Hjemmel og kilde
Allmenn elektroteknikk (effekttrekanten i vekselstrømsanlegg). Krav til effektfaktor i tilknytningspunktet settes av nettselskapet i tilknytningsvilkårene, og for større anlegg av avtalen med nettselskapet.
De tre effektene og formlene mellom dem
Tilsynelatende effekt S måles i voltampere og er det kabelen og trafoen faktisk belastes med: S = √3 × U × I for trefas, og S = U × I for enfas.
Aktiv effekt P måles i watt og er det som blir til arbeid og varme: P = S × cos φ.
Reaktiv effekt Q måles i var og er den delen som pendler fram og tilbake mellom nett og last uten å gjøre nytte: Q = S × sin φ, eller Q = √(S² − P²).
De tre henger sammen som sidene i en rettvinklet trekant: S² = P² + Q². Effektfaktoren cos φ er forholdet P / S, og for rene motstandslaster som varmekabel og glødelamper er den 1.
Eksempel: 40 A på 400 V med cos fi 0,85
En maskin trekker 40 A på 400 V trefas med effektfaktor 0,85.
S = 1,732 × 400 × 40 = 27 712 VA, altså 27,7 kVA.
P = 27,7 × 0,85 = 23,6 kW.
Q = √(27,7² − 23,6²) = √(767 − 557) = √210 = 14,5 kvar.
Motsatt vei er like nyttig: har du et skilt som sier 23,6 kW og cos φ 0,85, blir strømmen I = P / (√3 × U × cos φ) = 23 600 / (1,732 × 400 × 0,85) = 40 A. Det er den beregningen du gjør før du velger kabel — og legg merke til at hadde effektfaktoren vært 0,70 i stedet, ville samme kilowatt krevd 48,6 A.
Hvorfor dårlig cos fi koster penger
Nettleien for større anlegg måles i effekt, ikke bare i energi, og mange nettselskaper fakturerer reaktivt uttak over en avtalt grense. Da betaler du for kvar som ikke gjør noe som helst.
I tillegg belastes hele anlegget av strømmen som følger av S, ikke av P. En anleggsdel med cos φ 0,70 trenger 21 prosent mer strøm enn en med cos φ 0,85 for samme nytteeffekt, og det spiser av kapasiteten i kabler, vern og trafo som allerede er kjøpt og lagt.
Motorer som går på dellast er den vanligste synderen: en motor med cos φ 0,86 ved full last kan falle til under 0,5 på 25 prosent last. Der er løsningen som regel riktig motorstørrelse eller frekvensomformer, ikke kondensatorer.
Vanlige spørsmål
Hva er en god effektfaktor?
Over 0,90 regnes normalt som greit i et industrianlegg, og nettselskapene setter gjerne en grense i tilknytningsvilkårene. For et anlegg med mest belysning, varme og elektronikk er cos fi ofte høy uten at noen har gjort noe; det er motorer og transformatorer som drar den ned.
Er cos fi og effektfaktor det samme?
I et rent sinusformet system, ja. Med mye kraftelektronikk kommer harmoniske strømmer i tillegg, og da er den totale effektfaktoren lavere enn cos fi alene tilsier. Måleinstrumentet skiller ofte mellom de to, og for anlegg med mange omformere er det den totale som betyr noe.
Kan jeg regne enfas med samme formel?
Ja, men uten kvadratrot tre: S = U × I, og resten er identisk. En enfas last på 230 V og 16 A er 3 680 VA, som med cos fi 0,95 gir 3 496 W.
Les videre
- Fasekompensering: regn kvar-behovet på fem minutter — Når cos fi er for lav, er dette regnestykket for hvor mange kvar du må kompensere med.
- Motorstrøm: fra kilowatt på skiltet til ampere i kabelen — Motorer er den vanligste grunnen til lav effektfaktor — her regnes strømmen deres.
- Transformator: kVA-behov, strøm og kortslutningsstrøm — Trafoen dimensjoneres i kVA, altså i S — ikke i kilowatt.
- Spenningsfall enfas: formelen, tallene og faktor 2 — Formelen med faktor 2, et regnet eksempel på 2,5 mm², og feilen som halverer svaret.
- Aggregat: dimensjonering i kVA, ikke i kilowatt — Kontinuerlig last i kVA, og startbehovet til største motor. Det største tallet bestemmer.
- UPS dimensjonering: tre regnestykker som må gjøres samtidig — S = P / cos fi, batteriets Wh = P × t / virkningsgrad, og varmetapet som må kjøles bort.