การคำนวณตัวประกอบกำลัง

Power Factor เป็นปัจจัยสำคัญในการประเมินประสิทธิผลของการใช้งาน พลังงานไฟฟ้า ในเครือข่ายระบบไฟฟ้า หากตัวประกอบกำลังดีหรือสูง (เอกภาพ) เราสามารถพูดได้ว่ามีการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากปัจจัยด้านกำลังไม่ดีหรือลดลงประสิทธิภาพของการใช้พลังงานไฟฟ้าจะลดลงในระบบไฟฟ้า ปัจจัยด้านกำลังที่ไม่ดีหรือการลดตัวประกอบกำลังเกิดจากสาเหตุต่างๆ ดังนั้นสำหรับการปรับปรุงตัวประกอบกำลังจึงมีเทคนิคการแก้ไขตัวประกอบกำลังต่างๆ การแก้ไขตัวประกอบกำลังโดยใช้ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังเป็นวิธีที่ดีที่สุดและมีประสิทธิภาพสำหรับวิธีการแก้ไขตัวประกอบกำลังต่างๆ แต่โดยพื้นฐานแล้วเราต้องรู้ว่าอะไรคือตัวประกอบกำลังการคำนวณตัวประกอบกำลังและการแก้ไขตัวประกอบกำลัง

Power Factor คืออะไร?

ปัจจัยอำนาจสามารถอธิบายได้หลายคำเช่นสามารถเรียกได้ว่าเป็นอัตราส่วนระหว่างกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานและกำลังไฟฟ้าปรากฏซึ่งสามารถกำหนดเป็นโคไซน์ของมุมระหว่างแรงดันและกระแสได้ โคไซน์ของมุมระหว่าง แรงดันและกระแส ได้รับการพิจารณา (ไม่ใช่มุมไซน์หรือแทนเจนต์หรือโคแทนเจนต์) เนื่องจากมีการพิจารณาแผนภาพเฟสเซอร์ของแรงดันหรือกระแสจากสามเหลี่ยมกำลัง

การคำนวณตัวประกอบกำลัง

เราได้หารือกันว่าประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านกำลังและเพื่อปรับปรุงการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ อำนาจในระบบไฟฟ้า ปัจจัยด้านกำลังจะต้องได้รับการปรับปรุง แต่ก่อนหน้านั้นเราต้องรู้ค่ากำลังไฟฟ้าของระบบกำลังนั่นคือเราต้องรู้จักการคำนวณตัวประกอบกำลัง การคำนวณตัวประกอบกำลังสามารถหาได้โดยใช้มุมระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสโหลดดังแสดงในรูป

มุมระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสโหลด

ตัวประกอบกำลังจะอยู่ในช่วงปิด -1 ถึง +1 เสมอ การคำนวณตัวประกอบกำลังสามารถทำได้โดยใช้สามเหลี่ยมกำลังโคไซน์ของมุมระหว่างกำลังแอ็คทีฟกับกำลังปรากฏถือเป็นตัวประกอบกำลังและเหมือนกับมุมระหว่าง แรงดันไฟฟ้า และโหลดปัจจุบัน

มุมระหว่าง Active Power และ Apparent Power

ดังนั้นหากมุมระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสโหลดหรือมุมระหว่างกำลังแอคทีฟและกำลังไฟฟ้าปรากฏลดลงโคไซน์ของมุมนี้จะเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้ตัวประกอบกำลังเกือบเป็นเอกภาพ สิ่งนี้บ่งบอกถึงประสิทธิภาพของการใช้พลังงานไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า ในความเป็นจริงตัวประกอบกำลังเอกภาพเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติเนื่องจากโหลดตัวเก็บประจุและอุปนัยซึ่งทำให้เกิดการนำหรือล้าหลัง ดังนั้นสำหรับการปรับปรุงตัวประกอบกำลังเพื่อใช้งาน พลังงานไฟฟ้า อย่างมีประสิทธิภาพมีเทคนิคการแก้ไขตัวประกอบกำลังต่างๆ

ก่อนหน้านี้ในบทความนี้เราได้กล่าวถึงว่าการคำนวณตัวประกอบกำลังสามารถทำได้โดยใช้มุมระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสโหลดหรือมุมระหว่างกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานและกำลังไฟฟ้าปรากฏ ถ้าเราพิจารณาสมการของกำลังก็สามารถคำนวณตัวประกอบกำลังได้ดังนี้

ในสมการต่อไปนี้กำลัง S-ชัดเจนพลังงาน Q-reactive และพลังงาน P-active สามเหลี่ยมกำลังที่เกิดจากพลังเหล่านี้แสดงในรูป

