คำนวณกำลังรีแอกทีฟ: สูตร, การวัดค่าอินพุต และการตรวจสอบโรงงาน
To คำนวณกำลังรีแอกทีฟ, จับคู่สูตรกับค่าที่คุณมีอยู่แล้ว: ใช้ Q = P × tan(arccos(PF)) เมื่อรู้ค่า กิโลวัตต์และปัจจัยกำลัง หรือใช้ด้านของสามเหลี่ยมที่ขาดหายไปด้วย Q = √(S² − P²) เมื่อรู้ค่า กิโลโวลต์แอมแปร์และกิโลวัตต์ หน้าเพจนี้จะแนะนำเส้นทางทั้งสองของโรงงาน จากนั้นก็เป็นกับดักแบบหนึ่งเฟสกับสามเฟส แล้วก็สิ่งที่ต้องทำกับตัวเลข kvar.
อินพุตของเครื่องวัดที่คุณต้องการก่อนใช้สูตรใดๆ
เลือกสูตรจากคอลัมน์บนเครื่องบันทึกหรือบิล ไม่ใช่จากสมการที่จดจำไว้ว่า “สมการเดียวเท่านั้น”
| สิ่งที่คุณมีอยู่แล้ว | กลุ่มสูตรที่ใช้ได้ | สิ่งที่คุณกำลังแก้ไข |
|---|---|---|
| กำลังไฟฟ้าเชิงปฏิบัติ P (กิโลวัตต์) และปัจจัยกำลัง | Q = P × tan(arccos(PF)) | กำลังรีแอกทีฟที่แสดงอยู่ |
| กำลังปรากฏ S (กิโลแวร์) และกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิบัติ P (กิโลวัตต์) | Q = √(S² − P²) | กำลังรีแอกทีฟที่แสดงอยู่ |
| แรงดันไฟฟ้า RMS, กระแส RMS และ PF (หรือ φ) | Q = V I sinφ (1φ) หรือ √3 U I sinφ (3φ) | กำลังรีแอกทีฟปัจจุบันจากอุปกรณ์ไฟฟ้า |
ถ้าเส้นจ่ายไฟเต็มไปด้วยฮาร์มอนิกส์ ป้ายชื่อ cosφ เป็นตัวแทน Q ที่อ่อนแอ ใช้เครื่องวัดคุณภาพพลังงานที่รายงาน kvar โดยตรงเมื่อคลื่นไฟฟ้าไม่ใช่ไซน์ที่สะอาด.
สำหรับความหมายของคอลัมน์ P / Q / S เอง ดูที่ กำลังไฟฟ้าจริงเทียบกับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ. หน้านี้เน้นการคำนวณทางคณิตศาสตร์.
เขียนขอบเขตบนแผ่นงานก่อนตัวเลข: สวิตช์บอร์ดหลัก, บัส MCC หรือมอเตอร์ขนาดใหญ่เดียว การผสมผสานขอบเขตเหล่านั้นคือวิธีที่สูตรที่สะอาดจะให้ kvar ที่ไม่มีประโยชน์.
คำนวณ Q จากกิโลวัตต์และปัจจัยกำลัง
เมื่อบันทึกข้อมูลอยู่แล้วแสดงกิโลวัตต์และปัจจัยกำลัง ใช้เส้นทาง tan.
ปัจจัยกำลังคือกำลังใช้งานหารด้วยกำลังปรากฏ สำหรับการเบี่ยงเบนไซน์ โอเมก้าเป็น cos φ, ดังนั้น φ = arccos(PF) และ Q = P × tan φ.
การคำนวณแบบโรงงานที่ทำงาน: มอเตอร์จ่ายไฟ 56 กิโลวัตต์ที่ปัจจัยกำลัง 0.86 แล้ว φ = arccos(0.86), tan φ ≈ 0.59, และ Q ≈ 56 × 0.59 ≈ 33 kvar.
