Apa itu Faktor Daya (Cosinus Phi)

Faktor daya manusia alami (cosine phi) adalah sebagai berikut. Seperti yang Anda ketahui, dalam rangkaian AC umumnya terdapat tiga jenis beban atau tiga jenis daya (tiga jenis arus, tiga jenis hambatan). Daya P aktif, Q reaktif, dan C total masing-masing terkait dengan resistansi r aktif, x reaktif, dan total z.

Diketahui dari kuliah teknik kelistrikan bahwa resistansi disebut aktif, di mana panas dilepaskan ketika arus mengalir. Resistansi aktif dikaitkan dengan rugi daya aktif dPnSama dengan kuadrat arus dikalikan resistansi dPn = Az2r W

Reaktansi ketika arus mengalir melaluinya, itu tidak menyebabkan kerugian. Resistansi ini disebabkan oleh induktansi L dan juga kapasitansi C.

Resistansi induktif dan kapasitif adalah dua jenis reaktansi dan dinyatakan dengan rumus berikut:

• reaktansi atau resistansi induktif,

• resistansi kapasitif atau kapasitansi,

Maka x = xL — НС° С… Misalnya, jika dalam rangkaian xL= 12 Ohm, xc = 7 Ohm, maka reaktansi rangkaian x = xL — NSc= 12 — 7 = 5 Ohm.

Beras. 1. Ilustrasi untuk menjelaskan esensi cosinus «phi»: a — rangkaian hubungan seri r dan L dalam rangkaian arus bolak-balik, b — segitiga hambatan, c — segitiga daya, d — segitiga daya pada nilai yang berbeda ​dari daya aktif.

Impedansi z meliputi resistansi dan reaktansi. Untuk sambungan seri r dan L (Gbr. 1, a), segitiga resistansi digambarkan secara grafis.

Jika sisi segitiga ini dikalikan dengan kuadrat arus yang sama, maka rasionya tidak akan berubah, tetapi segitiga baru akan menjadi segitiga kapasitas (Gbr. 1, c). Lihat detail lebih lanjut di sini — Segitiga resistensi, voltase, dan kekuatan

Seperti yang terlihat dari segitiga, dalam rangkaian AC, tiga daya umumnya terjadi: P aktif, Q reaktif, dan S total

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

Daya aktif dapat disebut daya kerja, yaitu "memanaskan" (pancaran panas), "menyala" (penerangan listrik), "bergerak" (penggerak motor listrik), dll. Diukur dengan cara yang sama seperti daya konstan , dalam watt.

Dikembangkan kekuatan aktifB sepenuhnya tanpa jejak dikonsumsi di penerima dan kabel timah dengan kecepatan cahaya - hampir secara instan. Ini adalah salah satu ciri khas daya aktif: sebanyak yang dihasilkan, banyak yang dikonsumsi.

Daya reaktif Q tidak dikonsumsi dan mewakili osilasi energi elektromagnetik dalam rangkaian listrik.Aliran energi dari sumber ke penerima dan sebaliknya terkait dengan aliran arus melalui kabel, dan karena kabel memiliki resistansi aktif, ada kerugian di dalamnya.

Jadi, dengan daya reaktif, pekerjaan tidak dilakukan, tetapi terjadi kerugian, yang untuk daya aktif yang sama, semakin besar, semakin kecil faktor daya (cosphi, cosinus «phi»).

Sebuah contoh. Tentukan rugi daya dalam saluran dengan resistansi rl = 1 ohm jika daya P = 10 kW ditransmisikan melaluinya pada tegangan 400 V sekali pada cosphi1 = 0,5 dan kedua kalinya pada cosphi2 = 0,9.

Menjawab. Arus pada kasus pertama I1 = P / (Ucosphi1) = 10/(0,4•0,5) = 50 A.

Kehilangan daya dP1 = Az12rl = 502•1 = 2500 W = 2,5 kW.

Dalam kasus kedua, arus Az1 = P / (Ucosphi2) = 10/(0,4•0,9) = 28 A.

Kehilangan daya dP2 = Az22rl = 282•1 = 784 W = 0,784 kW, yaitu pada kasus kedua rugi daya 2,5 / 0,784 = 3,2 kali lebih kecil hanya karena nilai cosfi lebih tinggi.

Perhitungan tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai cosinus «phi», semakin rendah kehilangan energi dan semakin sedikit kebutuhan untuk menempatkan logam non-besi saat memasang instalasi baru.

Dengan meningkatkan cosinus «phi» kami memiliki tiga tujuan utama:

1) hemat energi listrik,

2) menghemat logam non-ferrous,

3) penggunaan maksimum daya terpasang generator, transformator, dan motor AC umum.

Keadaan terakhir dikonfirmasi oleh fakta bahwa, misalnya, dari trafo yang sama dimungkinkan untuk memperoleh daya yang lebih aktif, semakin besar nilai pengguna cosfi.Jadi, dari transformator dengan daya pengenal Sn= 1000 kVa pada cosfi1 = 0,7 Anda bisa mendapatkan daya aktif P1 = Снcosfie1 = 1000 • 0,7 = 700 kW, dan pada cosfi2 = 0,95 R2 = Сncosfi2= 1000 • 0 ,95 = 950 kW.

Dalam kedua kasus trafo akan terisi penuh hingga 1000 kVA. Motor induksi dan transformator underload merupakan penyebab rendahnya faktor daya di pabrik. Misalnya, motor induksi pada kecepatan diam memiliki cosfixx kira-kira sama dengan 0,2, sedangkan ketika dibebani dengan daya pengenal sfin = 0,85.

Untuk lebih jelasnya, pertimbangkan perkiraan segitiga daya untuk motor induksi (Gbr. 1, d). Selama operasi idle, motor induksi mengkonsumsi daya reaktif kira-kira sama dengan 30% dari daya pengenal, sedangkan daya aktif yang dikonsumsi dalam hal ini adalah sekitar 15%. Oleh karena itu, faktor dayanya sangat rendah. Saat beban meningkat, daya aktif meningkat dan daya reaktif berubah sedikit dan karenanya cosfi meningkat. Baca selengkapnya di sini: Faktor daya penggerak

Kegiatan utama yang meningkatkan nilai cosfi adalah beroperasi pada kapasitas produksi penuh. Dalam hal ini, motor asinkron akan beroperasi dengan faktor daya yang mendekati nilai nominal.

Kegiatan perbaikan faktor daya dibagi menjadi dua kelompok utama:

1) tidak memerlukan pemasangan perangkat kompensasi dan cocok untuk semua kasus (metode alami);

2) terkait dengan penggunaan perangkat kompensasi (metode buatan).

Kondensasi unit untuk meningkatkan faktor daya

Kegiatan kelompok pertama, menurut pedoman saat ini, meliputi rasionalisasi proses teknologi, yang mengarah pada peningkatan mode energi peralatan dan peningkatan faktor daya. Langkah-langkah yang sama mencakup penggunaan motor sinkron alih-alih beberapa motor asinkron (pemasangan motor sinkron alih-alih motor asinkron disarankan bila perlu untuk meningkatkan efisiensi).

Baca juga topik ini: Catu daya AC dan rugi daya