Cos фи что такое: Описание параметра «Компенсация (cos ϕ)»

Что такое косинус фи в электрике

Как найти электрическую мощность

Основная единица электрической мощности — Ватт. Электрическую мощность можно найти по следующей формуле:

Формула мощности

Давайте рассмотрим формулу, которую я привёл выше.

I (ток)- количество электричества, протекающее за определённый момент времени;

U(напряжение) — проделанная работа электрического поля по переносу заряду из точки А в точку В.

А теперь простыми словами: Два человека (это будет у нас ток) несут вместе один камень из точки А в точку В весом в 50 кг и тратят на это энергию (это напряжение), и один человек несёт камень массой 10 кг и тоже тратит энергию. Весовая категория у людей одинаковая. Если эти данные мы перенесём в нашу формулу, то выясним, что у двух людей мощность больше, чем у одного.

Приведу ещё формулы, по которым можно рассчитать электрическую мощность:

Формула мощности

Где: I-
ток, U- напряжение, R-
сопротивление

Как видите ничего сложного нет, потому что мы рассматриваем постоянный ток.

Косинус угла в электротехнике

Распределительная трансформаторная подстанция. рп в электрике что это. что такое рп в электрике

Итак, что такое косинус в электротехнике? Дело в том, что есть такое явление, как сдвиг фаз между током и напряжением

Он происходит по разным причинам, и иногда важно знать о его величине. Сдвиг фаз можно измерить в градусах, от 0 до 360

На практике степень реактивности (без указания индуктивного либо емкостного характера) выражают не в градусах, а в функции косинуса, и называют коэффициентом мощности:

cos fi

где:

• P – активная мощность, которая тратится на совершение полезной работы,
• S – полная мощность.

Полная мощность является геометрической суммой активной Р и реактивной Q мощностей, поэтому формулу коэффициента мощности можно записать в следующем виде:

Формула коэффициента мощности через активную и реактивную мощности

В иностранной литературе cos φ называют PF (Power Factor). Фактически, это коэффициент, который говорит о сдвиге сигнала тока по отношению к сигналу напряжения.

Легендарный Алекс Жук очень толково рассказал, что такое реактивная мощность, и всё по этой теме:

В видео подробно и доступно изложена вся теория по теме.

«Звезда»

При соединении обмоток звездой к началам обмоток присоединяют питающие провода (на схемах обозначены цветами), а концы обмоток соединяют между собой в одну точку, при этом подключение нулевого проводника в точку соединения концов обмоток необязательно так как это симметричная нагрузка. В свою очередь, точка соединения концов обмоток также называется нейтралью.

Есть два варианта представления этого соединения на электрических схемах, как в наглядном виде, действительно напоминающем трёхлучевую звезду (А), так и в более классическом для схем представлении (Б). Вас не должно смущать это отличие, когда вы читаете схему.

Активная, реактивная и полная мощности

Что такое дин рейка в электрике

Мы знаем, что реактивные нагрузки (индуктивности и конденсаторы) не рассеивают мощность, но то, что на них падает напряжение и через них протекает ток, даёт обманчивое впечатление, что они всё-таки рассеивают мощность. Эта «фантомная мощность» называется реактивной мощностью, а её единицей измерения является вольт-ампер реактивный (вар), а не ватт.

Реактивная мощность в математических выражениях обозначается прописной буквой Q. Фактическое количество используемой или рассеиваемой в цепи мощности называется активной мощностью и измеряется в ваттах (обозначается, как обычно, прописной буквой P). Комбинация реактивной и активной мощностей называется полной мощностью и является произведением напряжения и тока цепи без учёта угла сдвига фаз. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) и обозначается прописной буквой S.

Как правило, величина активной мощности определяется сопротивлением рассеивающих ее элементов цепи, обычно резисторов (R). Реактивная мощность определяется величиной реактивного сопротивления (X). Полная мощность определяется полным сопротивлением цепи (Z). Поскольку при определении мощности мы имеем дело со скалярными величинами, любые исходные комплексные величины (напряжение, ток и полное сопротивление) должны быть представлены в показательной форме, а не в виде действительных или мнимых составляющих. К примеру, при определении активной мощности по величинам тока и сопротивления необходимо использовать величину тока в полярной системе координат, а не действительную или мнимую часть. При определении полной мощности по напряжению и полному сопротивлению обе эти комплексные величины должны быть представлены в полярной системе координат для применения скалярной арифметики.

Имеется несколько выражений, связывающих три типа мощности со значениями активного, реактивного и полного сопротивления (во всех случаях используются скалярные величины).

