Paano Generator Power Factor sa Pagkalkula, Pagwawasto at Pagpapabuti?

Power Factor

Ang Power Factor (PF) ay isang mahalagang tagapagpahiwatig sa mga set ng generator ng diesel para sa pagsukat ng kahusayan sa paggamit ng elektrikal na enerhiya. Kinakatawan nito ang ratio ng aktibong kapangyarihan sa maliwanag na kapangyarihan. Sinasalamin nito ang antas kung saan epektibong ginagamit ang elektrikal na enerhiya at karaniwang ipinahayag bilang isang decimal o porsyento. Tagabuo ng Cummins mga detalye ng pagkalkula, pagwawasto, at mga paraan ng pagpapabuti para sa power factor sa dokumentong ito para sa sanggunian ng mga electrical engineer.

I. Kahulugan at Pagkalkula ng Power Factor

1. Kahulugan ng Power Factor
Ang power factor ay tinukoy bilang:
Power Factor = Aktibong Lakas (P) / Maliwanag na Lakas (S)
(1) Active Power (P): Ang kapangyarihan na aktwal na gumaganap ng trabaho, na sinusukat sa Watts (W).
(2) Apparent Power (S): Ang produkto ng boltahe at kasalukuyang, sinusukat sa Volt-Amperes (VA).
Ang halaga ng power factor ay mula 0 hanggang 1 (o 0% hanggang 100%). Ang power factor na mas malapit sa 1 ay nagpapahiwatig ng mas mataas na kahusayan sa paggamit ng elektrikal na enerhiya.

2. Pagkalkula ng Power Factor
Ang formula ng pagkalkula ng Power Factor (PF) ay:
PF = P / S
Kung saan: P ------ Active Power (Yunit: Watts, W); S ------ Maliwanag na Kapangyarihan (Yunit: Volt-Amperes, VA)
Maaari din itong kalkulahin gamit ang cosine ng phase difference angle (θ) sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang:
PF = cos(θ)

3. Pisikal na Kahulugan ng Power Factor
(1) Sa ilalim ng mainam na mga kondisyon, ang boltahe at kasalukuyang ay nasa phase, ang power factor ay 1, na nagpapahiwatig na ang elektrikal na enerhiya ay ganap na nagamit nang epektibo.
(2) Sa mga praktikal na circuit, dahil sa pagkakaroon ng inductive o capacitive load, mayroong phase difference (θ) sa pagitan ng boltahe at kasalukuyang, na nagiging sanhi ng power factor na mas mababa sa 1. Sa kasong ito, ang reactive power (Q) ay umiiral sa circuit, na binabawasan ang kahusayan sa paggamit ng elektrikal na enerhiya.

4. Pag-uuri ng Power Factor
Batay sa mga katangian ng pag-load, ang power factor ay maaaring nahahati sa:
(1) Lagging Power Factor: Karaniwan sa mga inductive load (hal., mga motor, mga transformer). Ang kasalukuyang lags sa likod ng boltahe, ang anggulo ng pagkakaiba ng phase θ ay positibo.
(2) Nangungunang Power Factor: Karaniwan sa capacitive load (hal., capacitors). Kasalukuyang lead boltahe, ang anggulo ng pagkakaiba ng phase θ ay negatibo.

5. Kahalagahan ng Power Factor
(1) Energy Efficiency: Ang mas mababang power factor ay nagpapahiwatig ng mas mataas na proporsyon ng reactive power sa system, na humahantong sa mas matinding pag-aaksaya ng elektrikal na enerhiya.
(2) Kapasidad ng Kagamitan: Ang mababang power factor ay nagpapataas ng maliwanag na kapangyarihan, na humahantong sa mas malaking kinakailangang kapasidad ng kagamitan.
(3) Pagkalugi ng Linya: Ang mababang power factor ay nagdudulot ng pagtaas sa kasalukuyang linya, pagtaas ng pagkawala ng linya at pagbuo ng init.
(4) Mga Gastos sa Elektrisidad: Maraming kumpanya ng kuryente ang naniningil ng karagdagang bayad sa mga user na may mababang power factor.

