Экономическое значение коэффициента мощности

Шпаргалки к экзаменам и зачётам

студентам и школьникам

Коэффициент мощности и его экономическое значение

Коэффициент мощности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазепеременный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.

Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.

Можно показать, что если источник синусоидального тока (например, розетка

220 В, 50 Гц) нагрузить на нагрузку, в которой ток опережает или отстаёт по фазе на некоторый угол от напряжения, то на внутреннем активном сопротивлении источника выделяется повышенная мощность. На практике это означает, что при работе на нагрузку со сдвинутыми напряжением и током от электростанции требуется больше энергии; избыток передаваемой энергии выделяется в виде тепла в проводах и может быть довольно значительным.

Равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы. Полная мощность — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей (в случае синусоидальных тока и напряжения). В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения в цепи. Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощностей. В качестве единицы измерения полной мощности принято использовать вольт-ампер (В∙А) вместо ватта (Вт).

Коэффициент мощности необходимо учитывать при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в электрической сети в общих потерях. Чтобы увеличить коэффициент мощности, используют компенсирующие устройства. Неверно рассчитанный коэффициент мощности может привести к избыточному потреблению электроэнергии и снижению КПД электрооборудования, питающегося от данной сети.

Источник

Коэффициент мощности. Его технико-экономическое значение. Способы его улучшения

dark fb.4725bc4eebdb65ca23e89e212ea8a0ea dark vk.71a586ff1b2903f7f61b0a284beb079f dark twitter.51e15b08a51bdf794f88684782916cc0 dark odnoklas.810a90026299a2be30475bf15c20af5b

caret left.c509a6ae019403bf80f96bff00cd87cd

caret right.6696d877b5de329b9afe170140b9f935

Для электрической сети важно соблюдать баланс полной мощности (количество производимой электроэнергии должно соответствовать количеству потребляемой электроэнергии).

При этом необходимо обеспечивать баланс реактивной мощности как для системы в целом, так и для отдельных узлов питающей сети. Нарушение баланса приводит к изменению уровня напряжения в сети, росту потерь.

Величиной, характеризующей потребляемую реактивную мощность, является коэффициент мощности.

Коэффициент мощности – это соотношение активной мощности (P, кВт) и полной мощности (S, кВАр), потребляемой электроприемником из сети: image214

Технико-экономическое значение коэффициента мощности cos φ заключается в том, что от его значения зависят эффективность использования image216электрических установок и, следовательно, капитальные и эксплуатационные расходы.

Низкий cos φ приводит к:

• потерям мощности в сети;

• повышению потерь трансформатора;

• отклонению напряжения сети от номинала;

• дополнительным затратам на сооружение более мощных электростанций.

Источник

Вопрос №4. Коэффициент мощности и его технико-экономическое значение (10 мин.)

Технико-эко­номическое значение коэффициента мощности cosφ заключается в том, что от его значения зависят эф­фективность использования электрических установок и, следовательно, капитальные и эксплуатационные расходы.

img BTabsV

Активная мощность, развиваемая генератором при номинальном режиме

img Xn7HKo

где UНОМ – номинальное напряжение генератора;

IНОМ – номинальный ток, который при длительном про­хождении вызывает предельно допустимое нагревание генератора.

Полное использование мощности генератора про­исходит, когда cosφ=1. В этом случае активная мощность Р максимальна и равна номинальной полной мощности

img rmLq0B

Влияние значений cosφ на режим работы оборудования:

1) уменьшение cosφ, значение которо­го определяется характером нагрузки, приводит к не­полному использованию генератора;

2) уменьшение cosφ при постоянной мощности потре­бителя Р приводит к увеличению тепловых потерь в линии передачи, которые растут обратно пропорционально квадрату коэффициента мощности

img NBFj i. (16)

Для полного использования номинальной мощности генераторов и уменьшения тепловых потерь необходимо повышать cosφ приемников энергии до значений, близких к единице (0,95–1,0). В этом случае потребитель меньше нагружает линию реактивной мощностью.