P – активная мощность P = I2R P = E2/R Единицей измерения является ватт

Q – реактивная мощность Q = I2X Q = E2/X Единицей измерения является вольт-ампер реактивный (вар)

S – полная мощность S = I2Z S = E2/Z S = IE Единицей измерения является вольт-ампер (ВА)

Обратите внимание, что для определения активной и реактивной мощности имеются два выражения. Для определения полной мощности есть три выражения, P = IE используется только для этой цели

Изучите схемы, приведённые ниже, и посмотрите, как определяются эти три типа мощности при резистивной нагрузке, при реактивной нагрузке и при резистивно-реактивной нагрузке (см. рисунки ниже).

Как правильно рассчитать

Что такое коэффициент

Активная мощность, как сделать правильный расчет?

Мощность электрического тока влияет на то, как быстро прибор сможет выполнить работу. К примеру, дорогой обогреватель, имеющий в 2 раза большую мощность, обогреет помещение быстрее, чем два дешевых, с меньшей в 2 раза мощностью. Получается, что выгоднее купить агрегат, имеющий большую мощность, чтобы быстрее обогреть холодное помещение. Но, в то же время, такой агрегат будет тратить существенно больше энергии, чем его более дешевый аналог.

Потребляемая мощность всех приборов в доме учитывается и при подборе проводки для прокладки в доме. Если не учитывать этого и в последующем включить в сеть слишком много приборов, то это вызовет перегрузку сети. Проводка не сможет выдержать мощность электрического тока всех приборов, что приведет к плавлению изоляции, замыканию и самовоспламенению проводки. В результате может начаться пожар, который может привести к непоправимым последствиям.

Однофазный синусоидальный ток в электрических цепях вычисляется по формуле Р = U x I x cos φ, где υ и Ι. Их обозначение шифруется следующим образом: среднеквадратичное значение напряжение и тока, а φ — фазный угол фаз между ними.

Для цепей несинусоидального тока электрическая ёмкость равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной производительности. Активная производительность характеризуется скоростью, которая имеет необратимый процесс преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Данная ёмкость может вычисляться через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле P = I(2) x r = U(2) x g.

Реактивная мощность (Reactive Power)

Следует заметить, что:

• резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.
• индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.
• конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.

В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная способность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая емкость определяется как сумма пропускной способности отдельных фаз. С полной производительностью S, активная связана соотношением P = S x cos φ.

В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной производительностью.

Как найти реактивную полную мощность через активную? Данная производительность, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = U x I x sin φ (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным).

Обозначение реактивной величины

Сдвиг фаз между напряжением и током

Фазовый сдвиг – показатель, описывающий разность исходных фаз двух параметров, имеющих свойство меняться во времени с одинаковыми скоростями и периодами. Именно сдвиг между силой и напряжением определяет, сколько будет значение угла фи.

В радиотехнической промышленности используются цепочки для получения асинхронного хода. Одна RC-цепь создает 60-градусный сдвиг, для получения 180-градусного для трехфазной структуры организуют последовательное соединение трех цепочек.

При трансформации электродвижущей силы во вторичных обмотках прибора для всех вариаций тока ее значение идентично по фазе таковому для первичной обмотки. Если обмотки трансформатора включить в противофазе, значение напряжения получает обратный знак. Если напряжение идет по синусоиде, происходит сдвиг на 180 градусов.

В простом случае (к примеру, включение электрического чайника) фазы двух показателей совпадают, и они в одно и то же время достигают пиковых значений. Тогда при расчете потребительской мощности применять угол фи не требуется. Когда к переменному току подключен электродвигатель с составной нагрузкой, содержащей активный и индуктивный компоненты (двигатель стиральной машинки и т.д.), напряжение сразу подается на обмотки, а ток отстает вследствие действия индуктивности. Таким образом, между ними возникает сдвиг. Если индуктивный компонент (обмотки) подменен использованием достижений химии в виде емкостного аккумулятора, отстающей величиной, напротив, оказывается напряжение.

Косинус фи не следует путать с другим показателем, рассчитываемым для комплексных нагрузок, – коэффициентом демпфирования. Он широко используется в усилителях мощности и равен частному номинального сопротивлению прибора и выходному – усилка.

Угол фазового сдвига

Виды мощностей

Мощностью называется измеряемая физическая величина, которая равна скорости изменения с преобразованием, передачей или потреблением системной энергии. Согласно более узкому понятию, это показатель, который равен отношению затраченного времени на работы к самому периоду, который тратится на работу. Обозначается в механике символом N. В электротехнической науке используется буква P. Нередко можно увидеть также символ W, от слова ватт.

