מבוא

קומפלקסים מסחריים גדולים & mdash; קניונים, מגדלי משרדים, בתי חולים, והתפתחויות בשימוש מעורב & mdash; כמויות עצומות של חשמל.החוק השנתי עבור נכס טיפוסי של 500,000 מרובע יכול בקלות לעלות על מיליון דולר. חלק משמעותי של עלות זו מונעת לא על ידי האנרגיה בפועל בשימוש, אבל על ידי יעילות כי אנרגיה מועברת ו / קיבולת נמוכה יותר של מערכת הפעלה אחת של עלויות גבוהות יותר של כוח.

מה זה Power Factor ולמה זה משנה?

Defining Power Factor

גורם כוח הוא היחס של כוח אמיתי (מחוש בקילווואט, קילוואט) לכוח גלוי (מחוש ב-Klilovolt-amperes, kVA) כוח אמיתי מבצע עבודה שימושית & mdash; תאורה, מנועים, מעליות, HVAC דחוסים יותר כוח הוא סכום הווקטור של כוח אמיתי וכוח תגובתי (מחוש ב-Kirreati), אך כוח יעיל יותר, כלומר, כוח מכני, אינו מספק כוח אמיתי, אך כוח יעיל יותר, כלומר, הוא כוח יעיל יותר, כלומר, כוח מכני).

ראשי התיבות של Lagging, Unity Power Factor

גורם כוח יכול להיות מגרד (עומסים אינדוקטיביים שולטים), המוביל (עומסים מצטברים שולטים), או אחדות.רוב המורכבים המסחריים הגדולים יש בעיקר עומסים אינדוקטיביים, וכתוצאה מכך גורם כוח מתפתל ו-mdash; באופן חד-משמעי בין 0.70 ל-0.0.A מכווץ כוח זורם זרם דרך מול מול מול מול מול מול מול מוליך, מהפך ומחליף, דבר גורם נוסף בין 02 להפסדים (בדרך כלל) להפסדים (או ירידה) של כוח).

מחירו של גורם כוח עני

גורם כוח מסכן מטיל עלויות במספר דרכים:

  • (ב) [ה]הביקוש לחיובים: השימושים לעתים קרובות קובעים על בסיס דרישה של kVA ולא על פי דרישה של וואט, ישירות מענישים את גורם הכוח הנמוך.
  • (ב) ,0) אובדן אנרגיה משוחרר 1: זרמים גבוהים גורמים להפסדים חמורים יותר בזיוט והופכים, העלאת הוואטוורצ'ה.
  • (FLT:0) קיבולת המערכת המובאת (FLT:1): גורם כוח נמוך מכריח את המערכת החשמלית לשאת יותר נוכחית מהנדרש, הגבלת חדר הראש לתוספות עומס עתידיות ללא שדרוגים או להאכיל.
  • (ב) ,0) ציוד קצר יותר חיים FLT:1: מתחמם בשל עודף מאיץ את ההידרדרות בזריזות בטרנספורמציה, מנועים וכבלים.

כיצד חברות שירות ביל עבור נמוך כוח גורם

דרישות ועונשי כוח

רוב המכסים המסחריים הגדולים כוללים "חיוב דרישה" בהתבסס על ה- kVA או ה- קילוואט הגבוה ביותר שנרשמו במהלך תקופת חיוב.כאשר חיוב החיוב הוא על kVA (כוח הורות), כל צמצום בכוח תגובתי (הביקוש להפחתה ישירה של 1080), גם סעיף 0 כוח התאמות כוח כוונון של 0V) הוא מדי שנה: מכפיל את הביקוש כאשר הכוח נופל מתחת לסף, לדוגמה, 0.

