3. Giải mạch xoay chiều phõn nhỏnh.
3.5. Phương phỏp nõng cao hệ số cụng suất.
Trong biểu thức cụng suất tỏc dụng P = UI cos, cos được coi là hệ số cụng suất.
Hệ số cụng suất phụ thuộc vào thụng số của mạch điện. Trong nhỏnh R, I, C nối tiếp.
cos = hoặc cos =
Hệ số cụng suất là chỉ tiờu kỹ thuật quan trọng, cú ý nghĩa rất lớn về kinh tế như sau:
Nõng cao hệ số cụng suất sẽ tận dụng tốt cụng suất nguồn (mỏy phỏt điện, mỏy biến ỏp…)cung cấp cho tải. Vớ dụ một mỏy phỏt điện cú cụng suất định mức Sđm = 10000kVA, nếu hệ số cụng suất của tải cos = 0,5, cụng suất tỏc dụng của mỏy phỏt cho tải P = Sđmcos = 10000 . 0,5 = 5000kW. Nếu cos = 0,9 thỡ P = 10000 . 0,9 = 9000kW. Rừ ràng là khi cos cao mỏy phỏt ra nhiều cụng suất hơn.
Khi cần truyền tải một cụng suất P nhất định trờn đường dõy thỡ dũng điện chạy trờn đường dõy là:
I =
Nếu cos cao thỡ dũng điện I sẽ giảm, dẫn đến giảm tổn hao điện năng, giảm điện ỏp rơi trờn đường dõy và cú thể chọn dõy dẫn tiết diện nhỏ hơn.
Cỏc tải trong cụng nghiệp và sinh hoạt thường cú tớnh điện cảm (cuộn dõy động cơ điện, mỏy biến ỏp, chấn lưu…) nờn cos thấp. Để nõng cao cos ta thường dựng tụ điện nối song song với tải.
Hỡnh 3.35. Nõng cao cos dựng tụ điện nối song song với tải.
Khi chưa bự (chưa cú nhỏnh tụ điện), dũng điện chạy trờn đường dõy bằng I1, hệ số cụng suất của mạch (của tải) là cos1.
Khi cú bự (cú nhỏnh tụ điện), dũng điện chạy trờn đường dõy I là: = +
Và hệ số cụng suất của mạch là cos. Từ đồ thị hỡnh b ta thấy
I < I1; < 1 và cos > cos1
Như vậy hệ số cụng suất cos đó được nõng cao.
Điện dung C cần thiết để nõng hệ số cụng suất từ cos1 lờn cos được tớnh như sau:
Vỡ cụng suất tỏc dụng của tải khụng đổi nờn cụng suất phản khỏng của mạch là:
Khi chưa bự: Q1 = Ptg1
Khi cú bự bằng tụ điện (tụ điện cung cấp QC) Q = Q1 + QC = Ptg1 + QC = Ptg
Từ đú rỳt ra cụng suất QC của tụ điện là: QC = -P(tg1 - tg)
Mặt khỏc cụng suất QC của tụ điện được tớnh là: QC = -UCIC = -U.U..C = -U2..C
So sỏnh hai cụng thức tớnh QC ta được điện dung C của bộ tụ điện là: C = (tg1 - tg)
Vớ dụ 3.11: Một tải gồm R = 6, Xl = 8 mắc nối tiếp, đấu vào nguồn U = 220V.
a. Tớnh dũng điện I1, cụng suất P,Q,S và cos1 của tải.
b. Người ta nõng hệ số cụng suất của mạch điện đạt cos = 0,93. Tớnh điện dung C của bộ tụ điện đấu song song với tải.
Giải: Tổng trở tải x = = =10 cos1 = = =0,6 Dũng điện trở tải I1 I1 = = =22A Hỡnh 3.36. Mạch điện vớ dụ 3.11
Cụng suất P của tải: P =RI = 6.222 = 2904W Cú thể tớnhP = UI1 cos1 = 220.22.0,6 = 2904W
Cụng suất Q của tải : Q = XLI = 8.222 = 3872VAr Cú thể tớnh: Q = UI1sin1 = 220.22.0,8 = 3872VAr Tớnh C
cos = 0,93; tg = 0,395 Bộ tụ cần cú điện dung là:
C = ( tg1 - tg) = (1,333 - 0,395) = 1,792.10-4F