เส้นทางเดียวกันนี้ใช้ได้สำหรับบัสทั้งบัส หาก P และ PF เป็นค่าที่เกี่ยวข้องกับบัสนั้น ไม่ใช่แค่ป้ายชื่อมอเตอร์เดียวในขณะที่โหลดอื่นออนไลน์.
จำไว้ว่าค่าเครื่องหมาย ลากอินดักทีฟที่ช้าจะรับ Q เป็นบวกตามแนวปฏิบัติของโรงงานปกติ กระแสคาปาซิทีฟนำหน้าจะลบออก.
ถ้าการแสดงผลเพียงแค่กิโลวัตต์และแนวโน้ม PF จากสรุปการใช้งานของเดือนก่อน ให้ถือว่า PF นั้นเป็นค่าเฉลี่ยรายเดือน ไม่ใช่ภาพรวมสูงสุดของเส้นจ่ายไฟ รีคาลคูลเรทด้วยช่วงเวลาที่บันทึกตรงกับการตัดสินใจที่คุณจะทำ.
คำนวณ Q จากกิโลแวร์และกิโลวัตต์
เมื่อหม้อแปลงหรือ UPS มีการระบุใน kVA และเครื่องวัดกระบวนการแสดงกิโลวัตต์ ให้ใช้สามเหลี่ยมพลังงาน.
กำลังปรากฏคือด้านตรงข้ามของสามเหลี่ยมด้านมุมฉาก กำลังรีแอกทีฟคือด้านที่เหลือ: Q = √(S² − P²) โดยที่ S ≥ P.
ใช้เส้นทางเดียวกันกับเส้นจ่ายไฟ: S = 65 kVA และ P = 56 kW ให้ Q = √(65² − 56²) ≈ 33 kvar ซึ่งตรงกับผลลัพธ์ของเส้น tan และเป็นการตรวจสอบข้ามที่มีประโยชน์.
ถ้า S น้อยกว่าที่คำนวณได้ในเอกสาร ข้อมูลไม่ใช่ของขอบเขตเดียวกัน ให้แก้จุดวัดก่อนที่จะโทษสูตร.
คำสั้นๆ สูตรกำลังรีแอกทีฟ ชุดเดียวก็เพียงพอ: Q จาก sin φ เมื่อมี V และ I, Q จาก tan φ เมื่อมี P และ PF, Q จากสามเหลี่ยมเมื่อมี S และ P.
กำลังไฟฟ้าปรากฏบนแผ่นป้ายชื่อของ UPS เป็นเพดาน ไม่ใช่การวัดโหลดต่อเนื่อง ควรจับคู่กับกิโลวัตต์ที่วัดได้เฉพาะเมื่อ UPS นั้นเป็นขอบเขตที่คุณตั้งใจจะแก้ไข.
ปัจจัยสายไฟแบบหนึ่งเฟสกับสามเฟส
ปัจจัยสามเฟส √3 ปรากฏเฉพาะเมื่อคุณสร้าง Q จากแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของสายบนวงจรสามเฟสที่สมดุล.
| วงจร | รูปแบบกำลังไฟฟ้าสถิต (ไซน์ซอยดัล) |
|---|---|
| เฟสเดียว (เฟส–นิวทรัล) | Q = V I sin φ |
| เฟสเดียว (เฟส–เฟส) | Q = U I sin φ |
| สามเฟสสมดุล (สาย 3 เส้น หรือสาย 3 เส้น + N) | Q = √3 U I sin φ |
U คือแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกับสาย V คือแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายกับนิวทรัล I คือกระแสไฟฟ้าสาย φ คือมุมเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในนิยามนั้น.
อย่าใช้ผลลัพธ์ V I sinφ ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวคูณด้วย √3 “เพื่อให้เป็นสามเฟส” ให้เริ่มจากแถวสามเฟสแทน.
กระแสชื่อบนมอเตอร์สามเฟสคือกระแสสายคู่ ให้จับคู่กับแรงดันไฟฟ้าสายต่อสายและแถวสามเฟส หรือใช้เส้นทาง kW/PF และข้าม V·I ไปเลย.
