نشرت مايو 29 2012 بواسطة الصوفي شاه حميد جلالي في كفاءة استخدام الطاقة, إضاءة على بوابة الهندسة الكهربائية

المصدر الأصلي: ولسي, روبرت, سلطة جودة, حجم 2, عدد 2, فبراير 1995 (مركز أبحاث الإضاءة (الصليب الأحمر اللبناني) والطاقة الجودة),

ما هو معامل القدرة?

معامل القدرة هو مقياس لمدى فعالية جهاز يحول المدخلات الجهد الحالي وإلى طاقة كهربائية مفيدة. رياضيا وتعرف على النحو التالي:

معامل القدرة مثلث

 

 

حيث P هو الطاقة النشطة و S هي قوة واضحة.

وكثيرا ما يخلط مع:

حيث P₁ نشط التطوير التنظيمي قوة أساسية و S₁ هو القوة الظاهرة منه.

cosφ مخاوف حصرا مع تواتر الأساسية، وبالتالي يختلف عن معامل القدرة عندما تكون موجودة في تركيب التوافقيات. فهو يصف الآثار المجتمعة للTHD الحالية وقوة رد الفعل من مرحلة النزوح. جهاز مع عامل قوة وحدة وطنية (1.0) لديه 0% THD الحالية والتعادل الحالي الذي يتزامن مع الجهد. الأحمال مقاوم مثل المصابيح المتوهجة لديهم عوامل قوة وحدة وطنية.

وقال الجهاز ان يكون عامل قوة عالية (HPF) إذا كانت قوة 0.9 أو أكبر. معامل القدرة بين 0.5 و 0.9 ويسمى معامل القدرة العادية (الجبهة الوطنية التقدمية). كوابح المغناطيسية والإلكترونية لمصابيح الفلورسنت قد يكون إما HPF أو الجبهة الوطنية التقدمية. لديهم كوابح HPF عادة مرشحات للحد من التوافقيات والمكثفات لتقليل نزوح المرحلة.

في المتوسط ​​هذه المكونات الإضافية إضافة حوالي 16% إلى تكاليف التجزئة من كوابح (Dorret آل. 1994).

NLPIP قياس معامل القدرة لعدة أنواع من الأحمال الإضاءة, ولمعدات المكاتب المشتركة; وتظهر هذه البيانات في جدول 2 أقل من.

خصائص نوعية الطاقة الكهربائية للأحمال عينة مختلفة

ما هي المشاكل الناتجة عن سوء نوعية الطاقة?

سوء نوعية الطاقة يمكن أن تتلف نظام التوزيع والأجهزة التي تعمل على نظام. في حالات نادرة, سوء نوعية الطاقة يمكن أن يسبب الحمل الزائد خطيرة للموصل محايد في الدائرة من ثلاث مراحل. في هذا النوع من الدوائر, ثلاثة أسلاك التيار الكهربائي حصة واحدة على الارض موصل الدائرة (موصل محايد). في نظام مع عدم وجود THD, السلك المحايد لا يحمل اي الحالي. الأجهزة عالية THD الحالية يمكن أن ترسل التوافقيات الثلاثي الغريب (الدرجة الثالثة, النظام التاسعة, خمسة عشر أجل, إلخ) على امدادات التيار الكهربائي, الذي لا يلغي كل منهما الآخر. يضيفون على السلك محايدة, وإذا تجاوز الحالي تصنيف الأسلاك و, موصل محايدة يمكن أن ارتفاع درجة حرارة وتشكل خطرا على النار.

يمكن تشويه الجهد أيضا قد تقصر من عمر المحولات المرافق "ويسبب البنوك مكثف للفشل. العديد من المرافق فرض رسوم على عملائها عقوبة إذا معامل القدرة, يقاس عند النقطة التي الازواج خدمات المرافق إلى موقع العميل, تنخفض قيمة معينة:

يستخدم قوة رد الفعل على قدرة نظام التوزيع, مما يحد من كمية الطاقة النشطة التي يمكن أن يحقق فائدة. قد تكون هذه مشكلة أثناء فترات ذروة الطلب.