Мощность переменного тока -это произведение силы тока с напряжением и косинусом сдвига фаз. При этом беспрепятственно можно посчитать только активную и реактивную разновидность. Узнать полное мощностное значение можно через векторную зависимость этих показателей и площади.

Основные мощностные разновидности

Активная мощность

Активной называется полезная сила, определяющая процесс прямого преобразования электроэнергии в необходимый вид силы. В каждом электроприборе преобразовывается она по-своему. К примеру, в лампочке получается свет с теплом, в утюге — тепло, а в электрическом двигателе — механическая энергия. Соответственно, показывает КПД устройства.

Активная разновидность

Реактивная мощность

Реактивной называется та, которая определяется при помощи электромагнитного поля. Образуется при работе электроприборов

Обратите внимание! Это вредная и паразитная мощностная характеристика, которая определяется тем, каков характер нагрузки. Для лампочки она равняется нулю, а для электродвигателя она может быть равна большим значением

Разница между величинами в том, что активно действующая мощностная характеристика показывает КПД устройств, а реактивная является передачей этого КПД. Разница также наблюдается в определении, символе, формуле и значимости.

Обратите внимание! Что касается значения, то вторая нужна лишь для того, чтобы управлять создавшимся напряжением от первой величины и преодолевать мощностные колебания. Обе измеряются в ваттах и имеют большое значение в электромагнитном излучении, механической форме генератора или акустической волне

Активно применяются в промышленности.

Реактивная разновидность

Полная мощность

Полная — это сумма активной с реактивной мощностью. Равна сетевому мощностному показателю. Это произведение напряжения с током в момент игнорирования фазы угла между ними. Вся рассеиваемая с поглощаемой и возвращаемой энергией — это полная энергия.

Это произведение напряжения и тока, единица измерения которого это ватт, перемноженный на ампер. При активности цепи, полная равняется активной. Если речь идет об индуктивной или емкостной схеме, то полная больше, чем активная.

Полная разновидность

Комплексная мощность

Это сумма всех мощностных показателей фаз источника электроэнергии. Это комплексный показатель, модуль которого равняется полному мощностному показателю электроцепи. Аргументом является фазовый сдвиг между электротоком с сетевым напряжением. Может быть выражена уравнением, где суммарный мощностный показатель, который генерируют источники электроэнергии, равен суммарному мощностному показателю, который потребляется в электроцепи.

Обратите внимание! Вычисляется посредством использования соответствующей формулы. Так, необходимо комплексное напряжение перемножить на комплексны ток или же удвоенное значение комплексного тока перемножить на импеданс

Также можно удвоенное значение комплексного напряжения поделить на удвоенное значение импеданса.

Комплексная разновидность

Способы увеличения «косинуса фи»

Вышеперечисленные последствия низкого cos φ с достаточной убедительностью говорят о том, что необходимо вести борьбу за высокий cos φ. К мерам увеличения cos φ относятся:

1. Правильный выбор типа, мощности и скорости вновь устанавливаемых двигателей;
2. Увеличение загрузки двигателей;
3. Недопущение работы двигателей вхолостую продолжительное время;
4. Правильный и высококачественный ремонт двигателей;
5. Применение статических (то есть неподвижных, невращающихся) конденсаторов.

Малый вес конденсаторов, отсутствие вращающихся частей, незначительные потери энергии в них, легкость обслуживания, безопасность и надежность в работе дают возможность широкого применения статических конденсаторов для повышения cos φ двигателей.

Подбирая величину емкости при параллельном соединении и емкости, можно добиться уменьшения угла сдвига фаз между напряжением и общим током при неизменной активной и реактивной мощности, потребляемой ветвью с индуктивностью. Этот угол можно сделать равным нулю. Тогда ток, текущий на общем участке цепи, будет иметь наименьшую величину и совпадать по фазе с напряжением сети.

Это явление называется компенсацией сдвига фаз и широко используется на практике. По экономическим соображениям невыгодно доводить угол φ до нуля, практически целесообразно иметь cos φ = 0,9 – 0,95.

Рассмотрим расчет емкости конденсаторов, которые нужно включить параллельно индуктивной нагрузке, чтобы повысить cos φ до заданной величины.

На рисунке 1, а изображена схема включения индуктивной нагрузки в сеть переменного тока. Для увеличения коэффициента мощности параллельно потребителю включена батарея конденсаторов. Векторная диаграмма начинается с построения вектора напряжения U. Ток I₁ вследствие индуктивного характера нагрузки отстает по фазе от напряжения сети на угол φ₁. Необходимо уменьшить угол сдвига фаз между напряжением U и общим током до величины φ. Иначе говоря, увеличить коэффициент мощности от значения cos φ₁ до значения cos φ.