ในรูปแบบย่อสำหรับวงจรกระแสสลับเฟสเดียวแบบเฟสต่อศูนย์กลาง, Q เท่ากับ V คูณ I คูณ sin φ สำหรับวงจรสมดุลสามเฟส รูปแบบสายคือ Q เท่ากับรากที่สองของสาม คูณ U คูณ I คูณ sin φ.
ผู้สร้างแผงวงจรที่คัดลอกสูตรงานบ้านของเฟสเดียวไปยังสายจ่ายไฟสามเฟสโดยไม่มีปัจจัยสามเฟส จะทำให้คำนวณ Q ต่ำกว่าความเป็นจริงและขนาดคาปาซิเตอร์ที่ตามมาจะเล็กเกินไป.
ความผิดพลาดที่ทำให้ Q สูงเกินหรือยกเลิกบนโหลดผสม
พีชคณิตล้มเหลวในสนามเมื่อโหลดที่มีปัจจัยกำลังต่างกันถูกรวมกันผิดวิธี.
คุณไม่สามารถบวกขนาดพลังงานปรากฏและจัดการผลรวมเป็นเส้นทางไปยัง Q รวมได้ พลังงานปรากฏไม่ใช่สเกลาร์ที่คุณสามารถซ้อนกันได้เมื่อมุมต่างกัน.
จากสนาม: เปิด Electrical Engineering Stack Exchange, คำตอบชี้ให้เห็นกับกับดักสอบเดียวกัน: การบวกขนาดพลังงานปรากฏไม่ได้พาคุณไปไหน และ Q ที่นำหน้าจะยกเลิก Q ที่ตามหลัง รวมพลังงานกิจกรรมและพลังงานรีแอกทีฟที่มีเครื่องหมาย แล้วสร้างขนาดพลังงานปรากฏใหม่จากสามเหลี่ยมพลังงานหากคุณต้องการรวม kilovolt-แอมแปร์ทั้งหมด.
การแบ่ง kilowatt ด้วยปัจจัยกำลังจะให้ค่า kilovolt-แอมแปร์ ไม่ใช่ kvar หากคุณต้องการ Q หลังจากขั้นตอนนั้น ให้ใช้ √(S² − P²) หรือ P × tan(arccos(PF)) ต่อไป.
Q ของคาปาซิเตอร์ไม่ใช่ฟิสิกส์พิเศษของตัวที่สาม สำหรับสาขาคาปาซิเตอร์, Q = V I sinφ โดยมีกระแสที่นำหน้า หรือ Q = I² Xc โดยมีรีแอกแตนซ์ของคาปาซิเตอร์ คำถามของโรงงานมักเป็นว่าแบงก์นี้ฉีด kvar ที่นำหน้าเท่าไหร่ที่แรงดันไฟฟ้าระบุ ซึ่งเป็นค่าคุณสมบัติ kvar ในแผ่นข้อมูลที่ระบุแรงดันไฟฟ้า.
หลังจากคุณมี Q: เลือกตัวเก็บประจุ ΔQ หรือโซลูชัน SVG
คำตอบ Q ปัจจุบันคือ “ขอบเขตนี้ถามหา kvar เท่าไหร่ในตอนนี้?” มันยังไม่ใช่รายการวัสดุ.
ถ้าจุดประสงค์คือการเพิ่มปัจจัยกำลังที่ค่อนข้างคงที่ การคำนวณถัดไปคือความแตกต่างระหว่าง Q ปัจจุบันและ Q เป้าหมาย ปัญหา ΔQ นี้ครอบคลุมใน การคำนวณขนาดคาปาซิเตอร์แบงค์สำหรับการปรับปรุงตัวประกอบกำลัง, และครอบครัวฮาร์ดแวร์ตั้งอยู่บน อุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ ศูนย์กลาง.
ถ้า Q เปลี่ยนแปลงตามเครื่องเชื่อม, เครน หรือสายผลิตจำนวนมาก, แบงก์สวิตช์อาจช้ากว่าที่ควร แล้วการสนทนาจะเปลี่ยนไปเป็น เครื่องกำเนิดกำลังรีแอกทีฟแบบสถิต (SVG).
