Penyebab penurunan faktor daya dan metode untuk memperbaikinya

Nilai teknis dan ekonomi dari faktor daya

Nilai faktor daya mencirikan tingkat pemanfaatan daya aktif sumber daya. Semakin tinggi faktor daya penerima listrik, semakin baik generator pembangkit listrik dan penggerak utamanya (turbin, dll.), trafo gardu induk dan jaringan listrik.

Nilai cos phi (cos phi) yang rendah pada nilai daya aktif yang sama menyebabkan biaya tambahan untuk pembangunan stasiun, gardu induk dan jaringan yang lebih kuat, serta biaya operasi tambahan.

Kekuatan sebenarnya dari pengguna listrik utilitas terus berubah dari waktu ke waktu. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa pekerjaan masing-masing bagian atau bengkel perusahaan tidak bersamaan waktunya. Selain itu, beberapa peralatan mungkin beroperasi pada beban sebagian atau bahkan dalam keadaan diam.Perubahan daya aktif dan reaktif penerima listrik menyebabkan perubahan cos phi.

Alasan faktor daya rendah

Konsumen utama energi reaktif adalah motor listrik asinkron, transformator dan tungku induksi, mesin las, lampu pelepasan gas, dll.

Motor induksi yang beroperasi dengan beban mendekati nilai nominal memiliki nilai cos phi tertinggi. Ketika beban motor berkurang, faktor daya berkurang.

Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa daya aktif pada terminal motor listrik berubah sebanding dengan bebannya, sedangkan daya reaktif, karena sedikit perubahan arus magnetisasi, praktis tetap konstan. Saat idle, cos phi memiliki nilai terkecil, yang tergantung pada jenis motor listrik, daya dan kecepatan putaran, berada di kisaran 0,1 — 0,3.

Transformator daya, seperti motor induksi, memiliki faktor daya beban yang dikurangi kurang dari 75%.

Motor induksi kelebihan beban juga memiliki cos phi rendah karena fluks kebocoran magnetik meningkat.

Motor dengan kondisi pendinginan yang lebih baik daripada motor tertutup dapat membawa lebih banyak beban (daya aktif) dan karenanya akan memiliki cos phi yang lebih tinggi.

Motor rotor sangkar tupai, karena nilai resistansi kebocoran induktif yang lebih rendah, memiliki cos phi yang lebih tinggi daripada motor rotor gulungan.

Nilai cos phi untuk mesin dengan tipe yang sama akan meningkat dengan meningkatnya daya pengenal dan kecepatan rotor, karena hal ini mengurangi besaran relatif arus magnetisasi.

Peningkatan tegangan pada sisi sekunder transformator daya karena penurunan beban (misalnya, pada shift malam dan istirahat makan siang) menyebabkan peningkatan tegangan dibandingkan dengan tegangan nominal terminal motor listrik yang beroperasi . Hal ini pada gilirannya menyebabkan peningkatan arus magnetisasi dan daya reaktif motor listrik, menghasilkan faktor daya yang lebih rendah.

Rotasi rotor yang terjadi karena keausan bantalan, sehingga rotor tidak menyentuh stator, menyebabkan peningkatan celah udara antara stator dan rotor, yang menyebabkan peningkatan arus magnetisasi dan penurunan arus magnetisasi. cos phi.

Pengurangan jumlah kabel pada slot stator selama rewinding menyebabkan peningkatan arus magnetisasi dan penurunan cos phi motor induksi.

Penggunaan lampu lucutan gas (DRL dan fluoresen) yang memiliki tahanan induktif (choke) pada sirkuit tanpa perangkat kompensasi juga mengurangi faktor daya instalasi listrik (lihat — Bagaimana ballast lampu neon diatur dan bekerja).

