Wyznaczanie współczynnika mocy

W silniku elektrycznym, a także w transformatorze, konieczne jest wytworzenie pola magnetycznego do działania. Pole to w obwodach prądu przemiennego zmienia się w sposób sinusoidalny, a związana z nim energia przepływa z generatora do pantografu przez pół okresu i wraca do generatora przez kolejną połowę okresu.

Energia ta nazywana jest energią bierną. Jego przepływ objawia się w postaci dodatkowego prądu opóźnionego w stosunku do napięcia, jak pokazano na rys. 1, krzywa C. Ten prąd płynący z generatora do odbiornika i odwrotnie nie wytwarza użytecznej pracy, a jedynie powoduje dodatkowe nagrzewanie przewodów, czyli dodatkowe straty energii czynnej.

Przeczytaj więcej o mocy biernej tutaj: Zasilanie AC i straty mocy

Prądy czynne i bierne płynące w przewodzie sumują się do całkowitego prądu, który jest mierzony za pomocą amperomierza. Iloczyn tego całkowitego prądu i napięcia nazywa się mocą pozorną.

Nazywa się stosunek mocy czynnej do mocy całkowitej współczynnik mocy... Dla wygody obliczeń technicznych współczynnik mocy wyraża się jako cosinus kąta warunkowego «phi» (ponieważ φ).

Przy różnych obciążeniach średni współczynnik mocy jest określany w pewnym okresie czasu. Do określenia współczynnika mocy wykorzystywane są odczyty liczników czynnych i biernych, co pozwala poznać średnią ważoną wartość tgφ dla całego okresu, w którym zużyto energię.

Jeśli podzielimy zużycie energii biernej przez zużycie energii czynnej, otrzymamy wartość zwaną tangensem „phi”:

tgφ = Reakcja /Wakt

Wyznaczanie tgφcf, znajdowanie wartości cosφ.

Wartość współczynnika mocy można również wyznaczyć na podstawie wskazań woltomierza, amperomierza i watomierza według poniższych wzorów:

dla prądu jednofazowego cosφ = P / UI

dla prądu trójfazowego cosφ = P /(1,73UlinAzlin)

Ryż. 1. Przesunięcie fazowe między prądem a napięciem: a — krzywa napięcia, b — krzywa prądu czynnego, c — krzywa prądu pojemnościowego, d — krzywa prądu indukcyjnego

Współczynnik mocy można określić za pomocą miernika fazorowego. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz tutaj: Jak zmierzyć współczynnik mocy

Wyznaczanie cosφ za pomocą cęgów elektrycznych

Możliwe jest określenie współczynnika mocy poszczególnych odbiorników elektrycznych lub odcinków sieci przy nieznacznie zmieniającym się obciążeniu za pomocą mierników fazowych lub watomierzy. Metody te są jednak trudne, ponieważ wymagają przerywania obwodów prądowych, aw przypadku instalacji dużej mocy konieczne jest zastosowanie przekładników prądowych.

Do pomiaru cosφ bez przerywania obwodu prądowego stosuje się metodę z wykorzystaniem elektrycznego miernika cęgowego typu D90.

Cęgi pomiarowe D90

W obwodach trójfazowych o zrównoważonym obciążeniu moc mierzona jest w jednej fazie. W tym celu jeden z przewodów linii jest pokryty obwodem magnetycznym zacisku, zacisk generatora obwodu równoległego watomierza jest podłączony do tej samej fazy, a drugi do przewodu neutralnego. Następnie cęgami typu Ts91 lub Ts4505 dokonuje się pomiaru prądu w fazie oraz napięcia fazowego.

Współczynnik mocy oblicza się ze wzoru: cosφ = P / UI

Podczas pracy z cęgami pomiarowymi należy przestrzegać środków bezpieczeństwa.