Рисунок 1. Увеличение cos φ при помощи статических конденсаторов:а – схема включения; б – векторная диаграмма

Отрезок ос, представляющий активную слагающую тока I₁, равен:

ос = I₁ × cos φ₁ = оа × cos φ₁ .

Пользуясь выражением мощности переменного тока

P = U × I × cos φ ,

отрезок ос выразим так:

Ток на общем участке цепи I равен геометрической сумме тока нагрузки I₁ и тока конденсатора I_C.

Из треугольника оас и овс имеем:

ас = ос × tg φ₁ ;bс = ос × tg φ .

Из диаграммы получаем:

ab = od – ac – bc = ос × tg φ₁ – ос × tg φ = oc × (tg φ₁ – tg φ) .

Так как

abI_C

Вместе с этим, как было указано выше,

I_C = U × ω × C .

Следовательно,

Пример 1. Электрические двигатели шахты потребляют мощность 2000 кВт при напряжении 6 кВ и cos φ₁ = 0,6. Требуется найти емкость конденсаторов, которую нужно подключить на шины установки, чтобы увеличить cos φ до 0,9 при f = 50 Гц.

Решение.

cos φ₁ = 0,6;     φ₁ = 53°10’;     tg φ₁ = 1,335;

cos φ = 0,9;     φ = 25°50’;     tg φ = 0,484;

Что такое полная мощность на примере простой R-L цепи

Графики изменения мгновенных значений u,i:

Графики изменения мгновенных значений u,i:

φ — фазовый сдвиг между током и напряжением

Уравнение для S примет следующий вид 

Подставим вместо  и заменим амплитудные значения на действующие:

Значение S рассматривается как сумма двух величин , где

 и  — мгновенные активные и реактивные мощности на участках R-L.

Графики p,q,s:

Как видим из графика, наличие индуктивной составляющей повлекло за собой появление отрицательной части в полной мощности (заштрихованная часть графика), что снижает ее среднее значение. Это происходит из-за фазового сдвига, в какой-то момент времени ток и напряжение находятся в противофазе, поэтому появляется отрицательное значение S.

Итоговые выражения для действующих значений:

Активная составляющая сети выражается в ваттах (Вт), а реактивная в вольт-амперах реактивных (вар).

Полная мощность сети S, обусловлена номинальными данными генератора. Для генератора она обусловлена выражением:

Для нормальной работы генератора ток в обмотках и напряжение на зажимах не должны превышать номинальные значения I_н, U_н.  Для генератора значения P и S одинаковы, однако все-таки на практике условились S выражать в вольт-амперах (ВА).

Также энергию сети можно выразить через каждую составляющую отдельно:

Где S, P, Q – соответственно активное, реактивное и полное сопротивление сети. Они образуют треугольник мощностей:

Треугольник мощностей с преобладающей индуктивной нагрузкой

Если вспомнить теорему Пифагора, то из прямоугольного треугольника можно получить такое выражение:

Реактивная составляющая в треугольнике является положительной (Q_L), когда ток отстает от напряжения, и отрицательной (Q_C), когда опережает:

Треугольник мощностей с преобладающей емкостной нагрузкой

Для реактивной составляющей сети справедливо алгебраическое выражение:

Из чего следует что индуктивная и емкостная энергия взаимозаменяемы. То есть если вы хотите уменьшить влияние индуктивной части цепи, вам необходимо добавить емкость, и наоборот. Ниже пример данной схемы :

Схема компенсации реактивной составляющей

Векторная диаграмма показывает влияние конденсатора на cosφ. Как видно, что при включении конденсатора cosφ₂> cosφ₁ иI_л<I.

Векторная диаграмма

Связь между полной и реактивной энергии выражается:

Отсюда:

сosφ – это коэффициент мощности. он показывает какую долю от полной энергии составляет активная энергия. Чем ближе он к 1, тем больше полезной энергии потребляется из сети.

Соединение в треугольник электроприемников и конденсаторных батарей.

Соединение в треугольник обмоток электродвигателей показано на рисунках 4, а – в. При этом на рисунке 4, а обмотки и соединены и расположены треугольником; на рисунке 4, б обмотки соединены треугольником, но расположены произвольно; на рисунке 4, в обмотки расположены звездой, но соединены в треугольник. На рисунке 4, г обмотки расположены треугольником, но соединены в звезду.

Рисунок 4. Соединение в треугольник электроприемников.

Все эти рисунки подчеркивают, что дело отнюдь не в том, как расположены изображения электроприемников на чертежах (хотя их часто удобно располагать в соответствии с видом соединения), а в том, что с чем соединено: концы (начала) всех обмоток между собой или конец одной обмотки с началом другой. В первом случае получается соединение в звезду, во втором – в треугольник.

