Đến tính công suất phản kháng, hãy khớp công thức với các số đo bạn đã có: dùng Q = P × tan(arccos(PF)) khi biết kilowatt và hệ số công suất, hoặc tính cạnh tam giác còn thiếu với Q = √(S² − P²) khi biết kilovolt-ampere và kilowatt. Trang này dẫn dắt qua hai hướng đi đó của nhà máy, tiếp theo là cạm bẫy giữa một pha và ba pha, rồi đến việc phải làm gì với con số kvar.
Các Đầu Vào Đồng Hồ Đo Nào Bạn Cần Trước Bất Kỳ Công Thức Nào
Chọn công thức từ các cột trên thiết bị ghi dữ liệu hoặc hóa đơn, không phải từ một “phương trình duy nhất” được ghi nhớ.”
| Những gì bạn đã có | Họ công thức cần sử dụng | Điều bạn đang cần giải quyết |
|---|---|---|
| Công suất tác dụng P (kW) và hệ số công suất | Q = P × tan(arccos(PF)) | Công suất phản kháng hiện tại |
| Công suất biểu kiến S (kVA) và công suất tác dụng P (kW) | Q = √(S² − P²) | Công suất phản kháng hiện tại |
| Điện áp RMS, dòng điện RMS và hệ số công suất PF (hoặc φ) | Q = V I sinφ (1φ) hoặc √3 U I sinφ (3φ) | Công suất phản kháng hiện tại từ các thiết bị điện |
Nếu nguồn điện chứa nhiều thành phần hài, hệ số công suất cosφ trên nhãn máy là một giá trị thay thế kém hiệu quả cho Q đo được. Hãy sử dụng đồng hồ đo chất lượng điện năng có khả năng hiển thị trực tiếp trị số kvar khi dạng sóng không phải là một sóng sin chuẩn.
Để biết ý nghĩa của các cột P / Q / S, hãy xem Công suất tác dụng và công suất phản kháng. Trang này vẫn ở phần số học.
Viết ranh giới vào bảng tính trước các con số: tủ phân phối chính, thanh cái MCC, hoặc một động cơ lớn duy nhất. Việc trộn lẫn các ranh giới đó là nguyên nhân khiến một công thức rõ ràng tạo ra một giá trị kvar vô dụng.
Tính Q từ kW và Hệ số công suất
Khi bộ ghi dữ liệu đã in ra kilowatt và hệ số công suất, hãy sử dụng đường dẫn tan.
Hệ số công suất là công suất tác dụng chia cho công suất biểu kiến. Đối với độ dịch pha hình sin, tỷ số đó là cos φ, do đó φ = arccos(PF) và Q = P × tan φ.
Tính toán theo kiểu nhà máy: một mạch cấp động cơ tiêu thụ 56 kW với hệ số công suất là 0,86. Khi đó φ = arccos(0,86), tan φ ≈ 0,59, và Q ≈ 56 × 0,59 ≈ 33 kvar.
Tuyến đường tương tự cũng có hiệu lực cho cả một thanh góp nếu P và PF là các giá trị thuộc về thanh góp đó, chứ không phải của một nhãn thông số động cơ đơn lẻ trong khi các tải khác đang hoạt động.
Hãy ghi nhớ quy định về dấu. Các tải cảm kháng có độ trễ nhận công suất phản kháng $Q$ dương theo quy ước thông thường của nhà máy. Dòng điện dung dẫn trước sẽ trừ đi.
Nếu bản in duy nhất chỉ có kilowatt và xu hướng hệ số công suất (PF) từ bản tổng kết công ích của tháng trước, hãy coi PF đó là mức trung bình hàng tháng, không phải là ảnh chụp nhanh của thiết bị cấp nguồn đỉnh. Hãy tính toán lại bằng khoảng thời gian được ghi nhật ký phù hợp với quyết định mà bạn sắp đưa ra.
Tính Q từ kVA và kW
Khi máy biến áp hoặc bộ lưu điện (UPS) được định mức theo kVA và đồng hồ đo quy trình hiển thị kilowatt, hãy sử dụng tam giác công suất.
Công suất biểu kiến là cạnh huyền. Công suất phản kháng là cạnh góc vuông còn lại: Q = √(S² − P²), với điều kiện S ≥ P.
Sử dụng cùng một nguồn cấp: S = 65 kVA và P = 56 kW cho ta Q = √(65² − 56²) ≈ 33 kvar. Kết quả này khớp với phương pháp tính theo hàm tan và là một cách kiểm tra chéo hữu ích.