Power Factor และ Power Triangle

กำลังไฟฟ้าที่แท้จริงซึ่งใช้สำหรับการป้อนโหลดเรียกว่ากำลังแอ็คทีฟ (P) และกำหนดเป็น

พลังงานที่ใช้งานอยู่

กำลังที่ชัดเจน (S) คือขนาดส่วนประกอบการสั่นของกำลังที่เกิดขึ้นทันทีที่วัดเป็น VA หรือ KVA และสามารถแสดงได้ดังนี้

พลังที่ชัดเจน

พลังงานปฏิกิริยาและ พลังงานที่เก็บไว้ ในระบบไฟฟ้าเป็นสัดส่วนซึ่งกันและกันและวัดเป็น VAR หรือ KVAR ตอนนี้การคำนวณตัวประกอบกำลังสามารถแสดงเป็น

ตัวประกอบกำลัง

Power Factor (PF) เรียกอีกอย่างว่า displacement power factor (DPF)

การคำนวณตัวประกอบกำลังเฟสเดียวและการคำนวณตัวประกอบกำลังสามเฟสสามารถทำได้ดังที่แสดงด้านล่างซึ่งหักออกจากสมการคำนวณกำลังเฟสเดียวและสามเฟส

ตัวประกอบกำลังเฟสเดียวจะได้รับเป็น

การคำนวณตัวประกอบกำลังเฟสเดียว

ที่ไหนกำลัง - กิโลวัตต์แรงดัน - โวลต์และกระแส - แอมแปร์

ตัวประกอบกำลังสามตัวที่ได้จากการคำนวณกำลังไฟฟ้าสามเฟส

การคำนวณตัวประกอบกำลังสามเฟส (Line to Line Voltage)

โดยที่ Power-kW, Line to Line Voltage-Volts และ Current-Amperes

การคำนวณตัวประกอบกำลังสามเฟส (Line to Neutral Voltage)

โดยที่ Power-kW, Line to Line Voltage-Volts และ Current-Amperes

การแก้ไขตัวประกอบกำลัง

หลังจากคำนวณเพาเวอร์แฟคเตอร์แล้วถ้าดีก็บอกว่าใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพในระบบไฟฟ้า แต่ถ้าการคำนวณตัวประกอบกำลังให้ค่ากำลังไฟฟ้าไม่ดีจำเป็นต้องมีการแก้ไขตัวประกอบกำลังเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ มีสาเหตุต่างๆเช่น โหลดอุปนัย (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนี่ยวนำมอเตอร์เหนี่ยวนำหลอดคายประจุความเข้มสูงและอื่น ๆ ) เนื่องจากปัจจัยด้านกำลังได้รับผลกระทบ

ดังนั้นการแก้ไขตัวประกอบกำลังจะช่วยเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าลดการสูญเสียซึ่งจะเพิ่มความจุของระบบลดโทษของปัจจัยกำลังลดความต้องการพลังงานที่ใช้งานสูงสุดซึ่งจะช่วยลดค่าธรรมเนียมสาธารณูปโภค มีหลายวิธีในการแก้ไขตัวประกอบกำลัง (การลดมุมระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสโหลดซึ่งจะเป็นการเพิ่มค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ไปสู่เอกภาพ) เช่นการแก้ไขตัวประกอบกำลังโดยใช้ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลัง, ซิงโครนัส, ฟิลเตอร์และการแก้ไขตัวประกอบกำลังบูสต์

การปรับปรุงตัวประกอบกำลังโดยใช้ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลัง

ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลัง

สามารถปรับปรุงตัวประกอบกำลังได้โดยใช้ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังโดยใช้คุณสมบัติของตัวเก็บประจุเช่นตัวประกอบกำลังชั้นนำซึ่งสามารถลดผลกระทบต่อตัวประกอบกำลังโดยโหลดอุปนัย เนื่องจากรีแอคแตนซ์อุปนัยของโหลดอุปนัยสามารถยกเลิกได้โดยใช้รีแอคแตนซ์ความจุของตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลัง ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังมีหลายประเภทเช่นตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลัง ABB ตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังคงที่และตัวเก็บประจุแก้ไขตัวประกอบกำลังอัตโนมัติซึ่งโดยทั่วไปจะใช้สำหรับการแก้ไขตัวประกอบกำลัง

ในบทความนี้เราได้พูดถึงการคำนวณตัวประกอบกำลัง แต่คุณรู้วิธีคำนวณความต้านทานโดยใช้หรือไม่ รหัสสีตัวต้านทาน เหรอ? คุณรู้จักเครื่องคำนวณตัวต้านทานออนไลน์และเครื่องคำนวณกฎหมายของโอห์มหรือไม่?