המונחים: Power Factor Adjustment Clauses

הבנת השימושים והשירות הספציפי שלך; לוח הזמנים של שיעור הוא קריטי.הרבה כלי רכב מפרסמים את נוסחאות ההתאמות של גורם הכוח שלהם באופן גלוי.לדוגמה, הנוסחה הסטנדרטית המשמשת כלי רכב בצפון אמריקה היא:

(הופנה מהדף תלמוד בבלי) × (Reference PF / Actual PF)

כאשר הפניה PF היא הסף (למשל, 0.90) ו- Actual PF הוא הגורם הכוח נמדד.חלק מהמכסים ליישם את ההתאמה רק כאשר ה-PF בפועל הוא מתחת לסף; אחרים גם מענישים מעל ללא אחידות המוביל PF.סקירה יסודית של המכס השירות יכול לזהות את ההזדמנות המדויקת של מנהלי קונסיביות צריך לבקש "ניתוח" מהתועלתם או יועץ צד שלישי לרמה הנוכחית לתקן את רמת העונש הנוכחית.

מנגנוני הכוח של Power Factor תיקון

בנק Capacitor

השיטה הנפוצה ביותר של תיקון גורם כוח עבור מורכבים מסחריים גדולים היא ההתקנה של שלבים ;0capacitor הבנקים ניכוי 1 ( Capacitors לספק כוח תגובתי מוביל כי נגד כוח פיגור נמשך על ידי עומסים אינדוקטיביים. הם יכולים להיות מותקנים על פתח השירות הראשי (תיקון) או מבוזר ליד עומסים בודדים (תיקון עומס בצד).

קונדומים סינכרוניים

מכונות גדולות מסתובבות בשם condensers סינכרוני יכול גם לספק תיקון גורם כוח.אלה הם בעצם מנועים סינכרוניים הפועלים ללא עומס מכני, ציור זרם פעיל מוביל כאשר overexcited. Synchronous condens משמשים בדרך כלל ביישומים עתירי כוח גבוהה מאוד (above 5 MVA) או איפה יציבות המערכת היא קריטית.

פילטרים Harmonics

מורכבות מסחריות מודרניות מכילים עומסים לא לינאריים כגון כוננים בתדר משתנה (VFDs), נורות LED, ציוד חשמל בלתי-מעצורים (UPS), ואספקת כוח מחשב.עומסים אלה מייצרים הרמוניות מעוותות את הנוכחי והמתח גלפורשים.הבנקים סטנדרטיים של קפפיטור יכולים אינטראקציה עם הרמוניות, גרימת התחדשות ותנאים overvoltage:0Activeicreicreic יקר יותר מאשר פילטרים סטנדרטיים להפחתה משמעותית של כוח HF) אך גם כן, אך ורק ל-ALTF.

עלויות חיסכון במגוון רחב של מגמות מסחריות

דרישות KVA

החיסכון הישיר ביותר מתיקון גורם כוח מגיע מצמצום הביקוש המעובד.חשב מהפך של 2,000 kVA להאכיל מתחם מסחרי עם גורם כוח של 0.80. הכוח האמיתי המקסימלי נמשך הוא 2000 × 0.80= 1600 קילוואט, אם חשבונות השירות על הביקוש kVA, המטען החודשי עשוי להיות $ 15 / kVA, בהיקף של $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ 0, 000 לחודש, 000 ל 0, 000 000 000 000 לחודש, 000 000 לחודש, 000 000 000 000 000 לחודש, 000 000 לחודש, 000 000 000 000 לחודש, 000 הביקוש, 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 לחודש, 000 לחודש, 000 לחודש, 000 000 000 לחודש.

אובדן קו תחתון

הפחתת הזרם הנוכחי באמצעות מנצחים והופכים את ההפסדים I2R. הפסדים אלה הם לעתים קרובות בטווח של 3-6% של עומס כולל בהתקנה מסחרית טיפוסית. Power factor תיקון מ 0.80 ל- 0.95 מקטין את הנוכחי על ידי בערך (1 - 0.80/0.95) ⁇ 16%, המתורגמת להפחתה של 30% בהפסדים I2R (מאחר שההפסדים הם פרופואליים לריבועיים).

