Tính toán công suất phản kháng

Alternating single-phase

Q = U₀ * I * sinφ
Q = P * tanφ
Q = S * sinφ
Q = √(S² - P²)
Q = I² * Z * sinφ
Q = (I² * R * sinφ) / cosφ
Q = (U₀² * sinφ) / Z
Q = (U₀² * sinφ * cosφ) / R

Alternating two-phase

Q = U * I * sinφ
Q = P * tanφ
Q = S * sinφ
Q = √(S² - P²)
Q = I² * Z * sinφ
Q = (I² * R * sinφ) / cosφ
Q = (U² * sinφ) / Z
Q = (U² * sinφ * cosφ) / R

Alternating three-phase

Q = √3 * U * I * sinφ
Q = P * tanφ
Q = S * sinφ
Q = √(S² - P²)
Q = √3 * I² * Z * sinφ
Q = (√3 * I² * R * sinφ) / cosφ
Q = (√3 * U² * sinφ) / Z
Q = (√3 * U² * sinφ * cosφ) / R

Definitions

Q = Reactive power (VAr)
S = Apparent power (VA)
P = Active power (W)
I = Current (A)
U₀ = Voltage [L - N] (V)
U = Voltage [L - L] (V)
R = Resistance (Ω)
Z = Impedance (Ω)
cosφ = Power factor

Công suất phản kháng là năng lượng luân phiên chảy qua các thành phần cảm và dung trong mạch điện xoay chiều mà không được biến đổi thành các dạng năng lượng khác. Mặc dù nó không thực hiện công việc hữu ích, nhưng nó rất cần thiết để duy trì sự ổn định điện áp và hiệu suất hệ thống. Đơn vị: Volt-Ampere Phản Kháng (VAR).

Mô tả tham số

Loại dòng điện
Chọn loại dòng điện:
- Dòng điện một chiều (DC): Dòng chảy liên tục từ cực dương đến cực âm; không có công suất phản kháng
- Dòng điện xoay chiều (AC): Thay đổi hướng và biên độ theo chu kỳ với tần số cố định
Cấu hình hệ thống:
- Một pha: Hai dây dẫn (pha + trung tính)
- Hai pha: Hai dây dẫn pha; dây trung tính có thể được phân phối
- Ba pha: Ba dây dẫn pha; hệ thống bốn dây bao gồm dây trung tính

Lưu ý: Công suất phản kháng chỉ tồn tại trong mạch điện xoay chiều.

Điện áp
Hiệu điện thế giữa hai điểm.
- Đối với một pha: Nhập điện áp Pha-Trung tính
- Đối với hai pha hoặc ba pha: Nhập điện áp Pha-Pha

Dòng điện
Lưu lượng điện tích đi qua vật liệu, đo bằng ampe (A).

Công suất hữu dụng
Công suất thực sự tiêu thụ bởi tải và chuyển đổi thành năng lượng hữu ích (ví dụ: nhiệt, chuyển động).
Đơn vị: Watt (W)
Công thức:

P = V × I × cosφ

Công suất biểu kiến
Tích của điện áp RMS và dòng điện, đại diện cho tổng công suất cung cấp bởi nguồn.
Đơn vị: Volt-Ampere (VA)
Công thức:

S = V × I

Hệ số công suất
Tỷ lệ giữa công suất hữu dụng và công suất biểu kiến, chỉ ra hiệu quả sử dụng công suất.
Công thức:

PF = P / S = cosφ

trong đó φ là góc pha giữa điện áp và dòng điện. Giá trị nằm trong khoảng từ 0 đến 1.

Điện trở
Sự chống lại dòng điện do thuộc tính vật liệu, chiều dài và diện tích mặt cắt ngang.
Đơn vị: Ohm (Ω)
Công thức:

R = ρ × l / A

Nhiễu loạn
Tổng sự chống lại của mạch đối với dòng điện xoay chiều, bao gồm điện trở, phản kháng cảm và phản kháng dung.
Đơn vị: Ohm (Ω)
Công thức:

Z = √(R² + (XL - XC)²)

Nguyên tắc tính toán công suất phản kháng

Công suất phản kháng \( Q \) được tính như sau:

Q = V × I × sinφ

hoặc:

Q = √(S² - P²)

Trong đó:
- S: Công suất biểu kiến (VA)
- P: Công suất hữu dụng (W)
- φ: Góc pha giữa điện áp và dòng điện

Nếu mạch là cảm, Q > 0 (hấp thụ công suất phản kháng); nếu dung, Q < 0 (cung cấp công suất phản kháng).

Lời khuyên sử dụng

• Hệ số công suất thấp làm tăng tổn thất đường dây và sụt áp trong hệ thống điện

• Các ngân hàng tụ điện thường được sử dụng trong các nhà máy công nghiệp để bù công suất phản kháng

• Sử dụng công cụ này để tính toán công suất phản kháng từ các giá trị điện áp, dòng điện và hệ số công suất đã biết