Trong các mạch điện xoay chiều, hệ số công suất là tỷ lệ giữa công suất thực được sử dụng để thực hiện công việc và công suất biểu kiến được cung cấp cho mạch.
Hệ số công suất có thể nhận các giá trị trong khoảng từ 0 đến 1.
Khi tất cả công suất là công suất phản kháng không có công suất thực (thường là tải cảm ứng) - hệ số công suất bằng 0.
Khi tất cả công suất là công suất thực không có công suất phản kháng (tải điện trở) - hệ số công suất là 1.
Hệ số công suất bằng công suất thực hoặc công suất thực P tính bằng watt (W) chia cho công suất biểu kiến |S|tính bằng vôn-ampe (VA):
PF = P(W) / |S(VA)|
PF - hệ số công suất.
P - công suất thực tính bằng oát (W).
|S|- công suất biểu kiến - độ lớn của công suất phức tính bằng vôn⋅amp (VA).
Đối với dòng điện hình sin, hệ số công suất PF bằng giá trị tuyệt đối của cosin của góc pha công suất biểu kiến φ (cũng là góc pha trở kháng):
PF = |cos φ|
PF là hệ số công suất.
φ là góc pha công suất biểu kiến.
Công suất thực P tính bằng oát (W) bằng với công suất biểu kiến |S|tính bằng vôn-ampe (VA) nhân với hệ số công suất PF:
P(W) = |S(VA)| × PF = |S(VA)| × |cos φ|
Khi mạch có tải trở kháng, công suất thực P bằng công suất biểu kiến |S|và hệ số công suất PF bằng 1:
PF(resistive load) = P / |S| = 1
Công suất phản kháng Q tính bằng vôn-ampe phản kháng (VAR) bằng với công suất biểu kiến |S|tính bằng vôn-ampe (VA) nhân với sin của góc pha φ :
Q(VAR) = |S(VA)| × |sin φ|
Tính toán mạch một pha từ đồng hồ đo công suất thực P tính bằng kilowatt (kW), điện áp V tính bằng vôn (V) và dòng điện I tính bằng ampe (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (V(V) × I(A))
Tính toán mạch ba pha từ đồng hồ đo công suất thực P tính bằng kilowatt (kW), điện áp đường dây đến đường dây V L-L tính bằng vôn (V) và dòng điện I tính bằng ampe (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (√3 × VL-L(V) × I(A))
Tính toán mạch ba pha từ đồng hồ đo công suất thực P tính bằng kilowatt (kW), dây trung tính V L-N tính bằng vôn (V) và dòng điện I tính bằng ampe (A):
PF = |cos φ| = 1000 × P(kW) / (3 × VL-N(V) × I(A))
Hiệu chỉnh hệ số công suất là việc điều chỉnh mạch điện để thay đổi hệ số công suất gần bằng 1.
Hệ số công suất gần bằng 1 sẽ làm giảm công suất phản kháng trong mạch và phần lớn công suất trong mạch sẽ là công suất thực.Điều này cũng sẽ làm giảm tổn thất đường dây điện.
Việc hiệu chỉnh hệ số công suất thường được thực hiện bằng cách thêm các tụ điện vào mạch tải, khi mạch có các thành phần cảm ứng, giống như động cơ điện.
Công suất biểu kiến |S|tính bằng vôn-amp (VA) bằng điện áp V tính bằng vôn (V) nhân với dòng điện I tính bằng ampe (A):
|S(VA)| = V(V) × I(A)
Công suất phản kháng Q tính bằng vôn-ampe phản kháng (VAR) bằng căn bậc hai của bình phương công suất biểu kiến |S|tính bằng vôn-ampe (VA) trừ bình phương công suất thực P tính bằng watt (W) (định lý pythagore):
Q(VAR) = √(|S(VA)|2 - P(W)2)
Qc (kVAR) = Q(kVAR) - Qcorrected (kVAR)
Công suất phản kháng Q tính bằng vôn-ampe phản kháng (VAR) bằng bình phương của điện áp V tính bằng vôn (V) chia cho điện kháng Xc:
Qc (VAR) = V(V)2 / Xc = V(V)2 / (1 / (2π f(Hz)×C(F))) = 2π f(Hz)×C(F)×V(V)2
Vì vậy, tụ điện hiệu chỉnh hệ số công suất tính bằng Farad (F) cần được thêm song song vào mạch bằng với công suất phản kháng Q tính bằng vôn-ampe phản kháng (VAR) chia cho 2π lần tần số f tính bằng Hertz (Hz) nhân với bình phương điện áp V tính bằng vôn (V):
C(F) = Qc (VAR) / (2π f(Hz)·V(V)2)
Advertising