Nếu S nhỏ hơn P trên giấy, các đầu vào không thuộc về cùng một ranh giới. Hãy sửa điểm đo trước khi đổ lỗi cho công thức.
Một bộ ngắn Công thức công suất phản kháng đặt thế là đủ: Q từ sin φ khi bạn có V và I, Q từ tan φ khi bạn có P và PF, Q từ tam giác khi bạn có S và P.
Công suất biểu kiến trên nhãn máy UPS là mức trần, không phải là thông số đọc tải liên tục. Hãy ghép nối nó với công suất tác dụng (kilowatt) đã đo được chỉ khi UPS đó là ranh giới mà bạn định hiệu chỉnh.
Hệ số đường dây một pha so với ba pha
Hệ số $\sqrt{3}$ ba pha chỉ xuất hiện khi bạn tính Q từ điện áp dây và dòng điện dây trên một mạch ba pha đối xứng.
| Mạch điện | Dạng công suất phản kháng (hình sin) |
|---|---|
| Một pha (pha - trung tính) | Q = V I sin φ |
| Một pha (pha–pha) | Q = U I sin φ |
| Ba pha cân bằng (3 dây hoặc 3 dây + N) | Q = √3 U I sin φ |
U là điện áp dây-dây. V là điện áp dây-trung tính. I là dòng điện dây. φ là góc pha giữa điện áp và dòng điện theo định nghĩa đó.
Không nhân kết quả V I sinφ một pha với √3 “để tính cho hệ thống ba pha”. Thay vào đó, hãy bắt đầu từ hàng ba pha.
Dòng điện định mức trên nhãn của động cơ ba pha là dòng điện dây. Hãy ghép nối nó với điện áp dây-vây-dây và hàng ba pha, hoặc sử dụng đường dẫn kW/PF và bỏ qua hoàn toàn V·I.
Đối với mạch một pha dây-trung tính dạng rút gọn, Q bằng V nhân I nhân sin φ. Đối với mạch ba pha đối xứng, dạng dây là Q bằng căn bậc ba của ba nhân U nhân I nhân sin φ.
Một thợ lắp ráp tủ điện sao chép công thức bài tập một pha sang bộ cấp nguồn ba pha mà thiếu đi hệ số ba pha sẽ tính thiếu công suất phản kháng Q và chọn kích thước quá nhỏ cho mọi bộ tụ điện tiếp theo.
Những lỗi làm tăng hoặc hủy Q đối với hàng hỗn hợp
Phép đại số này không còn đúng trong thực tế khi các tải có hệ số công suất khác nhau được kết hợp theo cách sai lầm.
Bạn không thể cộng hai độ lớn công suất biểu kiến và coi tổng đó là đường dẫn để tính tổng Q. Công suất biểu kiến không phải là một đại lượng vô hướng mà bạn có thể chồng chất lên nhau khi các góc khác nhau.
Từ lĩnh vực: Bật Electrical Engineering Stack Exchange, các câu trả lời đều chỉ ra cùng một bẫy trong kỳ thi: việc cộng các độ lớn công suất biểu kiến sẽ không đưa bạn đi đến đâu, và Q dẫn trước sẽ triệt tiêu Q trễ. Hãy cộng các công suất tác dụng và các công suất phản kháng có dấu, sau đó tính lại độ lớn công suất biểu kiến từ tam giác công suất nếu bạn cần tổng kilovôn-ampere.
Chia kilowatt cho hệ số công suất sẽ ra kilovolt-ampere, chứ không phải kvar. Nếu bạn cần Q sau bước đó, vẫn tính √(S² − P²) hoặc P × tan(arccos(PF)).
Tụ điện Q không phải là một dạng vật lý thứ ba đặc biệt. Đối với một nhánh tụ điện, Q = V I sinφ với dòng điện vượt trước, hoặc Q = I² Xc với điện kháng của tụ điện. Câu hỏi về thiết bị thường là tụ bù cung cấp bao nhiêu kvar dẫn trước ở điện áp định mức, đó là thông số kvar trên bảng dữ liệu ở một điện áp đã định.
Sau Khi Bạn Đã Có Q: Nên Chọn Tụ Điện ΔQ Hay Giải Pháp SVG
Present Q trả lời cho câu hỏi “ranh giới này đang yêu cầu bao nhiêu kvar ngay lúc này?” Đây chưa phải là một bảng khối lượng vật tư (bill of materials).