חיים בציוד מורחב

טמפרטורות הפעלה נמוכות יותר בשל הפחתת תוחלת החיים של המשתנים, המפרקים המעגליים, מתגאגאר וכבלים.משוואה Arrhenius מרמז כי עבור כל 10 מעלות צלזיוס ירידה בטמפרטורה התפעולית, חיי בידוד יכולים להכפיל.על ידי ירידה הנוכחית, תיקון גורם כוח להפחית את החימום הפנימי של המשתנים והמנועים.בנוסף, שיפור הרגולציה של מתח מ-PFC מצמצם את הלחץ על ציוד אלקטרוני בעוד שחיסכון קשה יותר, כדי לתרום לתחזוקה נמוכה יותר, כדי להפחית את עלויות התחזוקה נמוכה יותר, ולהפחית את עלויות התחזוקה מופחתת.

שימוש חוזר ואינסטננקטים

שירותים רבים מציעים ריבאונדים או תוכניות תמריצים לתיקון גורם כוח כחלק מיוזמות ניהול הביקוש (DSM) לדוגמה, כמה שירותים מספקים החזר קבוע עבור kVAR של תיקון מותקנות, או צמצום per-kW בביקוש. מחלקת האנרגיה של ארה"ב (DOE) ומשרדי אנרגיה מקומיים לעתים קרובות לפרסם מדריכים על תמריצים הזמינים לשנת 2019 על ידי מכון חשמל חשמל (E) אשר דורשות מדי שנה על ידי ספק שירותי חשמל (PFR) כדי לבדוק את פרטי שירות משותף של 200.

שיפור יכולת המערכת

תיקון גורם כוח נמוך משחרר יכולת בהתמרנים הקיימים והמזמינים ללא הוצאות הון על שדרוגים. בניין עם מהפך של 2,000 kVA הפועל ב 0.80 PF יכול רק לספק 1600 קילוואט של כוח אמיתי.הרחבת PF ל 0.95 מגבירה את הכוח האמיתי ל 1900 קילוואט, רווח של 300 קילוואט (18.75%). חדר ראש זה יכול להכיל הרחבה, דיירים חדשים, או יקר יותר, ללא ציוד חלופי (או יותר), יכול להיות משוחרר) של אלפי שקלים.

יישום הטוב ביותר

ניהול איכות כוח

לפני התקנת תיקון כוח, ביקורת איכות כוח יסודית היא חיונית.ביקורת מקצועית משתמשת מנתחים איכותיים כוח כדי להקליט מתח, נוכחי, כוח גורם, הרמוניות, ופרופילי עומס על לפחות מחזור חיוב מלא אחד (בדרך כלל 7-30 ימים).

  • הביקוש הממוצע והשיא (kW ו-KVA)
  • שינוי כוח לאורך כל היום ולאורך עונות
  • רמות עיוות הרמוניות (THD-V ו- THD-I)
  • כוח תגובתי (kVAR)
  • רגולציה וולטאז

נתונים אלה מודיעים לגורם כוח היעד, הדירוג הנדרש של KVAR, סוג ציוד תיקון (התקן לעומת אוטומטי, capacitor לעומת מסנן פעיל), ואת המיקום האופטימלי לחיבור.FLT:0 לעולם אל תנחש את גודל התיקון 1 ו-mdash; יתר על כן מוביל גורם כוח מוביל בעיות מתחלפות פוטנציאליות; תחת מינוף לא להשיג חיסכון הרצוי.

