В цепях переменного тока коэффициент мощности представляет собой отношение реальной мощности , используемой для выполнения работы, и полной мощности , подводимой к цепи.
Коэффициент мощности может принимать значения в диапазоне от 0 до 1.
Когда вся мощность представляет собой реактивную мощность без активной мощности (обычно индуктивная нагрузка) - коэффициент мощности равен 0.
Когда вся мощность является активной мощностью без реактивной мощности (резистивная нагрузка) - коэффициент мощности равен 1.
Коэффициент мощности равен реальной или истинной мощности P в ваттах (Вт), деленной на кажущуюся мощность |S|в вольт-амперах (ВА):
PF = P(W) / |S(VA)|
PF - коэффициент мощности.
P - реальная мощность в ваттах (Вт).
|С|- полная мощность - величина комплексной мощности в вольт⋅амперах (ВА).
Для синусоидального тока коэффициент мощности PF равен абсолютному значению косинуса фазового угла полной мощности φ (который также является фазовым углом импеданса):
PF = |cos φ|
PF — коэффициент мощности.
φ — фазовый угол кажущейся мощности.
Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна полной мощности |S|в вольт-амперах (ВА), умноженных на коэффициент мощности PF:
P(W) = |S(VA)| × PF = |S(VA)| × |cos φ|
Когда цепь имеет резистивную нагрузку, активная мощность P равна полной мощности |S|а коэффициент мощности PF равен 1:
PF(resistive load) = P / |S| = 1
Реактивная мощность Q в реактивных вольт-амперах (ВАР) равна полной мощности |S|в вольт-амперах (ВА), умноженных на синус фазового угла φ :
Q(VAR) = |S(VA)| × |sin φ|
Расчет однофазной цепи на основе реальных показаний электросчетчика P в киловаттах (кВт), напряжения V в вольтах (В) и тока I в амперах (А):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (V(V) × I(A))
Расчет трехфазной цепи на основе реальных показаний счетчика электроэнергии P в киловаттах (кВт), межфазного напряжения V L-L в вольтах (В) и тока I в амперах (А):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (√3 × VL-L(V) × I(A))
Расчет трехфазной цепи на основе реальных показаний счетчика электроэнергии P в киловаттах (кВт), межфазной нейтрали V L-N в вольтах (В) и тока I в амперах (А):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (3 × VL-N(V) × I(A))
Коррекция коэффициента мощности — это регулировка электрической цепи для изменения коэффициента мощности, близкого к 1.
Коэффициент мощности, близкий к 1, уменьшит реактивную мощность в цепи, и большая часть мощности в цепи будет активной мощностью.Это также снизит потери в линиях электропередач.
Коррекция коэффициента мощности обычно выполняется путем добавления конденсаторов в цепь нагрузки, если в цепи есть индуктивные компоненты, например, в электродвигателе.
Полная мощность |S|в вольт-амперах (ВА) равно напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (А):
|S(VA)| = V(V) × I(A)
Реактивная мощность Q в реактивных вольт-амперах (ВАР) равна квадратному корню из квадрата полной мощности |S|в вольт-амперах (ВА) минус квадрат реальной мощности P в ваттах (Вт) (теорема Пифагора):
Q(VAR) = √(|S(VA)|2 - P(W)2)
Qc (kVAR) = Q(kVAR) - Qcorrected (kVAR)
Реактивная мощность Q в реактивных вольт-амперах (ВАР) равна квадрату напряжения V в вольтах (В), деленному на реактивное сопротивление Xc:
Qc (VAR) = V(V)2 / Xc = V(V)2 / (1 / (2π f(Hz)×C(F))) = 2π f(Hz)×C(F)×V(V)2
Таким образом, конденсатор коррекции коэффициента мощности в фарадах (Ф), который следует добавить в цепь параллельно, равен реактивной мощности Q в реактивных вольт-амперах (ВАр), деленной на 2π, умноженной на частоту f в герцах (Гц), умноженную на квадрат напряжение V в вольтах (В):
C(F) = Qc (VAR) / (2π f(Hz)·V(V)2)
Advertising