역률(코사인 파이)이란?

자연인의 역률(cosine phi)은 다음과 같습니다. 아시다시피 AC 회로에는 일반적으로 세 가지 유형의 부하 또는 세 가지 유형의 전력(세 가지 유형의 전류, 세 가지 유형의 저항)이 있습니다. 활성 P, 무효 Q 및 총 C 전력은 각각 활성 r, 무효 x 및 총 z 저항과 관련됩니다.

전류가 흐를 때 열이 방출되는 저항을 활성이라고 하는 것은 전기 공학 과정에서 알려져 있습니다. 능동 저항은 유효 전력 손실과 관련이 있습니다. dPn저항을 곱한 전류의 제곱과 같습니다. dPn = Az2r W

유도 저항 전류가 흐르면 손실이 발생하지 않습니다. 이 저항은 인덕턴스 L과 커패시턴스 C 때문입니다.

유도 및 용량 저항은 두 가지 유형의 리액턴스이며 다음 공식으로 표현됩니다.

• 리액턴스 또는 유도 저항,

• 용량 저항 또는 커패시턴스,

그런 다음 x = xL — НС° С…

쌀. 1. 코사인 «파이»의 본질을 설명하는 그림: a — 교류 회로에서 r과 L의 직렬 연결 회로, b — 저항의 삼각형, c — 전력의 삼각형, d — 다른 값에서 전력의 삼각형 유효 전력.

임피던스 z에는 저항과 리액턴스가 포함됩니다. r과 L의 직렬 연결(그림 1, a)의 경우 저항 삼각형이 그래픽으로 표시됩니다.

이 삼각형의 변에 같은 전류의 제곱을 곱하면 비율은 변하지 않지만 새 삼각형은 용량 삼각형이 됩니다(그림 1, c). 여기에서 자세한 내용 확인 — 저항, 전압 및 전력의 삼각형

삼각형에서 볼 수 있듯이 AC 회로에서는 일반적으로 활성 P, 무효 Q 및 총 S의 세 가지 전력이 발생합니다.

P = Az2r = UIcosphy W,B = Az2x = Az2NSL — I2x° C = UIsin Var, S = Az2z = UIWhat.

유효 전력은 작동 전력, 즉 "가열"(열 방출), "조명"(전기 조명), "이동"(전기 모터 구동) 등으로 불릴 수 있습니다. 정전력과 같은 방식으로 측정됩니다. , 와트 단위.

개발 유효 전력비 흔적도 없이 완전히 빛의 속도로 거의 순간적으로 수신기와 리드선에서 소비됩니다. 이것이 유효전력의 특징 중 하나인데, 생산한 만큼 소비하는 것입니다.

무효 전력 Q는 소비되지 않으며 전기 회로에서 전자기 에너지의 진동을 나타냅니다.소스에서 수신기로 또는 그 반대로의 에너지 흐름은 와이어를 통한 전류 흐름과 관련이 있으며 와이어에는 능동 저항이 있으므로 손실이 있습니다.

따라서 무효 전력에서는 작업이 수행되지 않지만 동일한 유효 전력에 대해 역률이 클수록 손실이 발생합니다(cosphi, cosine «phi»).

예. 전력 P = 10kW가 cosphi1 = 0.5에서 한 번, cosphi2 = 0.9에서 두 번째로 400V의 전압으로 전송되는 경우 저항 rl = 1ohm인 라인에서 전력 손실을 결정합니다.

답변. 첫 번째 경우의 전류 I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0.4•0.5) = 50A.

전력 손실 dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500W = 2.5kW.

두 번째 경우 전류 Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0.4•0.9) = 28A.

전력 손실 dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0.784 kW, 즉 두 번째 경우 전력 손실은 cosfi 값이 더 높기 때문에 2.5 / 0.784 = 3.2배 작습니다.

계산 결과 코사인(파이) 값이 높을수록 에너지 손실이 적고 새 설비를 설치할 때 비철 금속을 배치할 필요가 적습니다.

코사인 «파이»를 증가시키면 세 가지 주요 목표가 있습니다.

1) 전기 에너지 절약,

2) 비철금속 절약,

3) 발전기, 변압기 및 일반 AC 모터의 설치된 전원을 최대한 활용합니다.

마지막 상황은 예를 들어 동일한 변압기에서 더 많은 유효 전력을 얻을 수 있고 cosfi 사용자의 가치가 더 크다는 사실로 확인됩니다.따라서 cosfi1 = 0.7에서 정격 전력 Sn= 1000kVa인 변압기에서 유효 전력 P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0.7 = 700kW, cosfi2 = 0.95 R2 = Сncosfi2= 1000 • 0 .95 = 950에서 얻을 수 있습니다. kW.

두 경우 모두 변압기는 1000kVA까지 완전히 부하됩니다. 유도 전동기와 경부하 변압기는 공장에서 낮은 역률의 원인입니다. 예를 들어, 공회전 속도의 유도 전동기는 cosfixx가 대략 0.2인 반면 정격 전력 부하 시 sfin = 0.85입니다.

명확성을 높이기 위해 유도 전동기의 대략적인 전력 삼각형을 고려하십시오(그림 1, d). 유휴 운전 시 유도 전동기는 정격 전력의 약 30%에 해당하는 무효 전력을 소비하는데, 이 경우에 소비되는 유효 전력은 약 15%입니다. 따라서 역률이 매우 낮습니다. 부하가 증가함에 따라 유효 전력이 증가하고 무효 전력이 약간 변경되므로 cosfi가 증가합니다. 여기에서 자세한 내용을 읽어보세요. 드라이브 역률

cosfi의 가치를 높이는 주요 활동은 전체 생산 능력에서 작동하는 것입니다. 이 경우 비동기 모터는 공칭 값에 가까운 역률로 작동합니다.

역률 개선 활동은 두 가지 주요 그룹으로 나뉩니다.

1) 보상 장치의 설치가 필요하지 않으며 모든 경우에 적합합니다(자연적인 방법).

2) 보상 장치(인위적 방법) 사용 관련.

역률을 높이는 콘덴싱 유닛

현재 지침에 따르면 첫 번째 그룹의 활동에는 기술 프로세스의 합리화가 포함되어 장비의 에너지 모드 개선 및 역률 증가로 이어집니다. 동일한 조치에는 일부 비동기식 모터 대신 동기식 모터를 사용하는 것이 포함됩니다(효율성을 높이기 위해 필요한 경우 비동기식 모터 대신 동기식 모터 설치 권장).

이 주제에 대해서도 읽어보십시오. AC 전원 공급 장치 및 전력 손실