Loisteho on sähköverkoissa peruskäsite, joka jää usein huomaamatta, mutta sillä voi olla merkittävä vaikutus energiatehokkuuteen ja monien yritysten sähkölaskuihin. Vaikka loistehoa ei muuteta hyödylliseksi työksi, sen oikea hallinta on erittäin tärkeää lisäkustannusten välttämiseksi ja sähköverkon käytön optimoimiseksi.
Tämän artikkelin aikana aiomme syventyä siihen, mitä loisteho on, miten se mitataan, mitä vaikutuksia sillä on sähköasennuksiin ja mihin toimenpiteisiin voidaan ryhtyä sen aiheuttamien ongelmien välttämiseksi. Lisäksi tutustumme niihin liittyviin käsitteisiin, kuten tehokerroin, induktiivinen ja kapasitiivinen loisteho, ja annamme konkreettisia esimerkkejä siitä, kuinka voit vähentää loistehon vaikutusta sähköverkkoosi. Mennään sinne!
Mikä on loisteho?
La loisteho Se on yksi niistä voimamuodoista, jotka kiertävät sähköverkkojen kautta, mutta eivät muutu suoraan hyödylliseksi työksi, kuten sähkö. aktiivinen teho. Sen sijaan, että laitteet kuluttaisivat sitä, loisteho värähtelee lähteen ja kuormien välillä sähkölaitteiden kelojen ja kondensaattoreiden vaikutuksesta. Tämän tyyppinen teho on tarpeen laitteiden, kuten moottoreiden, muuntajien tai valaistuslaitteiden, toimintaan.
Vaihtovirtapiirissä (AC) loistehoa syntyy sähkövirran ja jännitteen välisen vaihe-eron vuoksi. Ihannetapauksessa jännitteen ja virran tulisi olla samassa vaiheessa, jolloin kaikki kiertoteho olisi aktiivinen ja täysin käyttökelpoinen. Kuitenkin monien laitteiden luonteesta johtuen virta- ja jänniteaallot ovat epävaiheisia, mikä tuottaa loistehoa.
Loistehon mittayksikkö on voltin loisvirta (VAr), ja tämä teho voidaan laskea kaavalla:
Loisteho (Q) = V * I * sinϕ, jossa ϕ on jännitteen ja virran välinen vaihekulma.
Ero pätö- ja loistehon välillä
La aktiivinen teho Se on kulutettu ja tekee hyödyllistä työtä, esimerkiksi koneen käytön tai hehkulampun sytytyksen. Se mitataan watteina (W) ja se on teho, jonka todella käytämme ja joka näkyy sähkölaskussamme.
Toisaalta loisteho ei tuota hyödyllistä työtä, mutta tiettyjen sähkölaitteiden toiminnan ylläpitäminen on välttämätöntä. Vaikka sitä ei kuluteta suoraan, se vaikuttaa sähköjärjestelmään, sillä se vie tilaa siirtoverkoissa ja vaikuttaa pätötehon siirtokapasiteettiin.
Molemmat valtuudet liittyvät näennäinen voima, joka on yhdistelmä aktiivista ja loistehoa. Tämä on molempien vektorisumma, ja se mitataan volttiampeerina (VA). Niitä yhdistävä kaava on:
(Näennäinen teho)² = (Aktiivinen teho)² + (Loisteho)²
Tämä tehokolmio antaa meille mahdollisuuden ymmärtää, kuinka sähkönkulutusta voidaan optimoida: mitä pienempi loisteho, sitä suuremman osuuden hyödynnetystä pätötehosta voimme käyttää.
Tehokerroin ja kosini phi
El tehokerroin, joka tunnetaan myös nimellä kosini phi (cos φ), on aktiivisen tehon ja näennäistehon välinen suhde. Tehokerroin kertoo kuinka tehokkaasti laitteisto käyttää sähköverkkoa. Jos tehokerroin on 1, jännite ja virta ovat täydellisesti synkronoituja, eikä loistehoa ole. Käytännössä tämä arvo on yleensä pienempi, kuten 0,85 tai 0,9 asennuksesta riippuen.
Jos kosini phi on alle 0,85, voi esiintyä ylivirta-ongelmia, jännitehäviöitä ja lisähäviöitä sähkönsiirrossa, mikä vaikuttaa negatiivisesti energiatehokkuuteen. Ja monissa tapauksissa verkko-operaattorit määräävät seuraamuksia suurille kuluttajille alhaisella tehokertoimella.
Loistehotyypit
Loisteho voidaan jakaa kahteen päätyyppiin:
- Induktiivinen loisteho: Sitä syntyy laitteissa, jotka luovat magneettikenttiä, kuten sähkömoottoreissa, muuntajissa ja sähkömagneeteissa. Tässä tapauksessa virta on jäljessä jännitteestä.
- Kapasitiivinen loisteho: Sitä syntyy komponenteissa, kuten kondensaattoreissa ja tietyissä nykyaikaisissa valaisimissa (loisteputket ja LED-lamput). Tässä virta johtaa jännitettä.
