ΘΕΜΑ Βελτίωση του συντελεστή ισχύος (Σ.Ι.) σε μονοφασικά

12/6/2012
Βειηίωζε ηνπ ζπληειεζηή
ηζρύνο (Σ.Ι.)
ζε ηξηθαζηθά θπθιώκαηα
Οξηζκόο ηνπ Σ.Ι.
Όταν λέμε συντελεστής ισχύος σ΄ ένα κύκλωμα
εννοούμε το συνημίτονο της γωνίας φ, δηλαδή της
γωνίας που σχηματίζουν τα διανύσματα της τάσης
και του ρεύματος του κυκλώματος αυτού.
U
I
θ
1
12/6/2012
Τη εθθξάδεη ν Σ.Ι.
Ο Σ.Ι. εθθξάδεη ην πνζνζηό ηεο πξνζθεξόκελεο
ηζρύνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα παξαγωγή έξγνπ.
Π.ρ. Αλ ν ζπληειεζηήο ηζρύνο είλαη 0,7 απηό ζεκαίλεη όηη
κόλν ην 70% ηεο πξνζθεξόκελεο ηζρύνο
ρξεζηκνπνηείηαη γηα παξαγωγή έξγνπ(πξαγκαηηθή
ηζρύο) ελώ ην 30% ζπαηαιάηαη (άεξγε ηζρύο).
Υπνινγηζκόο ηνπ ζπληειεζηή ηζρύνο
Ο Σ.Ι. Γίλεηαη από ην ιόγν κεηαμύ ηεο
πξαγκαηηθήο ηζρύνο (P) θαη ηεο θαηλόκελεο
ηζρύνο (S).
ζπλθ =
P
S
2
12/6/2012
Τηκέο πνπ παίξλεη ν ζπληειεζηήο
ηζρύνο (cosθ)
α) Κύθιωκα κε κόλν ωκηθή αληίζηαζε R
• Η δηαθνξά θάζεο θ = 0°
cosθ = 1
• Η ηάζε θαη ε έληαζε είλαη ζε θάζε.
3
12/6/2012
β) Κύθιωκα κε ωκηθή αληίζηαζε R θαη
επαγωγηθόηεηα L
(ζε ζεηξά ή παξάιιεια)
• Η δηαθνξά θάζεο είλαη:
0<θ<90°
0<cosθ<1
• Η ηάζε πξνπνξεύεηαη ηεο έληαζεο.
γ) Κύθιωκα κε ωκηθή αληίζηαζε R θαη
ρωξεηηθόηεηα C
(ζε ζεηξά ή παξάιιεια)
• Η δηαθνξά θάζεο είλαη:
-90<θ<0
0<cosθ<1
• Η έληαζε πξνπνξεύεηαη ηεο ηάζεο.
4
12/6/2012
Δπαγωγηθά θνξηία
Τα πεξηζζόηεξα θνξηία πνπ ζπλαληνύκε ζηηο
ειεθηξηθέο εγθαηαζηάζεηο είλαη επαγωγηθά.
Τέηνηα είλαη:
• Ηιεθηξηθνί θηλεηήξεο
• Μεηαζρεκαηηζηέο
• Σπζθεπέο ειεθηξνθόιιεζεο
• Λακπηήξεο θζνξηζκνύ
• Σπζθεπέο πνπ πεξηέρνπλ ειεθηξνκαγλήηεο.
Σπζθεπέο κε ρακειό ζπληειεζηή ηζρύνο
Δπαγωγηθόο θηλεηήξαο
Λακπηήξεο θζνξηζκνύ
Ηιεθηξνζπγθόιιεζε
Φωηεηλέο επηγξαθέο
Μεηαζρεκαηηζηήο
Σπζθεπέο θιηκαηηζκνύ
5
12/6/2012
Δπηπηώζεηο από ρακειό Σ.Ι.
• Τν ειεθηξηθό ζύζηεκα πξέπεη λα παξάγεη
πεξηζζόηεξν ξεύκα απ’ όηη ζεωξεηηθά ρξεηάδεηαη.