عندما الجهد THD أقل من الحد IEEE ل 5%, معظم الأجهزة لا تواجه مشاكل. الأحمال مقاوم مثل المصابيح المتوهجة في الواقع تقليل التوافقيات الجهد. الأحمال الحركية أيضا تقليل التوافقيات, ولكن المحركات تخضع لالانهاك كما يزيد من تشويه الجهد. التوافقيات المرتبة الخامسة آثارا سلبية لا سيما: أنها تتحلل بسرعة effieciency المحرك من خلال إنتاج عزم دوران في المعارضة إلى وضعها الطبيعي لجزء من دورة.

لا تتأثر الأجهزة الكهربائية مثل أجهزة الكمبيوتر وأنظمة الإضاءة الفلورسنت من خلال تشويه الجهد في هذا المستوى لأن يتم تصفية قوتهم من خلال محول أو الصابورة.

كوابح عالية التردد الإلكترونية تعمل على ترددات تتراوح بين 20 إلى 60 كيلو هيرتز (كيلوهرتز). التوافقيات التي تنتجها هذه هي كوابح على ترددات عالية وبالمقابل يمكن أن تتداخل مع بعض معدات الاتصال بما في ذلك أجهزة الراديو, الاتصال الداخلي, والهواتف اللاسلكية. الأجهزة التي تستخدم إشارات الخط الناقل السلطة, مثل الساعات متزامنة وحدات التحكم لبناء نظم إدارة الطاقة قد تواجه أيضا مشاكل في حالة وجود التوافقيات على ترددات قريبة من إشارة الناقل.

ما تستخدم للحدود THD الحالية وعامل قوة في صناعة الإضاءة?

والمنظمات المعايير لا تضع حدودا عامل قوة لمنتجات الإضاءة, باستثناء شرط أن عامل قوة يجب أن تلبي أو تتجاوز 0.90 للمصنعين الادعاء بأن منتج لديه عامل قوة عالية. مصممي الإضاءة, المهندسين المعماريين, والمحددات الإضاءة الأخرى في كثير من الأحيان تحديد كوابح HPF للمباني مع المعدات الحساسة, مثل المستشفيات.

وفقا لANSI, الحد الأقصى THD الحالي 32% لكوابح الإلكترونية لبالحجم الكامل وضعت مصابيح الفلورسنت. كما أنه يحد من اتساع التوافقي الدرجة الثالثة ل 30% من السعة الأساسية, ويحد من اتساع جميع التوافقيات الترتيب العالي (أكبر من أجل أحد عشر) إلى 7% من الأساسي. CSA, IEC وIEEE تعيين 20 % الحد THD الحالي للكوابح الإلكترونية. تقريبا كل كوابح الإلكترونية المتاحة حاليا لT12 4 أقدام ومصابيح T8 هي عامل قوة عالية مع THD الحالي أقل من 20%.

بعض مصابيح الفلورسنت المدمجة (المصابيح) يكون THD الحالية أكبر من 100%, ولكن لديهم منخفضة الطاقة النشطة مقارنة مع غيرها من المنتجات THD عالية مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية, والمنظمات المعايير بحيث يتم تعيين متطلبات الجودة السلطة لالمصابيح.

بعض المرافق تحديد المتطلبات THD الحالية للمنتجات في برامجها الحافز الإضاءة. مثلا, دوق الطاقة المشارك. في ولاية كارولينا الشمالية ونيو انغلاند نظم الطاقة الحالية للحد من THD كوابح الإلكترونية لمصابيح الفلورسنت بالحجم الكامل ل 20%.

بالإضافة إلى ذلك, نيو انغلاند نظم الطاقة يحد THD الحالي لالمصابيح ل 25%.