Hệ số công suất là gì? Công thức tính hệ số công suất là gì? Điều này có nghĩa là gì, nhưng tại sao các công ty và nhà máy phải đặc biệt quan tâm đến hệ số này?
Hệ số công suất là gì?
Trong kỹ thuật điện, khi nói đến hệ số công suất là gì chúng ta cần hiểu ngầm và chỉ liên quan đến mạch điện xoay chiều. Tức là không có hệ số công suất trong mạch điện một chiều vì tần số bằng 0 và không có góc lệch pha giữa điện áp và cường độ dòng điện.
Hệ số công suất sơ cấp là tỷ số giữa công suất thực và công suất biểu kiến tính bằng vôn-ampe. Trong mạch điện xoay chiều, hệ số công suất là tỷ số giữa cảm kháng và tổng trở hoặc cosin của góc giữa dòng điện và điện áp.
Công thức tính hệ số công suất
Hệ số công suất thường được tính theo công thức sau:
Cosφ = P / S
ở đó:
P là công suất hiệu dụng
S là công suất biểu kiến
Ngoài ra, hệ số công suất cũng được chia thành hai loại khác nhau:
Hệ số công suất trung bình
Đây là hệ số công suất tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định, có thể là 1 tháng, 1 ngày, 1 ca, v.v. Tính toán hệ số này sẽ đánh giá xem một đơn vị sử dụng năng lượng có tiết kiệm hay không. Công thức tính toán:
Cosφtb = Ahc (Avc2 + Ahc2)
ở đó:
Cosφtb là hệ số công suất trung bình
Ahc là năng lượng điện được sử dụng trong khoảng thời gian xác định
Avc là công suất phản kháng trong khoảng thời gian xác định
Hệ số công suất tức thời
Đây là hệ số công suất tại một thời điểm được đo bằng công suất, điện áp và ampe kế. Hệ số này sẽ luôn biến động. Công thức tính toán:
Cosφ = P.3UI
hệ số công suất tự nhiên
Đây là hệ số công suất cả năm được tính toán mà không cần bộ bù. Hệ số này là cơ sở để tính toán nâng cao hệ số công suất hiệu dụng và bù công suất phản kháng.
Các dạng quyền lực phổ biến trong thực tế
Công suất truyền từ nguồn đến tải luôn có hai thành phần là công suất phản kháng và công suất thực.
sức mạnh hiệu quả
Công suất tác dụng hay còn gọi là công suất tác dụng là công suất hiệu dụng đặc trưng cho khả năng tạo ra công việc hữu ích của thiết bị. Đây là một phần của mạch điện có thể được biến đổi thành dạng năng lượng hữu ích (cơ, hóa, nhiệt). Công suất được biểu thị bằng P và đơn vị đo là W. Công thức tính toán:
P = U. Một thế hệ . cosφ
ở đó:
P là công suất hoạt động (P)
Tôi là hiện tại (A)
U là hiệu điện thế (V)
cosφ là hệ số công suất
công suất phản kháng
Công suất phản kháng không tạo ra công hữu ích, nhưng nó rất cần thiết cho việc chuyển đổi năng lượng. Bạn có hiểu đơn giản công suất phản kháng là một thành phần bị nhiễm từ tạo ra từ trường trong quá trình biến đổi năng lượng điện thành năng lượng điện hoặc biến năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác.
Công suất phản kháng được biểu thị bằng Q và đơn vị đo là VAR. Công thức tính toán:
Q = U. Một thế hệ . sin phi
ở đó:
Q là công suất phản kháng
tôi hiện tại
U là hiệu điện thế
φ là độ lệch pha giữa I và U
kiểm tra quyền lực
Công suất biểu kiến còn được gọi là công suất tổng hợp của công suất tác dụng và công suất phản kháng. Công suất biểu kiến được biểu thị bằng S và đơn vị VA. Công thức tính tổng công suất:
S = U.I = (P2 + Q2)
ở đó:
S là công suất mong đợi
P là công suất hoạt động
Q là công suất phản kháng
tôi hiện tại
U là hiệu điện thế
Ý nghĩa của hệ số công suất
Hệ số công suất là đại lượng vật lý có ý nghĩa đặc biệt trong đoạn mạch điện xoay chiều. Hệ số công suất so sánh công suất tiêu thụ thực tế với công suất biểu kiến hoặc nhu cầu của phụ tải. Hệ số công suất thấp cũng có nghĩa là bạn đang sử dụng không hiệu quả. Điều này rất quan trọng đối với các công ty vì nó có thể dẫn đến:
giảm năng lượng hữu ích có sẵn
Thiệt hại về nhiệt đối với cách điện và các thành phần mạch khác
bị trừng phạt bởi thương mại điện tử
Yêu cầu tăng kích thước của dây dẫn và thiết bị
Hệ số công suất ảnh hưởng đến chi phí chung của hệ thống phân phối điện. Vì nếu hệ số công suất thấp hơn thì cần dòng điện cao hơn để cấp nguồn cho tải.
Giải pháp cải thiện hệ số công suất cosφ
Việc tăng hệ số công suất cosφ sẽ giúp máy biến áp và đường dây hoạt động hiệu quả hơn, tiêu tốn ít điện năng hơn và giảm điện áp trên đường dây. Có hai cách để tăng hệ số cosφ:
Cải thiện hệ số cos tự nhiên
Để tăng hệ số cosφ tự nhiên, bạn cần tìm cách giúp khách hàng sử dụng điện giảm công suất phản kháng (CSPK) mà họ yêu cầu trong nguồn cung cấp, chẳng hạn như:
Cải tiến và thay đổi dòng quy trình để các thiết bị điện hoạt động một cách hợp lý nhất.
Hạn chế tốc độ không tải của động cơ
Thay thế động cơ / máy biến áp quá tải bằng động cơ / máy biến áp có công suất nhỏ hơn.
Sử dụng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ.
Cải thiện hệ số cosφ nhân tạo
Phương pháp được thực hiện bằng cách đặt bộ bù CSPK trong nhà điện. Các thiết bị bao gồm:
Máy bù đồng bộ: tức là động cơ đồng bộ làm việc không tải. Ưu điểm của việc sử dụng thiết bị này là nó có thể vừa tạo CSPK vừa tiêu thụ CSPK từ lưới điện.
Tụ điện: Giúp dòng điện sớm pha hơn điện áp này và có thể tạo ra CSPK để cấp điện cho lưới điện. Ưu điểm là công suất nhỏ, vận hành và bảo dưỡng thuận tiện, đặc biệt dung tích của dàn ngưng có thể thay đổi theo sự phát triển của phụ tải.
Qua bài viết trên chúng tôi đã cung cấp đầy đủ thông tin chi tiết về hệ số công suất là gì và những kiến thức cơ bản nhất về hệ số công suất. Trong quá trình hoàn thiện nội dung chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp để giúp bạn hoàn thiện bài viết hơn.!