6. Halimbawa ng Power Factor
Ipagpalagay na ang isang single-phase diesel generator set ay may boltahe na 220V, isang kasalukuyang 10A, at isang aktibong kapangyarihan na 1.5kW, kung gayon:
(1) Maliwanag na Power: S = V × I = 220 × 10 = 2200 VA.
(2) Power Factor: PF = P / S = 1500 / 2200 ≈ 0.68 (o 68%).

II. Pagwawasto ng Power Factor

Ang pagwawasto ng power factor ay karaniwang nakakamit sa pamamagitan ng pag-compensate para sa reactive power. Kasama sa mga karaniwang pamamaraan ang:

1. Parallel Capacitors
(1) Prinsipyo: Ang mga capacitor ay nagbibigay ng nangungunang reaktibong kapangyarihan upang i-offset ang lagging reactive power ng mga inductive load.
(2) Application: Angkop para sa mga generator, transformer, at iba pang mga inductive load.

2. Mga Kasabay na Condenser
(1) Prinsipyo: Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng kasalukuyang paggulo, ang isang kasabay na generator ay maaaring magbigay ng nangungunang o lagging reaktibong kapangyarihan.
(2) Application: Angkop para sa malalaking pang-industriya na aplikasyon o diesel generator set.

3. Static Var Compensator (SVC)
(1) Prinsipyo: Gumagamit ng mga reactor at capacitor na kinokontrol ng thyristor upang dynamic na mabayaran ang reaktibong kapangyarihan.
(2) Aplikasyon: Angkop para sa mga sitwasyong nangangailangan ng mabilis na reactive power compensation.

III. Pagpapabuti at Mga Epekto ng Power Factor

1. Mga Paraan para sa Pagpapabuti ng Power Factor
Ang pagpapabuti ng power factor ay hindi lamang nagpapahusay sa kahusayan ng system ngunit binabawasan din ang mga pagkalugi at mga gastos sa kuryente. Kasama sa mga karaniwang pamamaraan ang:
(1) Pag-optimize ng Operasyon ng Kagamitan: Iwasan ang walang-load o magaan na paggana ng mga kagamitan tulad ng mga generator upang mabawasan ang reaktibong paggamit ng kuryente.
(2) Paggamit ng High-Efficiency Equipment: Pumili ng high-efficiency generators, transformer, atbp., upang bawasan ang reactive power demand.
(3) Rational Design of Diesel Generator Sets: Planuhin ang power distribution system nang makatwiran, bawasan ang long-distance power transmission, at babaan ang mga pagkawala ng linya.
(4) Regular na Pagpapanatili: Regular na siyasatin ang mga set ng generator ng diesel at ang sistema ng pamamahagi ng kuryente upang matiyak na gumagana nang normal ang mga kagamitan sa kompensasyon tulad ng mga capacitor.

2. Mga Pang-ekonomiyang Benepisyo ng Power Factor Correction
(1) Pinababang Gastos sa Elektrisidad: Ang mataas na power factor ay nagpapababa ng reaktibong pagkawala ng kuryente, na nagpapababa sa mga gastos sa kuryente.
(2) Pinahusay na Paggamit ng Kagamitan: Ang pagpapahusay sa power factor ay nagpapataas ng kapasidad ng system, na nagpapababa ng pamumuhunan sa kagamitan.
(3) Pinababang Pagkalugi sa Linya: Ang isang mataas na power factor ay nagpapababa sa kasalukuyang linya, nagpapababa ng mga pagkalugi at nagpapahaba ng buhay ng kagamitan.

Buod:
Ang power factor ay isang pangunahing tagapagpahiwatig para sa pagsukat ng kahusayan sa paggamit ng elektrikal na enerhiya, na tinukoy bilang ratio ng aktibong kapangyarihan sa maliwanag na kapangyarihan. Samakatuwid, ang pagkalkula, pagwawasto, at pagpapabuti ng power factor ay mga mahahalagang hakbang sa pag-optimize ng mga diesel generator set. Sa pamamagitan ng makatwirang pagwawasto at pagpapabuti ng power factor, ang reactive power loss ay maaaring mabawasan, ang operational efficiency ng diesel generator set maaaring i-optimize, at maaaring mabawasan ang mga gastos sa kuryente.