Công suất hoạt động và công suất phản kháng trong hệ thống AC của nhà máy: P, Q và hệ số công suất
A Công suất tác dụng và công suất phản kháng So sánh là lượng điện được tạo ra bằng watt so với lượng điện được tạo ra bằng var, trong đó có chứa các trường điện hoặc từ. Công suất thực tế là tổng của hai con số này, được thể hiện dưới dạng volt-amperes. Trang này sẽ đọc ba cột theo cách mà đồng hồ đo điện của nhà máy hiển thị, sau đó tách biệt việc bù trừ và lọc hài.
Active Power hoạt động như thế nào trên đồng hồ đo điện của nhà máy?
Công suất hoạt động là năng lượng trung bình thực sự được chuyển từ nguồn cung cấp sang tải trong mỗi chu kỳ AC. Đồng hồ đo báo cáo thông số này dưới dạng watt hoặc kilowatt.
Máy sưởi, đèn chiếu sáng có tính chất điện trở và công suất động cơ đều phụ thuộc vào cột này. Điện áp và dòng điện vẫn duy trì ổn định khi tải chỉ có tính chất điện trở, do đó công suất không thay đổi ngay lập tức.
Trong hóa đơn, hãy coi kênh kW là “tính năng được sử dụng trong quy trình”. Các khoản phí năng lượng thường bắt đầu từ đó, ngay cả khi sau này nhà cung cấp dịch vụ điện bổ sung thêm tính năng phản kháng hoặc tính năng đáp ứng nhu cầu. Cột kW này là câu chuyện về công việc, chứ không phải là câu chuyện về lĩnh vực.
Công suất phản kháng vs công suất hoạt động Hiển thị rõ ràng trên ảnh chụp màn hình: một số lượng tăng lên khi dây chuyền đang sản xuất sản phẩm, số còn lại có thể duy trì ở mức cao khi động cơ chỉ đơn giản được kích hoạt.
Công suất phản kháng là gì và tại sao các dây dẫn vẫn phải sử dụng nó
Công suất phản kháng là năng lượng dao động được lưu trữ trong các từ trường của tụ điện và động cơ, hoặc trong các từ trường điện của tụ điện. Nó không tạo ra công suất ròng cho tải trong một chu kỳ đầy đủ, và được biểu thị bằng đơn vị var hoặc kvar.
Nếu tải chỉ là dòng điện phản kháng, điện áp và dòng điện sẽ cách nhau 90 độ. Năng lượng sẽ đi vào hệ thống trong một chu kỳ một phần tư và sẽ trở lại trong một chu kỳ tiếp theo.
Các cuộn dây cáp, bus và biến áp vẫn tiếp tục truyền tải dòng điện cho quá trình trao đổi đó. Kháng điện của dây dẫn lại biến phần này thành nhiệt ngay cả khi tải lý tưởng không tiêu thụ năng lượng nào.
Các thiết bị cấp nguồn nóng với kênh công suất yên tĩnh là phổ biến. Sự hỗ trợ phản kháng yếu cũng có thể làm giảm điện áp trên một trạm điện địa phương, đây cũng là một vấn đề của lưới điện cũng như của nhà máy.
Công suất biểu kiến, Tam giác công suất và hệ số công suất
Độ công suất thực tế là sản phẩm của điện áp RMS và dòng điện RMS. Các kỹ sư biểu diễn nó như là đường chéo của một tam giác, trong đó các cạnh là công suất hoạt động và công suất thụ động.
| Số lượng | Biểu tượng thông thường | Đơn vị | Người đọc về cây trồng nên rút ra được điều gì từ đó? |
|---|---|---|---|
| Công suất hoạt động (thực tế, đúng sự thật) | P | W, kW | Mạng lưới |
| Công suất phản kháng | Q | var, kvar | Trao đổi thực địa |
| Sức mạnh rõ ràng | S | VA, kVA | Thiết bị cung cấp phải có khả năng vận chuyển những gì |
Độ công suất là công suất hoạt động chia cho công suất biểu kiến. Khi tam giác hình chữ nhật mỏng, phần lớn công suất kVA là công suất hữu ích. Khi Q tăng lên, lượng kilowatt tương đương cần nhiều dòng điện hơn.
IEC đã chấp nhận var làm đơn vị công suất phản kháng vào năm 1930 để cột này không được viết là watt. Các máy biến áp, máy phát điện và nhiều thiết bị UPS vẫn được ghi tên theo đơn vị kVA vì lý do tương tự: nhiệt lượng được truyền theo dòng điện, không chỉ là kilowatt.