מיפוי ומיקום של מכשירים לתיקון

הדירוג הנדרש של KVAR מחושב מן הממוצע נמדד או שיא כוח תגובתי ואת הגורם כוח המטרה.לדוגמה, אם הביקוש תגובתי השיא הוא 900 kVAR ואת הממוצע הנוכחי PF הוא 0.80, כדי להשיג 0.95 PF, את ה- capacitor הנדרש kVAR הוא בערך:

(FLT:0)kVAR needed= קילוואט (tan(cos-1(PF current) - טנ(cos-1(PF target))

עם וואטסאט = 1600, PF current = 0.80, PF target = 0.95: טנ(cos-1(0.80)) ⁇ 0.0.0.95) ⁇ 0.0.0.0.0.0.0.02.1=0.80: ⁇ 0.0.02.95) ⁇ 0.0. ) ⁇ 0.0.0.0.3, so kVAR 3, so kVAR ne ne ne ne ne ned=001=00=00=00=00=00=00=001(00=00=00=00=00=001(x=001(n=001(xne ne ne ne ne ne ne ne ne ne ne ne=1(0.80) ⁇ =1(0.80) ⁇ =1(0.80) ⁇ 0.80) ⁇ 0.801(0.80: t.801(0.80) ⁇ 0.80: t.80) ⁇ 0.80: ⁇ 0.80: ⁇

החלטות מיקום איזון עלות ויעילות.תיקון בגלגל הראשי הוא זול יותר אבל לא מעט להפחית את ההפסדים הקו בתוך הבניין. Distributed תיקון במרכזי בקרת מנוע, חדרי מעלית, או ציוד HVAC מפחית הפסדים פנימיים וקיבולת פנויה להאכיל, אבל דורש יותר נקודות התקנה. גישה היברידית היא נפוצה: לתקן מנחת בסיס בשירות הראשי כדי לטפל בביקוש קבוע, ולהוסיף עבור בנקים גדולים יותר מופץ.

כתובת: Harmonics

יש להעריך את רמות הרמוניות קיימות לפני התקנת capacitors. סטנדרטי capacitors יכול ליצור סדרה או מקבילה עם מערכת חינוך תדרים הרץ בתדרים הרמוניים, העצימות את הנזקים האלה ומובילים בציוד overheating, כישלונ capacitor, ו ניוסיאנס טריפ (Diaance Trippinging) 519 מספק מגבלות מומלצות לעיוות הרמוני.

מעקב ותחזוקה לחסכון

מערכות ניטור מרחוק

בקרי תיקון כוח מודרניים כוללים ממשקי תקשורת (Modbus, BACnet, Ethernet) המאפשרים אינטגרציה עם מערכות ניהול בנייה (BMS) או פלטפורמות אנרגיה מבוססות ענן. ניטור רציף של גורם כוח, תפוקה של KVAR, מתח, מעמד בנק capacitor מאפשר זיהוי מוקדם של נושאים כגון שלבים מצופה capacitor, מכופים, או מעבר לא נכון.

המונחים: periodic Inspections

לבנקים Capacitor יש חיי שירות טיפוסיים של 15-20 שנים, אבל מרכיבים יכולים להיכשל מוקדם בשל הרמוניות, overvoltage, או overheating. מדי שנה בדיקות חזותיות צריך לבדוק סימנים של bulging (התמוטטות פוליאלקטרית), דליפה אלקטרוליט, קשרים חסרי צבע, ועלייה רופפת של תרמוגרף יכול לזהות כתמים חמים הנגרמים על ידי כישלונות או קשרים עניים.

חזרה על ההשקעה ו- Payback Analysis

תקופת Payback טיפוסית

פרויקטים לתיקון כוח במתחם מסחרי גדול יש בדרך כלל תקופות תשלום פשוטות של 1 עד 3 שנים. מחקר מקרה מפורט ממורכב משרדי של 400,000 רגל מרובע בצפון מזרח ארה"ב ממחיש זאת.למבנה יש גורם כוח בסיסי של 0.78 וביקוש ממוצע של 1500 kVA.לאחר התקנת בנק קפטור אוטומטי של 105,000 דולר כולל $, 000 $ הפסד של $ 000 $ 000 000 000 000 000 000 $ בשנה, 000 $ הפסד, 000 $ הפסד, 000 $ הפסד, 000 $ של $ הפסד, 000 $ 000 $ 000 $ של $ 000 $ הפסד, 000 $ הפסד, 000 $ 000 000 000 000 000 000 $ 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 $ 000 000 000 000 000 000 $ 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