• Ο εμνπιηζκόο πνπ ζα εγθαηαζηαζεί (κεηαζρεκαηηζηέο,
δηαθόπηεο, θαιώδηα,θιπ), πξέπεη λα είλαη κεγαιύηεξεο
δπλακηθόηεηαο.
• Μεγαιύηεξεο απώιεηεο αληηζηάζεωο I2.R
• Μεγαιύηεξε πηώζε ηάζεωο ζην ζύζηεκα κεηαθνξάο
θαη δηαλνκήο.
Βειηίωζε ηνπ ζπληειεζηή ηζρύνο
 Γηα λα βειηηώζνπκε, δειαδή λα απμήζνπκε ην
ζπληειεζηή ηζρύνο πξέπεη λα κηθξάλνπκε ηε γωλία
θ.
 Απηό επηηπγράλεηαη κε ηε ζύλδεζε, παξάιιεια κε
ηνλ ειεθηξηθό θαηαλαιωηή, ελόο ή πεξηζζόηεξωλ
ππθλωηώλ.
 Οη ππθλωηέο παξάγνπλ ηελ απαξαίηεηε άεξγν ηζρύ
πνπ απαηηείηαη γηα ηε δηόξζωζε ηνπ ζπληειεζηή ηζρύνο
θαη θάλνπλ, όπωο ιέγεηαη, αληηζηάζκηζε άεξγεο
ηζρύνο.
6
12/6/2012
Σύλδεζε ππθλωηώλ κε 3-θ θαηαλαιωηή.
• Οη ππθλωηέο ζπλδένληαη παξάιιεια κε ηνλ
θαηαλαιωηή είηε ζε αζηέξα (α) είηε ζε ηξίγωλν (β).
Αληηζηάζκηζε άεξγεο ηζρύνο
Q2=QL-Qc
θ2<θ1
ζπλθ2>ζπλθ1
Qc
QL
S1
S2
θ1
θ2
Q2
P
Μέξνο ηεο επαγωγηθήο άεξγεο ηζρύο QLαληηζηαζκίδεηαη από
ηε ρωξεηηθή άεξγε ηζρύ QC πνπ παξάγνπλ νη ππθλωηέο.
7
12/6/2012
Τξόπνη αληηζηάζκηζεο ηεο άεξγεο ηζρύνο
Αλάινγα κε ην ζεκείν ζύλδεζεο ηωλ ππθλωηώλ
έρνπκε ηξεηο κνξθέο αληηζηάζκηζεο
Κεληξηθή
αληηζηάζκηζε
Οκαδηθή
αληηζηάζκηζε
Αηνκηθή
αληηζηάζκηζε
Υπνινγηζκόο άεξγεο ηζρύνο ππθλωηώλ
Η άεξγνο ηζρύο πνπ παξάγνπλ νη ππθλωηέο δίλεηαη από ηνλ
ηύπν:
QC  k.P
QC : Άεργη ιζτύς πσκνωηών [kVar]
P: Πραγμαηική ιζτύς καηαναλωηή [kW]
k  εθαρτ.  εθηελ.
Τη ζηαθερά k μπορούμε να ηην σπολογίζοσμε ή να ηην βρούμε
από πίνακα.
8
12/6/2012
Υπνινγηζκόο ρωξεηηθόηεηαο ππθλωηώλ
• Σύλδεζε ππθλωηώλ ζε
αζηέξα:
C=
QC
109 [  F ]
2
ω.U Π
• Σύλδεζε ππθλωηώλ ζε
ηξίγωλν:
C=
QC
109 [  F ]
2
3.ω.U Π
C: Χωρηηικόηηηα πσκνωηών [  F ]
QC : Άεργη ιζτύς πσκνωηών [kVar]
ω: Κσκλική ζστνόηηηα [rad/s]
UΠ : Πολική ηάζη δικηύοσ [V]
9