Hệ số công suất là gì? Ý nghĩa của hệ số công suất

Hệ số công suất là thuật ngữ được nhắc đến quá nhiều thị trường thiết bị điện, vậy hệ số công suất là gì? Ý nghĩa của hệ số công suất? Tại sao ta lại nên nâng cao hệ số công suất cos phi ? Hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này của chúng tôi.

Hệ số công suất là gì?

hệ số công suất là gì

Hệ số công suất của hệ thống điện xoay chiều được định nghĩa là tỷ lệ công suất thực được hấp thụ bởi tải với công suất biểu kiến chảy trong mạch và là một đại lượng không thứ nguyên trong khoảng đóng từ -1 đến 1

Hệ số công suất nói chung được tính bởi công thức Cos φ = PS

Trong đó:

  • P: Công suất hiệu dụng (W)
  • S: Công suất biểu kiến (VA)

Bạn có thể tham khảo thêm về hệ số công suất qua: wikipedia

Các định nghĩa về hệ số công suất Cos φ

Hệ số công suất tức thời

Là hệ số công suất tại một thời điểm nào đó, đo được nhờ dụng cụ đo cosφ hoặc nhờ các dụng cụ đo công suất, điện áp và dòng điện.

Công thức tính hệ số công suất tức thời: Cosφ = P3UI

Do phụ tải luôn luôn biến động nên cosφ tức thời cũng luôn luôn biến đổi theo, vì thế cosφ tức thời không có giá trị trong tính toán.

Hệ số công suất trung bình:

Là cosφ trung bình trong một quãng thời gian nào đó (1 ca, 1 ngày đêm, 1 tháng v.v…):

Công thức tính: Cosφtb = Ahc(Ahc2 + Avc2)

Trong đó:

  • Cosφtb là hệ số công suất trung bình
  • Ahc: Điện năng tác dụng đo trong chu kỳ xác định
  • Avc: Điện năng phản kháng trong chu kỳ xác định

Hệ số cosφ(tb)được dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm và hợp lý của xí nghiệp

Hệ số công suất tự nhiên

Là hệ số công suất cosφ trung bình tính cho cả năm khi không có thiết bị bù. Hệ số cosφ tự nhiên được dùng làm căn cứ để tính toán nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản kháng.

Các loại công suất thường gặp trong thực tế

Công suất tiêu thụ:

Là công suất đặc trưng chi khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị và là phần điện năng trong mạch điện có thể biến đổi thành các dạng năng lượng hữu ích (nhiệt, cơ, hóa).

Công thức tính công suất tiêu thụ: P = U.I.cosφ

Trong đó:

  • P là công suất tiêu thụ (P)
  • U: điện áp (V)
  • I: Cường độ dòng điện (A)
  • cosφ: Hệ số công suất

Công suất phản kháng

Hay còn gọi là công suất hư kháng hay công suất ảo. Lượng điện năng này được chuyển ngược về nguồn cung cấp trong mỗi chu kỳ bởi năng lượng được tích lũy trong thành phần dung kháng và cảm kháng. Phần công suất này không có lợi cho mạch điện nhưng lại rất cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng.

Công suất phản kháng được tính theo công thức: Q = U.I.sinφ

Trong đó:

  • Q: Công suất phản kháng (VAR)
  • U: Điện áp (V)
  • I: Cường độ dòng điện (A)
  • φ: Pha lệch giữa U và I

Công suất biểu kiến

Hay còn gọi là công suất toàn phần, đây là công suất tổng của mạch điện bao gồm công suất phản kháng và công suất hiệu dụng.

Công suất biểu kiến được tích với công thức: S = U.I = (P2 + Q2)

Trong đó:

  • S: công suất biểu kiến (VA)
  • P: công suất hiệu dụng (W)
  • Q: công suất phản kháng (VAR)
  • U: điện áp (V)
  • I: cường độ dòng điện (A)

Ý nghĩa của hệ số công suất

Nếu nguồn cung cấp điện là máy phát điện hoặc máy biến áp có cùng dung lượng, công suất tính bằng KVA; thì hệ số công suất càng cao, thành phần công suất tác dụng càng lớn. Lúc này máy sẽ sinh ra được nhiều công hữu ích hơn.

Hệ số công suất là gì, chiếm hiệu suất bao nhiêu còn phụ thuộc vào thiết bị sử dụng điện. Công suất tác dụng và công suất phản kháng phải đáp ứng đủ thì tải mới hoạt động tốt.

Nếu xét ở phương diện đường dây truyền tải ta cần quan tâm đến dòng điện truyền trên đường dây. Dòng điện này của máy sẽ làm nóng dây và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây truyền tải.

Nếu là hệ thống điện 1 pha, công suất biển kiến được tính bằng công thức: S=U.I

Còn là hệ thống 3 pha, công suất biểu kiến sẽ được tính bằng công thức: S = căn(3)U.I , U là điện áp dây, I là dòng điện dây.

Cả trong lưới 1 pha và 3 pha đều cho thấy dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến S. Vấn đề là công suất biểu kiến là do 2 thành phần công suất tác dụng và công suất phản kháng gộp lại tạo nên. Từ đó ta có 2 nhận xét:

Một là : Nếu như cùng 1 tải, nếu ta trang bị tụ bù để phát công suất phản kháng ngay tại tải, đường dây chỉ chuyển tải dòng điện của công suất tác dụng thì chắc chắn đường dây sẽ mát hơn.

Hai là : Nếu ta chấp nhận đường dây phát nhiệt ở mức hiện tại, và nếu ta trang bị tụ bù phát công suất phản kháng ở tại tải, ta có thể bắt đường dây tải nhiều hơn hiện nay một ít.

Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cos phi

Nâng cao hệ số công suất là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng. Do động cơ không đồng bộ, máy biến áp cùng với đường dây trên không là những thiết bị chủ yếu tiêu thụ công suất phản kháng Q của hệ thống điện. Để tránh truyền tải một lượng Q lớn trên đường dây, các thiết bị bù được đặt ở gần phụ tải để cung cấp Q trực tiếp cho phụ tải và được gọi là bù công suất phản kháng, làm nâng cao hệ số công suất cos phi (φ).

Việc nâng cao hệ số công suất đưa đến các hiệu quả:

  • Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện
  • Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện
  • Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp, do khả năng truyền tải phụ thuộc vào tình trạng phát nóng và tỷ lệ với bình phương dòng điện.

Ngoài ra, nó còn dẫn đến giảm được chi phí , góp phần ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát…

Giải pháp tăng hệ số công suất tự nhiên

  • Thay động cơ thường xuyên non tải bằng động cơ có công suất bé hơn.
  • Giảm điện áp cho những động cơ làm việc non tải.
  • Hạn chế động cơ chạy không tải.
  • Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ.
  • Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.
  • Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp dụng lượng nhỏ hơn.

Trên đây chúng tôi đã trình bày về khái niệm hệ số công suất là gì, ý nghĩa của hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất cosφ. Nếu còn chỗ nào chưa hiểu hãy liên hệ với chúng tôi để được giải thích kỹ càng hơn.

>>> Xem thêm: Có nên sử dụng tụ bù tiết kiệm điện

Add your comment

Bảo mật thanh toán

Tất cả thông tin thanh toán của bạn đều được chúng tôi bảo mật tuyệt đối

Đổi trả miễn phí

Đổi trả miễn phí trong vòng 3 ngày nếu phát hiện lỗi của nhà sản xuất

Miễn phí vận chuyển

Miễn phí vận chuyển khu vực nội thành Hà Nội