Соединение в треугольник конденсаторных батарей показано на рисунке 4, д.

На рисунке 4, е показано соединение в треугольник ламп. Хотя лампы территориально разбросаны по разным квартирам, но они объединены сначала в группы в пределах каждой квартиры, затем в группы по стоякам 2 и, наконец, эти группы соединены в треугольник на вводном щите 1. Заметьте: до вводного щита нагрузка трехфазная, после вводного щита (в стояках и квартирах) однофазная, хотя она и включена между двумя фазами.

На каком основании нагрузка, питающаяся от двух фаз названа однофазной? На том основании, что изменения тока в обоих проводах, к которым присоединена нагрузка, происходят одинаково, то есть в каждый момент ток проходит через одни и те же фазы.

Видео 1. Соединение треугольником

1 Отсутствие тока в замкнутом контуре еще не означает, что в фазных обмотках нет тока. Токи в фазных обмотках соответствуют их нагрузкам.

Выводы обмоток

Для сетей переменного тока 50 Гц линейное напряжение выше фазного в квадратный корень из трёх раз то есть примерно в 1.

От того, выберем мы один или другой, будет зависеть в какую сторону начнет вращаться двигатель. Однако, по крайней мере, можно использовать 3-фазное подключение треугольником. Это позволяет использовать по полной КПД электродвигателя, согласно техпаспорта.

У каждого конца свое буквенное и числовое обозначение. На рисунке 4 приведена схема включения в трехфазную четырехпроводную сеть осветительной и силовой нагрузок.

К тому же агрегат сильно нагревается в процессе работы. Поэтому электродвигатели асинхронного типа со средней и большой мощностью чаще всего подключают по схеме звезда.

Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль. При помощи тестера провода прозванивают, чтобы найти катушки. По полученным векторным уравнениям можно для равномерной нагрузки фаз построить векторную диаграмму рис.

Концы всех трех обмоток соединяют в одну общую точку, так называемую нейтраль. В таком случае этот двигатель можно будет использовать как в трёхфазной сети с линейным напряжением В подключение звезда , так и в однофазной сети В подключение треугольником через конденсатор. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток. При замыкании цепи поплавком будет замыкаться цепь катушки пускателя, и включаться электродвигатель, при размыкании — будет отключаться питание электродвигателя.

К тому же агрегат сильно нагревается в процессе работы. Фазные обмотки генератора образуют замкнутый контур с малым внутренним сопротивлением.

При большой мощности двигателя, в схему потребуется внесение пускового конденсатора. Каминский, г. Сдвиг на такой угол предназначен для создания вращения магнитного поля. Это может произойти из-за неисправного пускателя, или при перекосе фаз когда напряжение в одной из фаз сильно меньше, чем в двух других.
Подключение трехфазного двигателя по схеме звезды и треугольника

https://youtube.com/watch?v=PjZextDphQU

Оцените статью:

Online Electric | Коэффициенты мощности (cos) электрических сетей

ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК > БАЗА ДАННЫХ > Коэффициенты мощности (cos) электрических сетей

Начинаете свою деятельность в сфере проектирования электроснабжения? Возникли сложности с расчетами по электроэнергетике и электротехнике? Свяжитесь с репетитором по электроэнергетике!

Найдено 36 из 36 записей.
Страница: 1 | 2

ID	Тип нагрузки	Коэффициент мощности (cosф)	Источник	Опции
1	Квартиры с электрическими плитами	0.98	[8]
2	Квартиры с электрическими плитами с бытовыми кондиционерами воздуха	0.93	[8]
3	Квартиры с плитами на природном, сжиженном газе и твердом топливе	0.96	[8]
4	Квартиры с плитами на природном, сжиженном газе и твердом топливе с бытовыми кондиционерами воздуха	0.92	[8]
5	Общее освещение в общежитиях коридорного типа	0.95	[8]
6	Хозяйственные насосы, вентиляционные установки и другие санитарно-технические устройства	0. 8	[8]
7	Предприятия общественного питания: полностью электрифицированные	0.98	[8]
8	Предприятия общественного питания: частично электрифицированные (с плитами на газообразном и твердом топливе)	0.95	[8]
9	Продовольственные и промтоварные магазины	0.85	[8]
10	Ясли-сады: с пищеблоками	0.98	[8]
11	Ясли-сады: без пищеблоков	0.95	[8]
12	Общеобразовательные школы: с пищеблоками	0.95	[8]
13	Общеобразовательные школы: без пищеблоков	0.9	[8]
14	Фабрики-химчистки с прачечными самообслуживания	0. 75	[8]
15	Учебные корпуса профессионально-технических училищ	0.9	[8]
16	Учебно-производственные мастерские по металлообработке и деревообработке	0.6	[8]
17	Гостиницы: без ресторанов	0.85	[8]
18	Гостиницы: с ресторанами	0.9	[8]
19	Здания и учреждения: управления	0.85	[8]
20	Здания и учреждения: финансирования	0.85	[8]
21	Здания и учреждения: кредитования	0.85	[8]
22	Здания и учреждения: государственного страхования	0.85	[8]
23	Здания и учреждения: проектные и конструкторские организации	0. 85	[8]
24	Парикмахерские и салоны-парикмахерские	0.97	[8]
25	Ателье	0.85	[8]
26	Комбинаты бытового обслуживания	0.85	[8]
27	Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт: до 1	0.65	[8]
28	Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт: от 1 до 4	0.75	[8]
29	Холодильное оборудование предприятий торговли и общественного питания, насосов, вентиляторов и кондиционеров воздуха при мощности электродвигателей, кВт: свыше 4	0. 85	[8]
30	Лифты и другое подъемное оборудование	0.65	[8]
ID	Тип нагрузки	Коэффициент мощности (cosф)	Источник	Опции

