Calcolo del fattore di potenza

Il fattore di potenza è il fattore significativo per valutare l'efficacia dell'utilizzo di energia elettrica in una rete elettrica. Se il fattore di potenza è buono o alto (unità), allora possiamo dire che più efficacemente l'energia elettrica viene utilizzata in un sistema di alimentazione. Poiché il fattore di potenza è scarso o si riduce, l'efficacia dell'utilizzo di energia elettrica si riduce nel sistema di alimentazione. Lo scarso fattore di potenza o riduzione del fattore di potenza è causato da vari motivi. Quindi, per migliorare il fattore di potenza esistono varie tecniche di correzione del fattore di potenza. La correzione del fattore di potenza mediante condensatori di correzione del fattore di potenza è il metodo migliore ed efficiente di vari metodi di correzione del fattore di potenza. Ma, in primo luogo, dobbiamo sapere cos'è il fattore di potenza, il calcolo del fattore di potenza e la correzione del fattore di potenza.

Cos'è il fattore di potenza?

Un fattore di potenza può essere descritto in vari termini come, può essere chiamato come il rapporto tra potenza attiva e potenza apparente, può essere definito come il coseno dell'angolo tra tensione e corrente. Il coseno dell'angolo tra tensione e corrente è considerato (non sinusoidale o tangente o angolo cotangente), perché viene considerato il diagramma fasoriale della tensione o della corrente dal triangolo di potenza.

Calcolo del fattore di potenza

Abbiamo discusso che l'efficienza del sistema di alimentazione dipende dal fattore di potenza e per migliorare l'utilizzo efficace di potere in un sistema di alimentazione il fattore di potenza deve essere migliorato. Ma prima dobbiamo conoscere il fattore di potenza del sistema di alimentazione, cioè dobbiamo conoscere il calcolo del fattore di potenza. Il calcolo del fattore di potenza può essere derivato utilizzando l'angolo tra la tensione di alimentazione e la corrente di carico come mostrato in figura.

Angolo tra tensione di alimentazione e corrente di carico

Il fattore di potenza si trova sempre in un intervallo chiuso da -1 a +1. Il calcolo del fattore di potenza può essere fatto utilizzando un triangolo di potenza, il coseno dell'angolo tra potenza attiva e potenza apparente è considerato come fattore di potenza ed è uguale all'angolo tra tensione di alimentazione e corrente di carico.

Angolo tra potenza attiva e potenza apparente

Quindi, se l'angolo tra la tensione di alimentazione e la corrente di carico o l'angolo tra la potenza attiva e quella apparente si riduce, il coseno di questo angolo aumenta, il che rende il fattore di potenza quasi unitario. Ciò indica l'efficacia dell'utilizzo di energia elettrica in un sistema di alimentazione. In effetti, il fattore di potenza unitario non è praticamente possibile a causa dei carichi capacitivi e induttivi che causano anticipo o ritardo. Così, per migliorare il fattore di potenza al fine di utilizzare energia elettrica effettivamente, ci sono varie tecniche di correzione del fattore di potenza.

In precedenza in questo articolo, abbiamo discusso del fatto che il calcolo del fattore di potenza può essere effettuato utilizzando l'angolo tra la tensione di alimentazione e la corrente di carico o l'angolo tra la potenza attiva e la potenza apparente. Se consideriamo l'equazione della potenza, il calcolo del fattore di potenza può essere effettuato come segue.

Nelle seguenti equazioni, potenza apparente S, potenza reattiva Q e potenza attiva P. Il triangolo di potenza formato da questi poteri è mostrato in figura.

Fattore di potenza e triangolo di potenza

La potenza reale che viene utilizzata per alimentare i carichi è definita potenza attiva (P) ed è indicata come

Potere attivo

La potenza apparente (S) è la grandezza della componente oscillante della potenza istantanea misurata in VA o KVA e può essere espressa come segue

Potere apparente

La potenza reattiva e energia immagazzinata nel sistema di alimentazione sono proporzionali tra loro e si misurano in VAR o KVAR. Ora, il calcolo del fattore di potenza può essere espresso come

Fattore di potenza

Il fattore di potenza (PF) è anche chiamato fattore di potenza di spostamento (DPF).

Il calcolo del fattore di potenza monofase e il calcolo del fattore di potenza trifase possono essere forniti come mostrato di seguito, che sono dedotti dalle equazioni di calcolo della potenza monofase e trifase.

Il fattore di potenza monofase è dato come

Calcolo del fattore di potenza monofase

Dove Potenza-kW, Volt-Volt e Corrente-Ampere.

Fattore di potenza triplo derivato dal calcolo della potenza trifase

Calcolo del fattore di potenza trifase (tensione da linea a linea)

Dove kW di potenza, volt di tensione da linea a linea e ampere di corrente.

Calcolo del fattore di potenza trifase (tensione da linea a neutro)

Dove kW di potenza, volt di tensione da linea a linea e ampere di corrente.

Correzione del fattore di potenza

Dopo il calcolo del fattore di potenza, se è buono, si dice che l'energia elettrica viene utilizzata efficacemente nel sistema di alimentazione. Tuttavia, se il calcolo del fattore di potenza fornisce un fattore di potenza scarso, la correzione del fattore di potenza è necessaria per migliorare l'efficienza del sistema. Ci sono vari motivi come carichi induttivi (generatori a induzione, motori a induzione, lampade a scarica ad alta intensità e così via), a causa del quale viene influenzato il fattore di potenza.

Pertanto, la correzione del fattore di potenza migliorerà i livelli di tensione nel sistema di alimentazione, ridurrà le perdite che aumenteranno la capacità del sistema, eliminerà la penalità del fattore di potenza, ridurrà la domanda di potenza attiva di picco, riducendo così le spese di servizio. Esistono vari metodi per la correzione del fattore di potenza (riducendo l'angolo tra la tensione di alimentazione e la corrente di carico, aumentando così il valore del fattore di potenza verso l'unità) come la correzione del fattore di potenza utilizzando condensatori di correzione del fattore di potenza, sincrono, filtro e correzione del fattore di potenza boost attivo.

Miglioramento del fattore di potenza utilizzando condensatori di correzione del fattore di potenza

Condensatori di correzione del fattore di potenza

Il fattore di potenza può essere migliorato utilizzando condensatori di correzione del fattore di potenza che utilizzano la proprietà dei condensatori, cioè un fattore di potenza principale che può diminuire l'effetto sul fattore di potenza da carichi induttivi. Perché, la reattanza induttiva del carico induttivo può essere annullata utilizzando la reattanza capacitiva dei condensatori di correzione del fattore di potenza. Esistono vari tipi di condensatori di correzione del fattore di potenza come condensatori di correzione del fattore di potenza ABB, condensatori di correzione del fattore di potenza fisso e condensatori di correzione del fattore di potenza automatico, che vengono tipicamente utilizzati per la correzione del fattore di potenza.

In questo articolo, abbiamo discusso del calcolo del fattore di potenza, ma sai come calcolare la resistenza usando codice colore resistenza ? Conosci il calcolatore di resistori online e il calcolatore della legge di Ohm?