Коэффициент мощности

При проектировании электроэнергетических систем важное народнохозяйственное значение имеет обеспечение передачи максимальной активной мощности в нагрузку при заданных действующих значениях токов и напряжений. Из выражения (5.2) следует, что повышение мощности при неизменных действующих значениях токов и напряжений может быть достигнуто путем увеличения cos φ, т.е. путем уменьшения сдвига фаз между током и напряжением. Максимально возможное значение равно полной мощности и достигается при . При уменьшении для получения заданной активноймощности в нагрузке требуется увеличивать действующее значение токов и напряжений, что ведет к росту потерь в энергии в системе и требует увеличения мощности источников энергии.

Величина , характеризующая степень приближения активной мощности нагрузки к максимальному значению, называется коэффициентом мощности.

Очевидно, что наивысшее значение коэффициент мощности () имеет при чисто резистивном характере нагрузки. Если нагрузка имеет резистивно-емкостный или резистивно-индуктивный характер , то параллельно ей подключают компенсирующий элемент, проводимость которого выбирают равной по абсолютному значению и противоположной по знаку мнимой составляющей проводимости нагрузки:

(5.17)

Комплексное входное сопротивление Z участка цепи, представляющего собой параллельное соединение нагрузки и компенсирующего элемента, будет иметь чисто резистивный характер , что обеспечит максимально возможное значение коэффициента мощности.

Комплексное сопротивление большинства реальных приемников энергии (электродвигателей, электронагревательных элементов, осветительных приборов) имеет резистивно-индуктивный характер:

Для компенсации мнимой составляющей проводимости нагрузки параллельно ей должны подключаться компенсирующие конденсаторы, емкость которых рассчитывают в соответствии с условием (5.17):

(5.18)

Пример 3. В качестве нагрузки некоторого электротехнического устройства используется двухполюсник. Определим тип компенсирующего элемента и рассчитаем его основной параметр (емкость С_к или индуктивность L_к).

Комплексная проводимость нагрузки

в данном случае имеет резистивно-индуктивный характер (), следовательно, в качестве компенсирующего элемента необходимо использовать конденсатор. Емкость компенсирующего конденсатора может быть рассчитана по формуле (4.18):

.

Дата добавления: 2013-12-14