Страница: 1 | 2

Источник информации [8].

Описание справочника:
В базе данных представлена таблица в которой отражены коэффициенты мощности (cos) электрических сетей в зависимости от типа нагрузки.

Ключевые слова:
Коэффициенты мощности (cos) электрических сетей, cos в электрических сетях, коэффициент мощности электрической сети

Библиографическая ссылка на ресурс «Онлайн Электрик»:

Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. — Режим доступа: http://online-electric.ru

Для выполнения действия необходимо авторизоваться и пополнить баланс в личном кабинете.

Коэффициент мощности — PF (COS φ)

В энергосистеме переменного тока коэффициент мощности является очень важным параметром, который определяет, насколько эффективно электрическая мощность используется нагрузкой. Это рациональное число от -1 до 1, но не имеет единицы измерения. Коэффициент мощности системы зависит от типа имеющейся нагрузки: резистивной, индуктивной или емкостной. Индуктивная и емкостная нагрузки отрицательно влияют на коэффициент мощности. системы. Низкий коэффициент мощности приводит к увеличению тока, потребляемого нагрузкой.

Содержание

Определение коэффициента мощности

Коэффициент мощности можно определить как отношение активной мощности (активной мощности) к полной мощности. Его также можно определить как абсолютное значение косинуса фазового сдвига между напряжением и током в цепи переменного тока. Обозначается греческим алфавитом λ (лямбда).

Коэффициент мощности (λ) = Активная мощность/Полная мощность
= VI.COS φ/ VI
= COS φ

«V» — напряжение в вольтах
«I» — ток в амперах.
«Φ» — фазовый угол между напряжением и током. Например, двигатель потребляет реальную мощность от цепи и преобразует ее в механическую энергию, тогда как лампы, с другой стороны, преобразуют ее в свет. Обозначается буквой P.

Реактивная мощность (кВт)

Реактивная мощность — это мощность, необходимая для создания магнитного поля в двигателях и трансформаторах и оказывающая непосредственное влияние на коэффициент мощности. Обозначается буквой Q.

Полная мощность (кВА)

Полная мощность представляет собой произведение напряжения и тока, потребляемых нагрузкой, независимо от ее фазового угла. Это комбинация активной и реактивной мощностей. Обозначается буквой S.

Подробнее: Реальная, реактивная, комплексная и полная мощность

Единичный коэффициент мощности

Единичный коэффициент мощности считается идеальным сценарием, при котором кажущаяся мощность и активная мощность должны быть в фазе. Когда нагрузка является чисто резистивной, ток, протекающий к нагрузке, будет линейным, и, следовательно, фазовый сдвиг между напряжением и током будет равен нулю, а cos Φ будет равен единице.

Если коэффициент мощности cos φ=1, это означает отсутствие потока реактивной мощности и фазовый угол между напряжением и током равен нулю.

Опережающий коэффициент мощности

Коэффициент мощности считается опережающим, если кажущаяся мощность опережает действительную мощность (истинную мощность), (т. е.) ток опережает напряжение. Емкостные нагрузки заставляют ток опережать напряжение и коэффициент мощности.

Отстающий коэффициент мощности

P.F. считается ведущим, если кажущаяся мощность отстает от реальной мощности (истинной мощности), (т. е.) ток отстает от напряжения. Индуктивные нагрузки заставляют ток отставать от напряжения, так что коэффициент плотности мощности.

Расчет коэффициента мощности

Из треугольника Power:
Коэффициент мощности = реальная мощность/очевидная мощность

Также,

также,

Почему важно улучшить коэффициент мощности?

