Hệ số công suất là gì và có ý nghĩa như thế nào? Đây là điều mà hầu hết mọi người cần quan tâm khi mua các thiết bị điện. Hệ số công suất cosφ là một trong những chỉ tiêu để đánh giá một xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm điện hay không.

Tìm hiểu về khái niệm hệ số công suất là gì?

Hệ số công suất Cosφ của hệ thống điện xoay chiều trong kỹ thuật điện được định nghĩa là tỷ lệ công suất thực được hấp thụ bởi tải và công suất biểu kiến chảy trong mạch điện. Đây là một đại lượng không thứ nguyên trong khoảng đóng từ -1 đến 1. 

Hệ số công suất nói chung được tính bởi công thức: Cosφ = PS

Trong đó: 

• P: công suất hiệu dụng (W)
• S: công suất biểu kiến (VA)

Ngoài ra, hệ số công suất cũng được chia ra làm hai loại khác nhau:

Hệ số công suất tức thời

Nắm được hệ số công suất là gì tại một thời điểm nhất định nào đó được đo bởi dụng cụ đo Cosφ hoặc là các dụng cụ đo điện áp, công suất và dòng điện. Hệ số này luôn luôn biến động nên không được sử dụng trong tính toán.

Công thức tính hệ số công suất tức thời: Cosφ = P3UI

Hệ số công suất trung bình

Đây là hệ số công suất Cosφ tồn tại trong một khoảng thời gian nào đó được xác định (1 ca, 1 ngày, 1 tháng).

Công thức tính: Cosφtb  = Ahc(Ahc2+Avc2)

Trong đó: 

• Cosφtb: hệ số công suất trung bình 
• Ahc: điện năng tác dụng đo trong chu kỳ xác định
• Avc: điện năng phản kháng trong chu kỳ xác định

Hệ số Cosφtb được dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện của một đơn vị có tiết kiệm hay không.

Hệ số công suất tự nhiên

Đây là hệ số công suất Cosφtb được tính cho cả một năm khi không có thiết bị bù. Hệ số công suất này được dùng để làm căn cứ để tính toán, nâng cao hệ số công suất hiệu dụng và bù công suất phản kháng.

Các loại công suất trong hệ thống dòng điện xoay chiều

Công suất trong dòng điện xoay chiều được truyền từ nguồn cấp đến tải luôn tồn tại nhiều loại công suất khác nhau. Đó là công suất hiệu dụng (công suất thực) và công suất phản kháng (công suất vô ích) và công suất biểu kiến (công suất toàn phần).

Công suất hiệu dụng

Được xem là công suất đặc trưng cho khả năng sinh ra công hữu ích của thiết bị và là phần điện năng trong mạch điện có thể biến đổi thành các dạng năng lượng hữu ích (nhiệt, cơ, hóa). Công suất hiệu dụng được ký hiệu là P, đơn vị đo là W.

Công thức tính công suất hiệu dụng: P = U . I .cosφ

Trong đó:

• P: công suất hiệu dụng (P)
• U: điện áp (V) 
• I: cường độ dòng điện (A)
• Cosφ: hệ số công suất

Công suất phản kháng

Hay có tên gọi khác là công suất hư kháng hay công suất ảo. Lượng điện năng này được chuyển ngược về nguồn cung cấp trong mỗi một chu kỳ bởi năng lượng được tích lũy trong thành phần dung kháng và cảm kháng. Phần công suất này không có lợi cho mạch điện nhưng lại rất cần thiết cho quá trình biến đổi năng lượng. 

Công suất phản kháng được kí hiệu là Q, đơn vị đo là VAR (Volt amperes reactive). Và có công thức tính: Q = U . I .sinφ

Trong đó:

• Q: công suất phản kháng (VAR)
• U: điện áp (V)
• I: cường độ dòng điện (A)
• φ: pha lệch giữa U và I

Công suất biểu kiến

Được biết đến với cái tên công suất toàn phần, đây là công suất tổng của mạch điện bao gồm công suất phản kháng và công suất hiệu dụng. Công suất biểu kiến được kí hiệu là S, đơn vị là VA (Volt ampe).

Công suất biểu kiến được tích với công thức: S = U.I = (P2+Q2)

Trong đó:

• S: công suất biểu kiến (VA)
• P: công suất hiệu dụng (W)
• Q: công suất phản kháng (VAR)
• U: điện áp (V)
• I: cường độ dòng điện (A)

Hệ số công suất có ý nghĩa gì?

Nếu nguồn cung cấp điện là máy phát điện hoặc máy biến áp có cùng dung lượng, công suất tính bằng KVA; thì hệ số công suất càng cao, thành phần công suất tác dụng càng lớn. Lúc này máy sẽ sinh ra được nhiều công hữu ích hơn. 

Hệ số công suất là gì, chiếm hiệu suất bao nhiêu còn phụ thuộc vào tải (thiết bị sử dụng điện). Công suất tác dụng và công suất phản kháng phải đáp ứng đủ thì tải mới hoạt động tốt. 

Nếu xét ở phương diện đường dây truyền tải ta cần quan tâm đến dòng điện truyền trên đường dây. Dòng điện này của máy sẽ làm nóng dây và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây truyền tải.

- Nếu là hệ thống điện 1 pha, công suất biểu kiến được tính bằng công thức: S=U*I

- Còn là hệ thống 3 pha, công suất biểu kiến sẽ được tính bằng công thức: S=(3)U*I , U (điện áp dây), I (dòng điện dây).

Cả mạng lưới nguồn điện 1 pha và 3 pha đều có dòng điện tỉ lệ với công suất biểu kiến S. Công suất biểu kiến được tạo nên bởi 2 thành phần, đó là công suất tác dụng và công suất phản kháng. Bởi vậy ta có hai nhận xét:

- Nếu như cùng 1 tải, được trang bị tụ bù để phát công suất phản kháng ngay tại tải, đường dây chỉ cần chuyển tải dòng điện của công suất tác dụng thì chắc chắn đường dây sẽ mát hơn.

- Nếu chấp nhận đường dây đó phát nhiệt ở mức hiện tại, được trang bị tụ bù phát công suất phản kháng; ta có thể bắt đường dây tải nhiều hơn hiện tại một chút. 

Trên đây chúng tôi đã trình bày về định nghĩa hệ số công suất là gì và ý nghĩa của nó. Hy vọng rằng các bạn sẽ có thêm hiểu biết về vấn đề này. 

Yên Phát là đơn vị chuyên cung cấp các thiết bị máy móc công nghiệp hàng đầu hiện nay như: máy hút bụi nhà xưởng, máy chà sàn, tháp giải nhiệt, cầu nâng ô tô,... Qúy khách nếu có nhu cầu mua hàng vui lòng liên hệ đến số điện thoại 0987 661 782 để được tư vấn và hỗ trợ chi tiết về các sản phẩm.