrik qüvvəsi, elektrik enerjisinin bir vahid zaman içində digər formasına (istilik, işıq, və s.) köçürülməsi məhdududur.

Riyazi olaraq, qüvvə faktoru elementin üzərindəki nəql edici təzyiq və onun içindən keçən elektrik akımı hasilidir.

Öncə DC xətləri, yalnız DC nəql edici təzyiq mənbələri olan xətlərdə, indüktoranlar və kapasitorlar sırasıyla qısa xətlər və açıq xətlər kimi davrandığı müstəvidə.

Bundan dolayı, bütün xətt rezistiv xət kimi davrandıqda və bütün elektrik qüvvəsi istilik formunda dissipasiya olunduqda. Burada nəql edici təzyiq və elektrik akımı eyni fazada və tam elektrik qüvvəsi təyin olunur:

İndi AC xəttinə gəlin, burada indüktor və kapasitor belə bir məqdar impedans təmin edir:

Indüktor, elektrik enerjini manyetik enerji formunda saxlayır və kapasitor isə elektrik enerjini elektrostatik enerji formunda saxlayır. Hər ikisi onu dissipasiya etmir. Daha da, nəql edici təzyiq və elektrik akımı arasında faz fərqi var.

Bundan dolayı, rezistor, indüktor və kapasitordan ibarət tam xətti nəzərə aldıqda, mənbə nəql edici təzyiqi və elektrik akımı arasında bir faza fərqi mövcuddur.

Bu faz fərqinin kosinusuna elektrik qüvvə faktoru deyilir. Bu faktor (-1 < cosφ < 1) ümumi qüvvənin işi etmək üçün istifadə olunan hissəni təsvir edir.

Digər hissəsi elektrik qüvvəsi indüktor və kapasitorda respectively manyetik enerji və ya elektrostatik enerji formunda saxlanılır.

Bu halda tam qüvvə budur:

Bu görünən qüvvə adlandırılır və onun vahidi VA (Volt-Amp) və 'S' ilə işarə olunur. Ümumi elektrik qüvvəsinin işi etmək üçün istifadə olunan hissəsi aktiv qüvvə adlanır. Onu 'P' ilə işarə edirik.

P = Aktiv qüvvə = Ümumi elektrik qüvvə.cosφ və onun vahidi wattdır.

Digər hissəsi reaktiv qüvvə adlanır. Reactiv qüvvə heç bir işi etmir, amma aktiv işi etmək üçün lazımdır. Onu 'Q' ilə işarə edirik və riyazi olaraq təyin olunur:

Q = Reaktiv qüvvə = Ümumi elektrik qüvvə.sinφ və onun vahidi VAR (Volt-Amp Reactive)dir. Bu reaktiv qüvvə mənbə və yük arasında osillyasiya edir. Bu daha yaxşı anlaşılsın ki, bütün bu qüvvələr üçbucaq formunda təsvir olunur.

Riyazi olaraq, S2 = P2 + Q2, və elektrik qüvvə faktoru aktiv qüvvə / görünən qüvvədir.

Qüvvə Faktoru Yaxşılaşdırılması

Qüvvə faktoru termini yalnız AC xətlərində ortaya çıxır. Riyazi olaraq, bu, mənbə nəql edici təzyiqi və elektrik akımı arasındakı faz fərqinin kosinusuudur. Bu, ümumi qüvvənin (görünən qüvvə) işi etmək üçün istifadə olunan hissəsini, aktiv qüvvə kimi təsvir edir.

Qüvvə Faktoru Yaxşılaşdırılmasının Lazımlılığı

• Həqiqi qüvvə P = VIcosφ şəklində verilir. Verilmiş miktardakı qüvvənin, belə bir nəql edici təzyiq ilə nəqli üçün, elektrik akımı cosφ-a proporsionaldir. Buna görə, qüvvə faktoru yüksək olanda, axan elektrik akımı az olacaq. Kiçik elektrik akımı, daha az diametrli lənətələrə ehtiyac yaradır və bu, lənətələr və pulu bağışdırır.

• Yuxarıdakı münasibətdən, qüvvə faktoru zəif olduğunda, lənətdən keçən elektrik akımı artır və bu, bakır zədələrinin artmasına səbəb olur. Alternator, elektrik transformator və nəqliyyat və paylanma xətlərində böyük təzyiq düşməsi baş verir - bu, çox pis təzyiq nəzarətini verir.

• Makinələrin KVA reytinqi, daha yüksək qüvvə faktoru ilə, belə bir formul əsasında azalır:

Buna görə, makinənin ölçüsü və qiyməti də azalır.

Bu səbəbdən, elektrik qüvvə faktoru, birə yaxın tutulmalıdır - bu, nisbətən ucuzdur.

Qüvvə Faktoru Yaxşılaşdırma Metodları

Qüvvə faktorunu yaxşılaşdırmak üçün üç əsas yol var:

• Kapasitor Bankları

• Synkron Kondensatorlar

• Faz İleriçilər

Kapasitor Bankları

Qüvvə faktorunu yaxşılaşdırmak, nəql edici təzyiq və elektrik akımı arasındakı faz fərqini azaltmaq deməkdir. Çoxsaylı yükler induktiv təbiətə malik olduğu üçün, onların funksion etməsi üçün bir miktarda reaktiv qüvvəyə ehtiyacı var.

Paralel yükə quraşdırılmış kapasitor və ya kapasitor bank