Pitää tehokerroin Optimaalisella tasolla monet teollisuuslaitokset työskentelevät kondensaattori akut, jotka kompensoivat induktiivisen loistehon aiheuttamaa vaihesiirtoa.
Loistehon vaikutus sähkölaskuihin
Yksi suorimmista seurauksista alhaisesta tehokertoimesta ja suuresta loistehosta asennuksessa on sähkökustannusten nousu. Monet yritykset vaikuttavat seuraamuksia kantaverkko-operaattoreiden määräämä, varsinkin kun tehokerroin putoaa alle 0,85:n.
Esimerkiksi Espanjassa suuria kuluttajia Kun sovittu teho on suurempi kuin 15 kW, tähän on kiinnitettävä erityistä huomiota, koska niille aiheutuu lisäkustannuksia jokaisesta kulutetusta kilovoltiampeerista (kVAR), jos loisteho on liian korkea.
On mielenkiintoista huomata, että monet näistä lisämaksuista syntyvät yöllä, jolloin yrityksillä on yleensä vähemmän toimintaa ja siten vähemmän aktiivista tehoa. Tämä voi aiheuttaa reaktiivisen energian prosentuaalisen kasvun merkittävästi tänä aikana.
Kuinka vähentää loistehoa
Loistehon vähentäminen on välttämätöntä laitteistosi energiatehokkuuden parantamiseksi ja tarpeettomien kustannusten välttämiseksi. Yleisimpiä toimenpiteitä ovat:
- Kondensaattoripankkien asennus: Yleisin ratkaisu induktiivisen loistehon kompensoimiseksi on asentaa kondensaattoripankki, laite, joka tuottaa kapasitiivista loistehoa tasaamaan käämien aiheuttamaa vaihe-eroa.
- VAR-generaattorit: Nämä laitteet ruiskuttavat loisvirtaa verkkoon pitämään vaihesiirron hallinnassa. Ne voivat kompensoida sekä induktiivista että kapasitiivista loistehoa.
- Laitteiden oikea huolto: Sähkölaitteiden hyvä huolto on välttämätöntä ei-toivotun loistehon syntymisen välttämiseksi. Jotkut laitteet, kuten huonosti säädetyt moottorit tai loisteputkijärjestelmät, voivat tuottaa enemmän loistehoa kuin on tarpeen.
Laitteet, jotka tuottavat loistehoa
Useimmat loistehoa tuottavat laitteet käyttävät sähkömagneettisia keloja tai kondensaattoreita. Yleisimmistä löydämme:
- Moottorit ja kompressorit, kuten jääkaapeissa, pakastimissa ja ilmastointijärjestelmissä.
- valaistus kanssa loistelamput tai LED-lamput, varsinkin vanhemmat.
- Teollisuuden koneissa ja kodinkoneissa käytettävät muuntajat ja sähkömagneetit.
On tärkeää tiedostaa, että jopa kodin päivittäiset laitteet, kuten tietokoneet tai tietyt laitteet, voivat tuottaa pieniä määriä loistehoa, vaikka yleensä suuret yritykset kohtaavat suurimmat ongelmat niiden suuren kulutuksen vuoksi.
Teknologian kehittyessä löydämme yhä enemmän laitteita, jotka sen sijaan, että tuottaisivat loistehoa, auttavat kompensoimaan sitä. Esimerkiksi joissakin nykyaikaisissa LVI-järjestelmissä on sisäänrakennettu kompensointi viiveen estämiseksi.
Loistehon mittaus
Ei ole olemassa fyysistä laitetta, joka mittaa suoraan loistehoa sähköasennuksessa. Sen sijaan käytetään matemaattista kaavaa, joka ottaa huomioon jännityksen, intensiteetin ja vaihe-eron molempien muuttujien välillä. The sähköverkko-analysaattorit Ne ovat työkaluja, joiden avulla nämä arvot voidaan tallentaa ja loisteho laskea.
Lisäksi monilla alueilla jakeluyhtiöt mittaavat näitä arvoja säännöllisin väliajoin laskeakseen vastaavat sähkölaskujen sakkomaksut aina, kun loisenergian kulutus ylittää tietyt rajat.
Loistehon vähentämisen edut
Loistehon vähentämisellä on useita etuja, sekä taloudellisia että toiminnallisia. Niiden joukossa:
- Säästöä sähkölaskussa: Minimoimalla loistehoa vältetään pieneen tehokertoimeen liittyvät rangaistukset.
- Laitteen pidempi käyttöikä: Pienempi loisteho tarkoittaa vähemmän ylikuormitusta tiloissa, mikä pienentää rikkoutumisriskiä.
- Verkon kapasiteetin optimointi: Pienentämällä loistehoa verkkoon vapautuu kapasiteettia kuljettamaan enemmän pätötehoa, mikä tarkoittaa, että tuotantoa voidaan lisätä ilman sähköinfrastruktuurin lisäämistä.
Siksi loistehon hyvän hallinnan ylläpitäminen ei vain auta välttämään tarpeettomia kustannuksia, vaan myös edistää laitteistosi yleistä toimintatehokkuutta.