Способы повышения коэффициента мощности:

1) естественный – правильный выбор оборудования и его эксплуатация;

2) подключение параллельно приемнику батарей конденсаторов в случае индуктивной нагрузки (асинхронные двигатели). Благодаря это­му источником реактивной энергии для приемника ста­новится емкость и линия передачи разгружается от реактивного тока.

Разберем следующие вопросы:

Коэффициент мощности электрической цепи синусоидального тока называется …

отношение активной мощности Р к полной мощности S

отношение полной мощности S к активной мощности Р

произведение активной мощности Р на полную мощность S

активная мощность Р

Активную мощность Р цепи синусоидального тока можно определить по формуле…

img Z5ORIb

img cqFXob

img 88wKjC

img fkNRC

Если Q и S – реактивная и полная мощности пассивной электрической цепи синусоидального тока, то отношение Q к S равно…

img UHmHJE

img f0 rfC

Вывод по четвертому вопросу: синусоидальные токи и напряжения как функции времени могут быть описаны различными способами: алгебраически, векторными диаграммами и комплексами.

5. Заключение (10 мин.)

1) Процессы, протекающие в однофазных цепях переменного тока со смешанным последовательным соединением приемников, характеризуются появлением понятий полного сопротивления, полной мощности, треугольников сопротивлений и мощностей, повторяющих треугольник напряжений. В них также необходимо учитывать взаимные фазовые сдвиги напряжений и токов. Умение анализировать однофазные цепи со смешанным соединением резисторов является важным при изучении трехфазных цепей, принципа действия и устройства электрических машин.

2) Для расчета параллельного соединения приемников используется метод проводимостей.

3) При резонансном режиме работы цепи, содержащей приемники различного характера, ее сопротивление является чисто активным. Различают резонансы токов и напряжений, которые используются в радиотехнике и повышения коэффициента мощности.

3) От значения коэффициента мощности зависят эф­фективность использования электрических установок и, следовательно, капитальные и эксплуатационные расходы. Для его повышения необходимо правильно выбирать оборудование и условия его эксплуатации.

Источник

Коэффициент мощности cos φ: определение, назначение, физический смысл

%D0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82 %D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8 cos %CF%861Коэффициент мощности – это скалярная физическая величина, показывающая насколько рационально потребителями расходуется электрическая энергия. Другими словами, коэффициент мощности описывает электроприемники с точки зрения присутствия в потребляемом токе реактивной составляющей.

В этой статье мы рассмотрим физическую сущность и основные методы определения cos φ.

Математически cos φ

Математически cos φ определяется как отношение активной мощности к полной или равен отношению косинуса этих величин (отсюда и название параметра).

Величина коэффициента мощности может изменяться в интервале 0 — 1 (либо в диапазоне 0 — 100%). Чем ближе его величина к 1, тем лучше, поскольку при величине cos φ = 1 – потребителем реактивная мощность не потребляется (равняется 0), следовательно, меньше потребляемая полная мощность в общем.

Низкий cos φ указывает на то, что на внутреннем сопротивлении потребителя выделяется повышенная реактивная мощность.

Когда токи / напряжения являются идеальными сигналами синусоидальной формы, то коэффициент мощности составляет 1.

bai 70

Геометрически коэффициент мощности можно изобразить, как косинус угла на векторной диаграмме между током, напряжением между током, напряжением. В связи с чем при синусоидальной форме токов и напряжений величина cos φ совпадает с косинусом угла, от которого отстают эти фазы.

%D0%9A%D0%BE%D1%8D%D1%84%D1%84%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82 %D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8 cos %CF%862

Короткое видео о кратким объяснением, что такое коэффициент мощности:

Повышение коэффициента мощности

Значение коэффициента мощности рассчитывают при проектировании сетей. Поскольку низкое его значение является следствием увеличения величины общих потерь электроэнергии. Для его увеличения в сетях используют различные способы коррекции, повышая его значение до 1.