Teknik perbaikan faktor daya

Peningkatan faktor daya suatu instalasi listrik perlu dilakukan, pertama-tama, melalui pengoperasian peralatan listrik yang benar dan rasional, yaitu dengan cara yang alami. Daya motor listrik harus dipilih sesuai dengan daya yang diperlukan untuk mekanisme penggerak, dan motor listrik yang sudah terpasang tetapi bermuatan ringan harus diganti dengan motor listrik dengan daya yang lebih rendah.

Namun perlu diperhatikan bahwa terkadang penggantian semacam itu dapat menyebabkan peningkatan kehilangan energi aktif pada motor listrik itu sendiri dan di jaringan, jika efisiensi motor listrik yang baru dipasang ternyata lebih rendah dari yang dipasang sebelumnya. satu. Oleh karena itu, kelayakan penggantian tersebut harus diverifikasi dengan perhitungan.

Selain itu, motor listrik cadangan perlu diperiksa sesuai dengan kondisi pemanasan dan beban berlebih yang diizinkan, dan terkadang waktu akselerasi. Sebagai aturan, motor listrik yang memuat kurang dari 40% harus diganti. Ketika beban lebih dari 70%, penggantian menjadi tidak menguntungkan.

Dalam semua kasus yang memungkinkan, motor sangkar tupai harus lebih disukai daripada rotor fase. Penggunaan motor listrik tertutup harus ditinggalkan jika, karena kondisi lingkungan, penggunaan motor listrik dalam desain terbuka atau terlindung diperbolehkan.

Motor listrik yang menggerakkan berbagai mesin dan mekanisme tidak beroperasi dengan beban penuh sepanjang waktu. Misalnya, saat memasang bagian pemesinan baru pada sebuah mesin, motor listrik terkadang diam dengan cos phi rendah. Oleh karena itu, disarankan untuk memutus motor listrik dari jaringan untuk waktu idle dengan durasi periode interaksi 10 detik atau lebih (persyaratan ini juga wajib untuk menghemat listrik aktif).

Periode interaksi adalah waktu yang dihabiskan untuk menarik kembali pahat ke posisi semula, melepas bagian yang dikerjakan dari mesin, memasang bagian baru pada mesin, dan membawa pahat ke posisi kerja.Pada mesin dan mekanisme di mana periode operasi bergantian dengan periode interoperabilitas, disarankan untuk memasang pembatas idle otomatis.

Juga disarankan untuk mengganti atau memutuskan sementara trafo yang dimuat rata-rata kurang dari 30% dari daya pengenalnya.

Perbaikan kualitas motor listrik asinkron secara signifikan mempengaruhi peningkatan nilai cos phi. Mesin yang diperbaiki dengan baik harus memiliki papan nama. Anda harus memantau dengan hati-hati ukuran celah udara antara stator dan rotor, jangan biarkan penyimpangan dari norma, masukkan jumlah kabel aktif ke dalam alur sesuai dengan perhitungan. Motor rekondisi harus diuji secara menyeluruh, termasuk memeriksa arus tanpa beban.

Dalam beberapa kasus, langkah-langkah untuk meningkatkan faktor daya alami tidak memungkinkan peningkatan cos phi menjadi 0,92 — 0,95 sesuai dengan kondisi proses teknologi. Dalam instalasi listrik seperti itu, metode buatan digunakan untuk mengkompensasi daya reaktif — meningkatkan faktor daya dengan menggunakan perangkat kompensasi khusus.

Perangkat tersebut meliputi: kapasitor statis, kompensator sinkron, dan motor sinkron yang terlalu bersemangat. Namun, motor listrik sinkron dan kompensator yang diproduksi dengan daya tinggi jarang ditemukan di pabrik. Yang paling banyak digunakan untuk meningkatkan faktor daya adalah kapasitor statis.

Dengan pemilihan kapasitansi kapasitor yang sesuai, dimungkinkan untuk membawa sudut fase antara tegangan dan arus ke nilai yang diperlukan.Pengurangan arus dalam jaringan suplai dicapai karena komponen reaktif, yang dikompensasi oleh arus kapasitif bank kapasitor.