Повышение коэффициента мощности направлен на оптимальное использование электроэнергии, сокращение счетов за электроэнергию и уменьшение потерь мощности.

• Силовые трансформаторы независимы от P.F. Если коэффициент мощности близок к единице, то при той же номинальной мощности трансформатора в киловаттах можно подключить большую нагрузку. (Чем лучше коэффициент мощности, тем меньше будет ток).
• Штрафы, налагаемые энергоснабжающими организациями за несоблюдение оптимального коэффициента мощности. можно избежать.
• Оптимальное сечение силовых кабелей возможно при наличии коэффициента мощности. Низкий п.ф. приводит к более высоким потерям в меди (I ² R) потерям, а также большему падению напряжения на кабеле.

Методы коррекции коэффициента мощности

Блок-схема мощности

Большинство силовых нагрузок являются индуктивными и вызывают отставание тока от напряжения. Для того, чтобы преодолеть это несколько 9Методы коррекции коэффициента мощности 0009 адаптированы, что помогает нейтрализовать этот запаздывающий ток. Наиболее распространенный П.Ф. метод коррекции заключается в использовании статических конденсаторов параллельно нагрузке. Статические конденсаторы подают опережающий ток в систему и уменьшают запаздывание. Конденсаторные батареи подключаются параллельно индуктивным нагрузкам. Эти конденсаторы переключаются с помощью контактора в зависимости от потребности. Статические компенсаторы реактивной мощности также используются для коэффициента мощности. коррекция. Это силовые электронные версии компенсаторов реактивной мощности, в которых вместо контакторов для переключения конденсаторов используются тиристоры.

Другие методы коррекции коэффициента мощности включают подключение синхронных компенсаторов параллельно нагрузке. Это синхронные двигатели, работающие без нагрузки. Когда синхронный двигатель перевозбужден и работает без нагрузки, он действует как конденсатор и подает в сеть реактивную мощность. Синхронные компенсаторы подключаются параллельно нагрузке.

Расчет коррекции коэффициента мощности

Для поддержания требуемого коэффициента мощности системы необходимо принять соответствующие меры по коррекции коэффициента мощности . В большинстве случаев инженеры выбирают конденсаторные батареи для коэффициента мощности. коррекция. Вот какой конденсатор требуется для п.ф. поправка определена:

Мы можем измерить напряжение питания с помощью вольтметра и ток, потребляемый нагрузкой, с помощью амперметра. Из этих данных мы можем рассчитать текущую плотность мощности, полную мощность и реактивную мощность, потребляемую нагрузкой, используя приведенные ниже формулы.

Полная мощность = V x I (измерено с помощью амперметра и вольтметра)
Текущий коэффициент мощности = нагрузка, кВт (действительная мощность) / полная мощность ((Полная мощность-кВА) ² – (Реальная мощность-кВт) ² )

И,

   

Из приведенного выше уравнения,

   

Расчет мощности конденсатора можно рассчитать следующим образом:

   

Следовательно,

   

Где,

C – значение емкости в фарадах

F – частота питания

Xc – емкостное реактивное сопротивление.

Активная мощность (истинная мощность) выражается как:

P= VI.Cos Φ

Для заданной нагрузки P всегда должно быть постоянным, и напряжение, подаваемое источником V, также должно быть постоянным. Параметры I и Cos Φ взаимозависимы. Например, если значение Cos Φ равно единице, то ток, потребляемый нагрузкой от источника, будет:

   

Cos Φ меньше единицы, скажем, «0,8», то ток, потребляемый нагрузкой от источника, должен быть: ток значительно увеличился. Следовательно, при постоянной нагрузке при постоянном напряжении ток, потребляемый от источника, обратно пропорционален коэффициенту мощности.

Увеличение тока напрямую влияет на стоимость производства электроэнергии, а также увеличивает потери при передаче. Проводник, используемый в оборудовании, предназначен для пропускания через него определенного количества тока. Если коэффициент мощности источника питания низкий, к оборудованию может подаваться больший ток, что может привести к повреждению оборудования или сокращению ожидаемого срока службы.

Коммунальные службы налагают огромные штрафы на коммерческих потребителей, у которых есть p.f. ниже определенного уровня. Поэтому очень важно поддерживать коэффициент мощности на определенном уровне для эффективного использования мощности.