Повышение cos φ преследует 3 основные задачи:

Технически коррекция реализуется в виде введения различных дополнительных схем на вход устройств. Эта техника требуется для равномерного использования мощности фазы, устранения перегрузок нулевого провода 3-х-фазной сети, и является обязательной для импульсных источников питания, установленной мощностью 100 Вт и более.

v p zhivaev

koeffitsient moschnosti cos 3 2

Основные способы коррекции cos φ

1. Коррекция реактивной составляющей мощности производится путём включения реактивного элемента, имеющего противоположное действие. К примеру, для компенсации работы асинхронной машины, обладающей высокой индуктивной реактивной составляющей мощности, в параллель включается конденсатор.

2. Корректировка нелинейности электропотребления. При потреблении тока нагрузкой непропорционально основной гармонике напряжения, для повышения коэффициента мощности в схему вводят пассивный (активный) корректор коэффициента мощности. Наиболее простым примером пассивного корректора cos φ является дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой. Дроссель производит сглаживание импульсного потребления нагрузки и создание низшей, основной гармоники тока.

3. Корректировка естественным способом, не предусматривающая установку дополнительных устройств, предполагает упорядочение технологического процесса, рациональное распределение нагрузок, ведущее к улучшению режима потребления электроэнергии оборудованием, повышению коэффициента мощности.

Подробное видео с объяснением, что такое cosφ :

Источник

Вопрос №4. Коэффициент мощности и его технико-экономическое значение (10 мин.)

Технико-эко­номическое значение коэффициента мощности cosφ заключается в том, что от его значения зависят эф­фективность использования электрических установок и, следовательно, капитальные и эксплуатационные расходы.

image179

Активная мощность, развиваемая генератором при номинальном режиме

image181

где UНОМ – номинальное напряжение генератора;

IНОМ – номинальный ток, который при длительном про­хождении вызывает предельно допустимое нагревание генератора.

Полное использование мощности генератора про­исходит, когда cosφ=1. В этом случае активная мощность Р максимальна и равна номинальной полной мощности

image183

Влияние значений cosφ на режим работы оборудования:

1) уменьшение cosφ, значение которо­го определяется характером нагрузки, приводит к не­полному использованию генератора;

2) уменьшение cosφ при постоянной мощности потре­бителя Р приводит к увеличению тепловых потерь в линии передачи, которые растут обратно пропорционально квадрату коэффициента мощности

image185. (16)

где Р0 – потери в линии при cosφ=1.

Для полного использования номинальной мощности генераторов и уменьшения тепловых потерь необходимо повышать cosφ приемников энергии до значений, близких к единице (0,95–1,0). В этом случае потребитель меньше нагружает линию реактивной мощностью.

Способы повышения коэффициента мощности:

1) естественный – правильный выбор оборудования и его эксплуатация;

2) подключение параллельно приемнику батарей конденсаторов в случае индуктивной нагрузки (асинхронные двигатели). Благодаря это­му источником реактивной энергии для приемника ста­новится емкость и линия передачи разгружается от реактивного тока.

Разберем следующие вопросы:

Коэффициент мощности электрической цепи синусоидального тока называется …

1. отношение активной мощности Р к полной мощности S

2. отношение полной мощности S к активной мощности Р

3. произведение активной мощности Р на полную мощность S

4. активная мощность Р

Активную мощность Р цепи синусоидального тока можно определить по формуле…

1. image187

2. image189

3. image191

4. image193

Если Q и S – реактивная и полная мощности пассивной электрической цепи синусоидального тока, то отношение Q к S равно…

1. image195

2. image197

Вывод по четвертому вопросу:синусоидальные токи и напряжения как функции времени могут быть описаны различными способами: алгебраически, векторными диаграммами и комплексами.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Комфорт