หน้าสินค้า SVG ระบุแรงดันไฟฟ้า 230–690 โวลต์, การตอบสนองภายใน 10 มิลลิวินาที, ตัวคูณการชดเชยสูงกว่า 95%, และประสิทธิภาพสูงกว่า 97% ตัวเลขเหล่านี้อธิบายหน้าสินค้านั้น แต่ไม่แทนที่การศึกษาหน้าไซต์หรือการคำนวณ Q ข้างต้น.
ใช้ kvar ที่คำนวณได้เพื่อแจ้งให้ผู้ขายทราบ อย่าข้ามการตรวจสอบอินพุตและขอขนาดตู้จากชื่อแผ่นป้ายมอเตอร์เพียงตัวเดียวในขณะที่ส่วนอื่นของบัสถูกละเลย ทำการคำนวณซ้ำหลังจากเปลี่ยนแปลงกระบวนการก่อนที่ใครจะออกคำสั่งซื้อ.
คำถามที่พบบ่อย
จะหาพลังงานรีแอกทีฟได้อย่างไร?
อ่านว่าคุณเชื่อใน P, S, PF, V, และ I ตัวไหนในขอบเขตหนึ่ง แล้วใช้แถวที่ตรงกันในตารางอินพุตด้านบน.
ถ้าเครื่องวัดแสดงค่า kvar อยู่แล้ว ให้ถือว่านั่นเป็นการวัดและใช้สูตรเป็นการตรวจสอบข้าม.
สูตรใดที่คำนวณกำลังรีแอกทีฟ?
รูปแบบโรงงานทั่วไปคือ Q = P × tan(arccos(PF)), Q = √(S² − P²), และ Q = V I sinφ (โดยมี √3 สำหรับสายสามเฟสที่สมดุล).
พวกมันเป็นสามเหลี่ยมพลังงานเดียวกันที่เขียนขึ้นสำหรับข้อมูลที่แตกต่างกัน.
กำลังรีแอกทีฟคืออะไร?
เป็นส่วนประกอบที่สั่นสะเทือนซึ่งสนับสนุนสนามแม่เหล็กหรือไฟฟ้า และรายงานในหน่วย var หรือ kvar สำหรับเปรียบเทียบในภาษาธรรมดากับวัตต์และโวลต์แอมแปร์ ให้ใช้ กำลังไฟฟ้าจริงเทียบกับกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ บทความนี้.
ฉันจะคำนวณกำลังรีแอกทีฟของตัวเก็บประจุอย่างไร?
ที่แรงดัน RMS และกระแสที่ทราบพร้อมกับการนำ 90°, Q = V I. กับความต้านทานรีแอกทีฟ, Q = I² Xc หรือ Q = V² / Xc สำหรับตัวเก็บประจุที่สมบูรณ์แบบ.
ป้ายชื่อแบงก์โดยทั่วไปจะแสดง kvar ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด; ลดกำลังหากแรงดันบัสจริงแตกต่างกัน.
สูตรกำลังรีแอกทีฟในระบบสามเฟสคืออะไร?
สำหรับปริมาณสายสามเฟสที่สมดุล, Q = √3 × U × I × sinφ โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้าระหว่างสาย.
โรงงานหลายแห่งข้ามขั้นตอนนี้และคำนวณ Q จาก kW และ PF ของสามเฟสแทน.
ฉันสามารถรวม kVA จากโหลดสองตัวเพื่อให้ได้ Q รวมไหม?
ไม่ได้ รวมกำลังเชิงกิจกรรมและกำลังรีแอกทีฟที่มีเครื่องหมายถูกต้องเท่านั้น คำนวณกำลังปรากฏจากยอดรวมเมื่อคุณต้องการ |S|.
โหลดที่มีการนำหน้าหรือถอยหลังแบบผสมกันจะลดทอนกันบางส่วนใน Q ถึงแม้ว่า |S| จะดูใหญ่ก็ตาม.