Một tập hợp công thức ngắn là đủ cho trang này: công suất biểu kiến là tổng của P và Q; hệ số công suất là P chia cho S. Độ méo trên bộ nguồn VFD là một vấn đề đo lường riêng biệt.
Nếu bạn chạy một máy nạp có một máy sưởi công suất lớn và một động cơ lớn, thì hình tam giác sẽ trở nên rõ ràng. Máy sưởi sẽ làm tăng công suất của động cơ. Động cơ cũng cần thêm một máy biến áp ngay cả khi tải ở trục quay thấp, vì vậy kVA sẽ tăng nhanh hơn dự kiến của đội ngũ sản xuất.
AC so với DC và sự lẫn lộn giữa hoạt động và thụ động
Năng lượng phản ứng theo nghĩa này là một dạng dòng điện xoay chiều. Dòng điện trực tiếp không có sự thay đổi pha lặp đi lặp lại giữa điện áp và dòng điện như kiểu mà nó lưu trữ và tái tạo năng lượng trong mỗi chu kỳ của L và C.
Người ta vẫn tìm kiếm từ khóa “chức năng điện tích động và điện tích tĩnh” sau cùng một ô tìm kiếm của Google. Cặp từ khóa này thường ám chỉ đến các mạch điện tích động và tĩnh, hoặc phần cứng điều chỉnh hệ số công suất điện tích động và tĩnh, chứ không phải là P và Q.
Nếu trong biểu dữ liệu có ghi “Active PFC”, điều đó có nghĩa là thiết bị đầu cuối được chuyển đổi, chứ không phải là kênh kilowatt trên đồng hồ đo điện của nhà máy bạn. Hãy tách biệt hai thuật ngữ này để tránh việc một dòng thông tin có thể đi lạc khỏi chủ đề chính.
Anh quốc và nhiều giáo trình đều thích dùng từ “năng lượng tích cực”, trong khi các ghi chú của Mỹ lại dùng từ “thực tế” hoặc “thật sự”. Chúng đều thuộc cột P.
Một thiết bị đo công suất tại Mỹ có chức năng ghi lại công suất kW vẫn hiển thị kênh công suất hoạt động đó.
Phân bổ tiền bồi thường không phải là quyết định giống như việc lọc âm thanh
Việc bù đắp phản ứng làm thay đổi Q. Việc lọc hài hòa làm biến đổi dòng điện bị nhiễu. Việc kết hợp hai công việc này là một sai lầm thường thấy trên các hệ thống động cơ hỗn hợp.
Độ cos φ của công suất chuyển động trên một động cơ cảm ứng khởi động bằng dây điện chủ yếu là do biến trở từ. Các tụ điện có công suất được điều khiển bằng điện đã là giải pháp thông thường đối với dạng Q chậm này.
Nhiều động cơ biến tần tạo ra dòng điện với độ biến dạng lớn. Các thiết bị bảo vệ trên bộ nguồn này có thể gây ra hiện tượng cộng hưởng thay vì “giữ ổn định PF”.”
Từ lĩnh vực: Các nhà sản xuất máy biến tần vẫn đang đặt câu hỏi liệu việc kết hợp các động cơ có hướng dẫn chuyển đổi (over-the-line motors) và động cơ biến tần (VFD motors) có thể sử dụng tụ điện thay vì bộ lọc không. Thảo luận trên Eng-Tips Ông nói thẳng ra: động cơ cảm ứng là vấn đề về công suất và chuyển động; nhiều động cơ lại là vấn đề về biến dạng và công suất.
Nếu câu hỏi về việc khai thác gỗ là sự thay đổi vị trí so với sự biến dạng, hãy sử dụng các thông tin hiện có. Độ lệch pha so với hệ số công suất biến dạng Xin lưu ý rằng không nên nhắc lại câu hỏi này ở đây. Nếu câu hỏi là cách phân loại thiết bị bồi thường, hãy sử dụng nghĩa của việc bù đắp công suất phản kháng là gì.
Khi các cụm tụ điện phù hợp và khi SVG phù hợp hơn
Các cụm tụ điện bơm một khối lượng điện dẫn tương đối cố định. Chúng hoạt động tốt khi độ trễ của Q lớn, ổn định khá và môi trường hài hòa đã được kiểm tra.