Причины низкого коэффициента мощности

Основной причиной низкого коэффициента мощности является промышленная нагрузка с высокой индуктивностью, подключенная к системе. Когда мы говорим об индуктивной промышленной нагрузке, основной вклад вносят асинхронные двигатели. Большинство этих двигателей работают с низким коэффициентом отставания. При работе на малых нагрузках он работает при к.ф. 0,1-0,4 и повышается до 0,8-0,9.при полной нагрузке. Помимо асинхронных двигателей, печи с индукционным нагревом и дуговые лампы также имеют очень плохое значение коэффициента мощности.

Недостатки низкого коэффициента мощности

• Поскольку кВА обратно пропорциональна коэффициенту мощности, следовательно, чем меньше коэффициент мощности нагрузки, тем выше номинальная мощность в кВА используемых трансформаторов, генераторов и распределительных устройств.
• При фиксированной мощности в кВт кабели будут нести больший ток, если p.f. низкий. Следовательно, это увеличивает размер используемых кабелей.
• Чем выше ток, тем выше будут потери в меди.
• Большие токи во время низких p.f. эксплуатации приводит к плохому регулированию напряжения в трансформаторах, генераторах переменного тока и линии электропередач (из-за внутренних потерь в меди).

Каталожные номера

• Эвальд Фукс; Мохаммад А.С. Масум (14 июля 2015 г.). Качество электроэнергии в энергосистемах и электрических машинах
• Расчет и коррекция коэффициента мощности , США

Теги Power, Power systems

Copyright © 2023 Electrical Classroom. Защищено законом о защите авторских прав в цифровую эпоху
Продолжая использовать этот веб-сайт, вы соглашаетесь с нашей политикой в ​​отношении файлов cookie.
Посмотреть политику конфиденциальности Посмотреть карту сайта

Коэффициент мощности и cos φ

спросил
3 года 8 месяцев назад

Изменено
3 года, 8 месяцев назад

Просмотрено
3к раз

\$\начало группы\$

Меня смущает разница между «коэффициентом мощности» и «cos φ».

Некоторые учебники утверждают, что эти две величины равны. В других учебниках утверждается, что эти две величины не равны. И только на одном интернет-ресурсе я прочитал, что коэффициент мощности равен cos φ плюс коэффициент нелинейных искажений.

Насколько я знаю, эти две величины равны, когда у нас есть идеальный синусоидальный ток.

Пожалуйста, помогите мне, так как я не могу продолжать свое образование без понимания.

Также буду очень рад, если Вы дадите мне ссылку на какой-нибудь учебник, в котором эти темы раскрыты более подробно.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Коэффициент мощности представляет собой отношение активной мощности к полной мощности. Это обобщение понятия cos φ. В случае синусоидального тока коэффициент мощности равен просто cos φ, а в случае нелинейного потребления тока (что характерно для фазового управления и выпрямителей, а значит, и для многих современных электронных устройств) коэффициент мощности также зависит от формы волны тока.

Операторы электросетей предпочитают коэффициенты мощности, близкие к единице, поскольку мощность оплачивается (жилыми домохозяйствами) за реальную мощность, тогда как потери энергии при распределении зависят в основном от полной мощности, поэтому компенсация коэффициента мощности , акт получения мощности коэффициент, близкий к единице, это очень много.

В случае фазового сдвига коэффициент мощности можно довести почти до единицы, просто добавив параллельную катушку индуктивности или конденсатор к нагрузке, чтобы их реактивные мощности компенсировались, и в качестве полной мощности оставалась только действительная мощность.

В случае несинусоидального потребления тока добавление катушек индуктивности или конденсаторов по-прежнему может изменить полную мощность (и, следовательно, коэффициент мощности), но никакое количество параллельных катушек индуктивности или конденсаторов не может довести коэффициент мощности до единицы. Таким образом, вы можете разделить коэффициент мощности на две части: коэффициент мощности смещения 90 194 90 195 вводится фазовым сдвигом (называемым φ) и может быть скомпенсирован с помощью подходящего реактивного сопротивления, тогда как коэффициент мощности искажения 90 194 90 195 вводится искажением и 9. 0194 не может компенсироваться таким образом. Общий коэффициент мощности является произведением коэффициента мощности смещения и коэффициента мощности искажения.

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Коэффициент мощности (PF) определяется как: \$\dfrac{\text{RealPower}}{\text{ApparentPower}}\$, где ApparentPower — это просто среднеквадратичное значение напряжения, умноженное на среднеквадратичное значение тока.

RealPower может быть более сложным для расчета, если напряжение и ток не являются идеальными синусоидами одной и той же частоты 9T v(t) \cdot i(t) \text{ d}t \$ где \$v(t)\$ и \$i(t)\$ — мгновенные значения напряжения и тока во времени, \$T\$ — время для любого целого числа циклов.

Более подробная информация о расчете здесь, в Википедии

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Лучший способ понять это — подумать о Треугольнике власти .