מחיר מוחלט של בעלות

כאשר בוחנים פרויקטים PFC, שקול את העלות הכוללת של הבעלות (TCO): ציוד ראשוני והתקנה, תחזוקה מתמשכת (כ-1–2% מהעלויות המותקנות מדי שנה), וכל מוצר שתומך בו בבנקים אוטומטיים עם הגנה הרמונית עשוי להיות בעל עלות גבוהה יותר גבוה יותר, אך נמוך יותר של סיכון לטווח ארוך.

יתרונות סביבתיים וקיימות

מעבר לחיסכון כספי ישיר, תיקון גורם כוח תומך במטרות קיימות.הפסדי קו מופחתים משמעותם של הדור התחתון של תחנת הכוח, ירידה בפליטת פחמן דו חמצני עבור כל וואטה שנשמר בצד הלקוח, כ- 0.98 lbs של CO2 נמנעים (מבוססים על ממוצע של US ערבוב רשת), חיסכון שנתי של 300,000 קילוואט מ-EEA מ- PFC מתורגמת ל- 147 טון של הפחתה של CO2 בשנה, ומאפשר יעילות משופרת עבור יעילות סביבתית עבור יעילות גבוהה יותר של יעילות גבוהה יותר של יעילות נמוכה יותר של יעילות נמוכה יותר של יעילות וצריכת חשמל וקיבולת אבטחה סביבתית, כגון יעילות נמוכה יותר של צריכת חשמל הקיימת, כמו קיבולת נמוכה יותר, כמו יעילות גבוהה יותר של צריכת חשמל והפחתה של צריכת חשמל נמוכה יותר, כמו קיבולת נמוכה יותר, כמו קיבולת נמוכה יותר של יעילות סביבתית של צריכת חשמל נמוכה יותר, כמו קיבולת נמוכה יותר של צריכת חשמל נמוכה יותר של צריכת חשמל נמוכה יותר של אנרגיה נמוכה יותר, כמו EPA.

מסקנה

תיקון גורם כוח אינו רק התאמה טכנית; זו החלטה פיננסית אסטרטגית עבור מורכבים מסחריים גדולים.על ידי צמצום תביעות הביקוש, הורדת אובדן קו, הרחבת חיי הציוד, וייתכן שהיא פותחת תמריצים, PFC מספקת באופן עקבי החזרים חזקים על ההשקעה.המפתח להצלחה נמצא בגישה מבוססת נתונים: לבצע ביקורת איכות כוח יסודית, לבחור את טכנולוגיית התיקון המתאימה (capacitors, synous condenous) מול עלויות ניטור חשמליות קצרות טווח, או קיבולת הפעלה מהירה, , , , לחץ מיידי, , , , מינוף מינוף , חסכונית, מינוף , , מינוף מינוף מינוף קיבולת אבטחה חסכונית, , , חסכונית, מינוף חסכונית, , , חסכונית, , , , , מינוף קיבולת אבטחה מינוף , חסכונית חסכונית, חסכונית , חסכונית חסכונית , מינוף חסכונית, , , , , מנגנוני אבטחה מינוף מינוף מינוף ניכוי מינוף מינוף חסכונית ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי ניכוי קיבולת אבטחה

(ב) [הקריאה] נוספת, מתייחסת ל- IEEE Std 141-1993 (הספר האדום) על ניתוח מערכת החשמל, מחלקת האנרגיה של מחלקת האנרגיה של ארה"ב 1FLT:1Power Factor Correction GuidementFLT:2, ותוכנית ניהול החשמל של מכון מחקר חשמל כוח 3D-Side Management ProgramFLT:4 עבור לוח זמנים ספציפי של קצב, מתייעצים את הספק המקומי שלך:5: