Bất lợi của hệ số công suất thấp

Hệ số công suất đóng một vai trò quan trọng trong mạch AC và mức tiêu thụ công suất phụ thuộc vào yếu tố này. Chúng ta biết rằng:

Công suất của một mạch AC ba pha: P =  √3 V x I CosФ

Dòng điện trong mạch AC ba pha: I = P / (3 V x CosФ)

Iα1 / Cos Ф ....... (1)

Ngoài ra :

Công suất trong một mạch AC một pha: P = V x I CosФ

Và dòng trong một mạch điện ba pha = I = P / (V x CosФ)

 Iα1/Cos Ф ......... (2)

Từ cả hai phương trình (1) (2), ta thấy dòng điện (I) tỉ lệ nghịch với hệ số công suất (Cos Ф). Nói cách khác, khi hệ số công suất tăng lên thì dòng điện giảm và khi hệ số công suất giảm thì dòng điện tăng lên.

Trong trường hợp hệ số công suất thấp, dòng điện sẽ tăng lên. Dòng điện lớn sẽ có những bất lợi sau.

1) Hao phí đường dây lớn

Chúng ta biết rằng hao phí đường dây là tỷ lệ thuận với bình phương của dòng điện (I2)

Hao phí điện năng = I2 x R, tức là dòng điện càng lớn, hao phí trên đường dây càng lớn.

Nói cách khác,  

Hao phí điện năng = I2 x R = 1 / CosФ2 ..... Theo công thức: Iα1/Cos Ф ....... (1)

Vì vậy, nếu hệ số công suất = 0,8, thì hao phí ở hệ số công suất này là 1/CosФ 2 = 1 / 0,8 2 = 1,56 lần sẽ lớn hơn hao phí ở hệ số công suất đơn vị.

 

2) Công suất định mức và kích thước của thiết bị điện lớn

Như chúng ta đã biết gần như tất cả các máy móc thiết bị điện (máy biến áp, máy phát điện xoay, thiết bị đóng cắt,…) đều được định mức công suất (kVA). Tuy nhiên, theo công thức sau hệ số công suất tỷ lệ nghịch với công suất định mức:

CosФ = kW / kVA

Vì vậy, hệ số công suất càng lớn, công suất định mức của máy càng lớn. Công suất định mức của máy càng lớn, kích thước của máy càng lớn và giá thành của máy càng cao.

 

3) Kích thước và chi phí dây dẫn lớn hơn

Khi hệ số công suất thấp, dòng điện sẽ tăng lên, để truyền tải dòng điện lớn, chúng ta cần kích thước dây dẫn lớn hơn. Do vậy, chi phí cho dây dẫn sẽ tăng lên.

 

4) Sự điều chỉnh điện áp kém và độ sụt áp lớn

Độ sụt áp = V = IZ.

Khi hệ số công suất thấp, dòng điện sẽ tăng lên. Dòng điện càng lớn thì độ sụp áp càng lớn.

Sự điều chỉnh điện áp = VR = (V không tải - V đầy tải ) / V đầy tải

Khi hệ số công suất thấp, độ sụt áp lớn gây ra điều chỉnh điện áp thấp. Vì vậy, để giữ độ sụt áp trong giới hạn nhất đinh, chúng ta cần phải lắp đặt thêm thiết bị điều chỉnh, đó là các bộ điều chỉnh điện áp.

5) Hiệu quả thấp

Khi hệ số công suất thấp, xảy ra sự sụt áp lớn và hao phí đường dây lớn. Điều này sẽ làm cho hiệu suất của hệ thống hoặc thiết bị sẽ thấp hơn. Hệ số công suất thấp nên hao phí đường dây lớn. Do đó, máy phát cần kích từ cao, nên hiệu quả phát điện sẽ thấp.  

 

( Nguồn: Electricaltechnology.org )