Máy phát điện tĩnh là nguồn điện tử có thể cung cấp hoặc hấp thụ Q khi bus di chuyển. Đó là trường hợp khi máy hàn, cần cẩu hoặc dây chuyền sản xuất phải đáp ứng nhu cầu phản kháng nhanh hơn ngân hàng contactor có thể theo dõi.
| Tình hình | Đường dẫn Q thông thường | Tại sao |
|---|---|---|
| Nhiều động cơ có đầu dây nối liền nhau, tải ổn định | Các tụ điện được thay thế trên bộ bù công suất phản kháng gia đình | Độ dịch chuyển Q, bước chậm |
| Q là biến đổi hoặc tăng tốc trong quá trình diễn ra. | Máy phát công suất phản kháng tĩnh SVG | Q hai chiều, tốc độ nhanh |
| Điện thế hài hòa trên các máy biến tần | Đường dẫn Filter / APF, không phải trang này | Sự biến dạng, không phải là quá trình tạo ra từ tính |
The Máy phát công suất phản kháng tĩnh SVG Trang web liệt kê các thông số như: dịch vụ V từ 230–690 V, thời gian phản hồi dưới 10 ms, hệ số bù đắp trên 95% và hiệu suất trên 97%. Những con số này mô tả về trang sản phẩm đó; chúng không phải là sự thay thế cho việc nghiên cứu về trang web.
Sử dụng hub khi bước tiếp theo vẫn là “gia đình phần cứng Q nào”. Sử dụng trang SVG khi bus đã trông giống như một tải phản ứng chuyển động. Cả hai trang đều không phải là biểu đồ thông số kỹ thuật của bộ lọc hài hòa.
Trước khi người ta tính toán số lượng bước đi, hãy yêu cầu có một cấu hình tải. Một ngân hàng dẫn đầu vào ban đêm trên một chiếc xe buýt yên tĩnh là một vấn đề khác với một máy tính chạy chậm vào ban ngày, và cùng một trang danh mục có thể phục vụ cả hai chỉ khi nhiệm vụ thực sự được biết đến.
Các câu hỏi thường gặp
Ví dụ về công suất phản kháng là gì?
Cường độ dòng điện khi động cơ cảm ứng hoạt động là một ví dụ thông thường trong ngành công nghiệp. Động cơ vẫn cần kilowatt để quay trục; các biến điện áp duy trì mức từ trường này.
Các tụ điện shunt là một ví dụ ngược lại: chúng cung cấp các biến để xoá đi hiệu ứng trường bị chậm.
Sự khác biệt giữa công suất thực và công suất phản kháng là gì?
Sức mạnh thực sự là một tên gọi khác của sức mạnh hoạt động hoặc thực sự: là lượng watt tạo ra công suất. Sức mạnh phản ứng là lượng điện năng tiêu thụ trung bình bằng không khi tải điện hoạt động.
Cả hai vẫn tạo ra dòng điện. Chỉ có cột watt mới hiển thị là năng lượng hữu ích.
Công suất phản kháng chỉ có ở dạng AC?
Phân chia P-versus-Q được trình bày ở đây áp dụng cho điện áp và dòng điện xoay chiều với việc lưu trữ năng lượng. Các mạch DC không cho thấy sự trao đổi trường diễn ra theo chu kỳ như vậy.
Một số người gọi chung chung bất kỳ thiết bị sạc không dùng watt nào là thiết bị phản kháng. Bạn nên giữ nguyên định nghĩa về AC khi đọc chỉ số PF của máy biến dòng điện.
Sự khác biệt giữa công suất hoạt động và công suất thụ động là gì?
Google thường kết hợp cụm từ đó với các thiết bị điện tử, chứ không phải với các thiết bị đo điện năng. Sự khác biệt giữa thiết kế PFC hoạt động và thụ động là cấu trúc phần cứng.
Công suất hoạt động so với công suất phản kháng là P so với Q. Giải đáp câu hỏi về đồng hồ bằng watt và vars, không phải bằng thuật ngữ “dây điện thụ động”.”
Sự khác biệt giữa công suất phản kháng và công suất biểu hiện là gì?
Công suất phản kháng là một cạnh của tam giác. Công suất biểu kiến là toàn bộ cạnh bên: watt và vars được kết hợp thành volt-amperes.
Bộ biến áp quan tâm đến công suất thực tế vì dòng điện trong cuộn dây phụ thuộc vào kVA.
Tại sao các công ty cung cấp dịch vụ điện lại quan tâm đến công suất phản kháng?
Sự tiêu thụ thêm dòng điện từ Q làm nóng các dây dẫn và tiêu hao công suất của bộ nguồn. Áp suất trên một đường truyền điện địa phương cũng phụ thuộc vào sự cân bằng điện tĩnh.
Đó là lý do tại sao một chiếc máy phát điện có thể phát hiện ra chiếc xe điện PF ngay cả khi lượng kilowatt-giờ của nó có vẻ bình thường.