Hệ số công suất là gì? Việc các doanh nghiệp, nhà sản xuất đặc biệt quan tâm đến hệ số công suất trong quá trình sử dụng điện từ lưới điện quốc gia có ý nghĩa như thế nào? Tại sao phải tăng hệ số công suất cos phi (cosφ)? Chúng ta cùng tìm hiểu trong bài viết này nhé.

Tham Khảo Thêm: Game siêu nhân hay nhất hiện nay

1. Hệ số công suất là gì?

Định nghĩa và tính toán hệ số công suất:

Hệ số công suất trong tiếng Anh còn được gọi là Power Factor, thường được viết tắt là P.f. Bạn sẽ thường gặp cụm này khi tham khảo tài liệu tiếng Anh về công suất, máy biến áp, máy phát điện hay công suất phản kháng.

Trong kỹ thuật điện, hệ số công suất cosφ của hệ thống điện xoay chiều được định nghĩa là tỷ số giữa công suất thực do tải hấp thụ với công suất biểu kiến ​​chạy trong mạch. Đây là đại lượng không có thứ nguyên gần với -1 đến 1.

Hệ số công suất thường được tính theo công thức: Cosφ = PS.

he-so-cong-suat-4-a2-sohoriverview

Trong đó: P: công suất hiệu dụng (W)

S: Công suất biểu kiến ​​(VA)

Loại hệ số

Hệ số công suất được chia thành ba loại: hệ số công suất tức thời, hệ số công suất trung bình và hệ số công suất tự nhiên.

Một loại. Hệ số công suất tức thời

Hệ số công suất tức thời là hệ số công suất tại một thời điểm nhất định, được đo bằng đồng hồ đo cosφ hoặc với sự hỗ trợ của các dụng cụ đo công suất, điện áp và dòng điện và được tính theo công thức sau:

cosφ = P3UI.

Vì tải luôn dao động và cosφ tức thời cũng không ngừng thay đổi nên cosφ tức thời không có giá trị trong tính toán.

b. Hệ số công suất trung bình

Hệ số công suất trung bình là cosφ trung bình trong một khoảng thời gian nhất định (1 ca, 1 ngày đêm, 1 tháng, v.v.) và được tính theo công thức sau:

Hệ số Cosφ (tb) dùng để đánh giá mức tiêu thụ điện của một tổ máy có hợp lý và tiết kiệm hay không.

C. hệ số công suất tự nhiên

Hệ số công suất tự nhiên là hệ số công suất cosφ bình quân cả năm mà thiết bị không bù.

he-so-cong-suat-4-a1-sohoriverview Hệ số cosφ tự nhiên này được dùng làm cơ sở để tính toán nâng cao hệ số công suất và bù công suất phản kháng.

Tìm Hiểu Thêm: Gelatin là gì? Bột gelatin được sử dụng để làm gì? Tôi có thể mua bột gelatin ở đâu?

2. Ý nghĩa

Ý nghĩa của hệ số công suất chủ yếu xét trên hai khía cạnh: nguồn điện và đường dây tải điện

Xét về nguồn cung cấp

Về phía cung cấp điện (máy biến áp hoặc máy phát điện). Rõ ràng là công suất máy biến áp hay công suất máy phát (KVA) như nhau. Hệ số công suất và thành phần công suất hoạt động càng cao thì máy tạo ra càng nhiều công việc hữu ích.

Người ta sẽ nghĩ “Nếu vậy, tại sao chúng ta không giữ cos phi ~ 1 để máy phát điện hoặc máy biến áp hoạt động hiệu quả”. Thực tế là hệ số công suất phụ thuộc vào tải (thiết bị điện) là bao nhiêu. Công suất tác dụng và công suất phản kháng của tải cần phải thỏa mãn đủ thì tải mới làm việc bình thường. Giải pháp trung tính hơn là nguồn chỉ cung cấp một phần công suất phản kháng cho tải, phần còn lại sẽ thiếu, khách hàng có thể trang bị bằng cách lắp thêm tụ phụ.

Trên đường truyền

Về đường dây, chúng ta cần chú ý đến dòng điện chạy trên đường dây. Dòng điện này sẽ đốt nóng dây dẫn và tạo ra sụt áp trên đường dây tải điện.

Đối với hệ thống một pha, công thức tính công suất biểu kiến ​​là: S = U * I

Đối với hệ thống ba pha, công suất biểu kiến ​​được tính theo công thức sau: S = rad (3) U * I, trong đó U là điện áp đường dây và I là cường độ dòng điện.

Trong cả lưới điện một pha và lưới điện ba pha, cường độ dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến ​​S. Vấn đề là công suất biểu kiến ​​là sự kết hợp của hai thành phần, hoạt động và phản kháng. Từ đó, chúng tôi có hai lựa chọn:

Phương án 1: Cùng một tải, nếu ta mắc thêm một tụ điện vào tải để tạo ra công suất phản kháng thì đường dây chỉ phát dòng điện tác dụng, đường dây chắc chắn sẽ mát hơn.

Phương án 2: Nếu chấp nhận đường dây sinh nhiệt ở mức dòng điện, và trang bị tụ điện ở tải để tạo công suất phản kháng thì có thể làm đường dây tải lớn hơn dòng điện một chút.

3. Tại sao phải tăng hệ số công suất cosφ?

Tăng hệ số công suất cosφ sẽ mang lại nhiều lợi ích: giảm tổn thất điện năng trên lưới, giảm tổn thất điện áp trên lưới, tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp, … có thể kể đến như sau:

Giảm tổn thất điện năng trên lưới:

Công suất tổn thất trên đường dây được tính như sau:

Khi giảm Q truyền trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn hao công suất do Q gây ra ΔQ (Q).

Giảm tổn thất điện áp trên lưới:

Tổn thất điện áp được tính như sau:

Khi giảm Q truyền trên đường dây, ta giảm được thành phần tổn hao điện áp do Q gây ra ΔU (Q).

Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp:

Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng, tức là dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện qua đường dây và máy biến áp được tính là:

Công thức tính dòng điện chạy qua đường dây và máy biến áp

Công thức tính công suất dòng điện của đường dây và máy biến áp

Biểu thức này chứng tỏ rằng đối với một điều kiện phát nóng nhất định (tức là I = const) của đường dây và máy biến áp, ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng P của chúng bằng cách giảm công suất tiêu hao và điện kháng Q mà chúng phải tải.Ngoài ra, việc nâng cao hệ số công suất cosφ còn mang lại tác dụng giúp ổn định điện áp, giảm giá thành kim loại màu, nâng cao khả năng phát điện của máy phát điện.

Bài viết này đã giúp chúng ta hiểu được định nghĩa, ý nghĩa của hệ số công suất và tìm ra câu trả lời cho câu hỏi “Tại sao phải tăng hệ số công suất cosφ?”.

Để cập nhật nhiều kiến thức hữu ích, hãy truy cập website Soho RiverView của chúng tôi hàng ngày nhé!