力率の計算

力率は、の使用の有効性を評価するための重要な要素です。 電力 電力システムネットワークで。力率が良いか高い（単一性）場合、電力は電力システムでより効果的に使用されていると言えます。力率が悪い、または低下すると、電力系統における電力使用の有効性が低下します。力率の低下または力率の低下は、さまざまな理由で発生します。したがって、力率を改善するために、さまざまな力率補正手法があります。力率補正コンデンサを使用した力率補正は、さまざまな力率補正方法の中で最良かつ効率的な方法です。しかし、主に力率、力率計算、力率補正とは何かを知る必要があります。

力率とは何ですか？

力率は、有効電力と皮相電力の比率と呼ぶことができ、電圧と電流の間の角度の余弦として定義することができます。間の角度の余弦 電圧と電流 パワートライアングルからの電圧または電流のフェーザ図が考慮されるため、（サインまたはタンジェントまたはコタンジェント角度ではなく）が考慮されます。

力率の計算

電力システムの効率は力率に依存し、 電力システムの電力 力率を改善する必要があります。ただし、その前に、電力システムの力率を知る必要があります。つまり、力率の計算を知る必要があります。力率の計算は、図に示すように、供給電圧と負荷電流の間の角度を使用して導き出すことができます。

供給電圧と負荷電流の間の角度

力率は常に-1から+1の閉区間にあります。力率の計算は力率の三角形を使用して行うことができます。有効電力と皮相電力の間の角度の余弦は力率と見なされ、力率の間の角度と同じです。 供給電圧 および負荷電流。

有効電力と皮相電力の間の角度

したがって、供給電圧と負荷電流の間の角度、または有効電力と皮相電力の間の角度が減少すると、この角度の余弦が増加し、力率がほぼ1になります。これは、電力システムにおける電力の使用の有効性を示しています。実際、容量性および誘導性の負荷が進みまたは遅れを引き起こすため、力率を1にすることは事実上不可能です。したがって、使用するために力率を改善するために 電力 事実上、さまざまな力率補正手法があります。

この記事の前半で、力率の計算は、供給電圧と負荷電流の間の角度、または有効電力と皮相電力の間の角度を使用して行うことができることを説明しました。力率の式を考えると、力率の計算は次のようになります。

次の式では、S皮相電力、Q無効電力、およびP有効電力です。これらのパワーによって形成されるパワートライアングルを図に示します。

力率とパワートライアングル

負荷の供給に使用される実際の電力は、有効電力（P）と呼ばれ、次のように与えられます。

有効電力

皮相電力（S）は、VAまたはKVAで測定された瞬時電力振動成分の大きさであり、次のように表すことができます。

皮相電力

無効電力と 蓄えられたエネルギー 電力システムのは互いに比例し、VARまたはKVARで測定されます。これで、力率の計算は次のように表すことができます。

力率

力率（PF）は、変位力率（DPF）とも呼ばれます。

単相力率計算と三相力率計算は、以下に示すように、単相力率と三相力率の計算式から差し引くことができます。

単相力率は次のように与えられます

単相力率の計算

ここで、電力kW、電圧ボルト、および電流アンペア。

三相電力計算から導出された3力率

三相力率計算（線間電圧）

ここで、電力kW、ライン間電圧-ボルト、および電流-アンペア。

三相力率計算（ラインからニュートラル電圧）

ここで、電力kW、ライン間電圧-ボルト、および電流-アンペア。

力率補正

力率計算後、良ければ電力は電力系統で有効に活用されていると言われています。ただし、力率の計算で力率が低い場合は、システム効率を向上させるために力率補正が必要です。次のようなさまざまな理由があります 誘導性負荷 （誘導発電機、誘導モーター、高輝度放電ランプなど）、力率が影響を受けているため。

したがって、力率補正は、電力システムの電圧レベルを改善し、損失を減らしてシステム容量を増やし、力率ペナルティを排除し、ピーク有効電力の需要を減らし、それによって光熱費を削減します。力率補正には、力率補正コンデンサを用いた力率補正、同期、フィルタ、アクティブブースト力率補正など、さまざまな方法（電源電圧と負荷電流の角度を小さくして力率値を1に上げる）があります。

力率補正コンデンサを使用した力率改善

力率補正コンデンサ

力率は、コンデンサの特性を利用した力率補正コンデンサを使用して改善することができます。つまり、誘導負荷による力率への影響を低減できる主要な力率です。なぜなら、力率補正コンデンサの容量性リアクタンスを使用して、誘導性負荷の誘導性リアクタンスをキャンセルできるからです。力率補正コンデンサには、ABB力率補正コンデンサ、固定力率補正コンデンサ、自動力率補正コンデンサなど、さまざまな種類があり、通常、力率補正に使用されます。

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