Основы коррекции коэффициента мощности

Опубликовано 12.02.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Системы коррекции коэффициента мощности предназначены для рационального использования электроэнергии путем для уменьшения реактивной составляющей тока, протекающего по сетям питания.
Мы рассмотрим основные формулы коррекции коэффициента мощности.
Та часть входящей мощности, которая преобразуется в выходную, называется активной мощностью.
Она обычно обозначается буквой P, измеряется в ваттах и определяется следующей формулой: P = произведение напряжения на ток, на косинус Фи, умноженное на корень из трех, и измеряется в Ваттах. В идеальном варианте вся входящая мощность должна быть преобразована в активную выходную мощность, например реальную выходную мощность электродвигателя. В реальности качество такого преобразования определяется сдвигом фаз между током и напряжением, обозначается как cos φ и называется коэффициентом мощности.
Электрические машины (например, электродвигатели или трансформаторы) работают за счет преобразования электромагнитной энергии. Часть входящей энергии потребляется для создания и поддержания магнитного поля. Индуктивная нагрузка приводит к положительному сдвигу фаз между напряжением и протекающим током. Мощность, создаваемая теми частями напряжения и тока, которые имеют противоположный знак, называется реактивной мощностью.
Эта часть полной мощности обозначается обычно как Q и измеряется в реактивных вольт-амперах или варах. Она не может быть преобразована в активную мощность и при изменении магнитного поля возвращается назад в цепи питания. Однако при следующем изменении магнитного поля это же количество энергии снова потребляется от цепи питания Q = произведение напряжения на ток, на синус Фи, умноженное на корень из трех.
Принцип работы электрического оборудования основывается на преобразовании электрической энергии в другие формы энергии. Электрическая мощность, потребляемая оборудованием от источника питания, называется полной мощностью, обозначается как S, измеряется в вольт-амперах и состоит из активной и реактивной мощности. S = произведение напряжения на ток, умноженное на корень из трех.
Коэффициент мощности (обозначаемый как k) электрической цепи определяется как косинус фазового сдвига между первыми гармониками напряжения и протекающего тока или cos φ. Другое определение коэффициента мощности — отношение активной мощности к полной мощности коэффициент мощности cos φ = P деленное на S.
Реверсивная магнитная энергия, возвращаемая в питающую сеть цепях без компенсации, может временно запасаться в конденсаторах и затем использоваться для следующего изменения магнитного поля.
Для подбора подходящего конденсатора необходимая реактивная мощность QC может быть вычислена по следующей формуле: QC = полная мощность умноженная на разность тангенсов углов Фи1 и Фи2.
Обычно коэффициент мощности не компенсируется полностью до достижения значения cos φ = 1, поскольку это может привести к перекомпенсации при изменении нагрузки. Обычно энергетические компании задают допустимое значение cos φ2, до которого должен быть скомпенсирован первоначальный коэффициент мощности cos φ1.