Nếu mục tiêu là nâng cao hệ số công suất trễ khá ổn định, phép tính tiếp theo là hiệu số giữa Q hiện tại và Q mục tiêu. Vấn đề $\Delta Q$ đó được đề cập trong tính toán dung lượng tụ bù cho việc nâng cao hệ số công suất, và các dòng phần cứng nằm trên bộ bù công suất phản kháng Trung tâm.
Nếu Q dao động cùng với máy hàn, cần cẩu hoặc dây chuyền mẻ, một dãy tụ chuyển mạch có thể phản hồi quá chậm. Khi đó, cuộc trò chuyện chuyển sang Máy phát công suất phản kháng tĩnh SVG.
Trang sản phẩm SVG liệt kê thông số nguồn điện 230–690 V, thời gian đáp ứng dưới 10 ms, hệ số bù trên 95% và hiệu suất trên 97%. Những con số này mô tả nội dung trên trang sản phẩm. Chúng không thể thay thế cho việc khảo sát hiện trường hay phép tính Q nêu trên.
Sử dụng số kvar đã tính để thông báo ngắn gọn cho nhà cung cấp. Không được bỏ qua bước kiểm tra đầu vào và yêu cầu kích thước tủ chỉ dựa trên một nhãn động cơ trong khi toàn bộ phần còn lại của thanh cái bị bỏ qua. Hãy tính toán lại tương tự sau khi thay đổi quy trình trước khi bất kỳ ai phê duyệt đơn đặt hàng.
Các câu hỏi thường gặp
Cách tìm công suất phản kháng?
Đọc xem bạn đã tin tưởng cái nào trong số P, S, PF, V và I ở một ranh giới. Sau đó, hãy sử dụng hàng tương ứng trong bảng đầu vào ở trên.
Nếu đồng hồ đo đã hiển thị kvar, hãy coi đó là phép đo và chỉ sử dụng các công thức để đối chiếu.
Công thức nào tính công suất phản kháng?
Các dạng biểu diễn phổ biến của công suất phản kháng là Q = P × tan(arccos(PF)), Q = √(S² − P²), và Q = V I sinφ (với √3 đối với các đại lượng đường dây ba pha đối xứng).
Chúng là cùng một tam giác công suất được viết cho các đại lượng đã biết khác nhau.
Công suất phản kháng là gì?
Đây là thành phần dao động duy trì từ trường hoặc điện trường và được tính bằng đơn vị var hoặc kvar. Để có sự so sánh bằng ngôn ngữ thông thường với watt và volt-ampere, hãy sử dụng Công suất tác dụng và công suất phản kháng bài viết.
Làm thế nào để tính công suất phản kháng của một tụ điện?
Ở điện áp và dòng điện RMS đã biết với độ lệch pha 90°, Q = V I. Với điện kháng, Q = I² Xc hoặc Q = V² / Xc đối với một tụ điện lý tưởng.
Các biển tên của tụ điện thường ghi chỉ số kvar ở điện áp định mức; hãy giảm định mức nếu điện áp thanh cái thực tế khác biệt.
Công thức tính công suất phản kháng trong hệ thống 3 pha là: $Q = \sqrt{3} \times V_L \times I_L \times \sin(\varphi)$ Hoặc theo công suất tác dụng ($P$) và hệ số công suất ($\cos\varphi$): $Q = P \times \operatorname{tg}(\varphi)$ Trong đó: * **$Q$**: Công suất phản kháng (đơn vị: VAR, kVAR, hoặc MVAR) * **$V_L$**: Điện áp dây (Line-to-Line voltage) * **$I_L$**: Dòng điện dây (Line current) * **$\varphi$**: Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện * **$\sin(\varphi)$**: Hệ số phản kháng
Đối với các đại lượng đường dây ba pha cân bằng, Q = √3 × U × I × sinφ, với U là điện áp giữa các dây.
Nhiều nhà máy bỏ qua bước này và tính toán Q từ công suất tác dụng ba pha (kW) và hệ số công suất (PF) thay vào đó.
Tôi có thể cộng kVA của hai tải để ra tổng Q không?
Không. Cộng các công suất tác dụng và công suất phản kháng có dấu. Chỉ tính lại công suất biểu kiến từ tổng khi bạn cần |S|.
Tải hỗn hợp gồm cả có tính cảm kháng và dung kháng sẽ bù trừ lẫn nhau một phần trong công suất phản kháng Q ngay cả khi mỗi giá trị |S| đều có vẻ lớn.