功率因數與電容器 Power Factor and Capacitor

電力系統常用組件 Electrical System Component

功率因數與電容器

        為何電力公司要規範工商用戶的功率因數在0.85以上呢？在交流電力系統用內，除了要計算VA 伏特/安培，也要計算W 功率，就是說功率因數上的影響。在高用電量用戶來說電力公司的收費是以千伏安時(kVAH)來衡量，因此用戶的功率因數多少，對電力公司收費而言是沒有影響。

註：低用電量用戶仍是以千時瓦(kWH)來計算。

        既然與電力公司收費無關，那麼影響在那裡？那便是在電力公司的基建設施上，例如一個1500kVA的變壓器，視在功率跟有功功率的角度愈小，那麼無功功率便會愈小，電力公司便可以在無增加基礎建設下，增加戶口數目，可以更有效地運用資源，簡單來說侯是在不增加投資，而賺取更多收入。

        那住宅用戶又有沒有影響？當然是會有影響，如空調系統的使用電動機的電感用電電器，在相同的輸出功率情況下，功率因數較低時，電流便會提升，間接使用電電費增加。

        曾在第二間公司工作時， 在新蒲崗一工業大廈更換一組11級(Step)50kVAr的電容器，在完工時觀察了公眾掣櫃總掣運行電源為850安培，在本人開啟電容器的總掣後，運行電流直線下滑到只有500安培。差額可是非常之多，因此在電容器損壞後不及時維修，損失的只是自己。

        在用電量不高的地方，電力公司由一個變壓器分配電源供其他用戶使用是很常的做法，無功功率過多而引致電力公司的變壓器燒毀也間中會發生，燒毀後停電兩三天也是無可避免的。

        以下兩部也是日本牌子的分體式冷氣機，在功率來說只是相差7%左右，不過電流方面則相差多於20%

Cooling Capacity 2.6KW
Current 3.76A
Power Factor 99%
Voltage 220V

Cooling Capacity 2.8kW
Current 4.8A
Power Factor 未有安裝電容器也沒提供資料
Voltage 220V
Input Power 1.03kW

        如果功率因數是變化較小的電力系統，是可以依照下表來計算，並加入固定電容值的電容器來修正功率因數。

		改善後之功率因數 (Desired Corrected Power Factor)
		1.00	0.99	0.98	0.97	0.96	0.95	0.94	0.93	0.92	0.91	0.90	0.85	0.80
改善前之功率因數 (Original Power Factor)	0.50	1.73	1.59	1.53	1.48	1.44	1.40	1.37	1.34	1.31	1.28	1.25	1.11	0.98
	0.52	1.64	1.50	1.44	1.39	1.35	1.31	1.28	1.25	1.22	1.19	1.16	1.02	0.89
	0.55	1.52	1.38	1.32	1.27	1.23	1.19	1.16	1.12	1.09	1.06	1.03	0.90	0.77
	0.57	1.44	1.30	1.24	1.19	1.15	1.11	1.08	1.05	1.02	0.99	0.96	0.82	0.69
	0.60	1.33	1.19	1.13	1.08	1.04	1.01	0.97	0.94	0.91	0.88	0.85	0.71	0.58
	0.62	1.27	1.12	1.06	1.02	0.97	0.94	0.90	0.87	0.84	0.81	0.78	0.65	0.52
	0.65	1.17	1.03	0.97	0.92	0.88	0.84	0.81	0.77	0.74	0.71	0.69	0.55	0.42
	0.67	1.11	0.97	0.91	0.86	0.82	0.78	0.75	0.71	0.68	0.65	0.62	0.49	0.36
	0.70	1.02	0.88	0.82	0.77	0.73	0.69	0.66	0.63	0.59	0.57	0.54	0.40	0.27
	0.72	0.96	0.82	0.76	0.71	0.67	0.64	0.60	0.57	0.54	0.51	0.48	0.34	0.21
	0.75	0.88	0.74	0.68	0.63	0.64	0.55	0.52	0.49	0.46	0.43	0.40	0.26	0.13
	0.77	0.83	0.69	0.63	0.58	0.55	0.50	0.47	0.43	0.40	0.37	0.34	0.21	0.08
	0.80	0.75	0.61	0.55	0.50	0.50	0.42	0.39	0.36	0.32	0.29	0.27	0.13
	0.82	0.70	0.56	0.50	0.45	0.42	0.37	0.34	0.30	0.27	0.24	0.21	0.08
	0.85	0.62	0.48	0.42	0.37	0.37	0.29	0.26	0.23	0.19	0.16	0.14
	0.87	0.57	0.42	0.36	0.32	0.29	0.24	0.20	0.17	0.14	0.11	0.08
	0.90	0.48	0.34	0.28	0.23	0.24	0.16	0.12	0.09	0.06	0.03
	0.91	0.46	0.31	0.25	0.21	0.16	0.13	0.09	0.06	0.03
	0.92	0.43	0.28	0.22	0.18	0.13	0.10	0.06	0.03
	0.93	0.40	0.25	0.19	0.15	0.10	0.07	0.03
	0.94	0.36	0.22	0.16	0.11	0.07	0.03					Π = 3.1416
	0.95	0.33	0.19	0.13	0.08	0.04						f = Hz
	0.96	0.29	0.15	0.09	0.04							C = μ F
	0.97	0.25	0.11	0.05								E = kV
	0.98	0.20	0.06									Root 3 =1.732
	0.99	0.14

這個表使用上比較簡單及適用在固定負載，假設使用的總負載為800kW，現時的功率因數為0.6，便在最左列找出0.6的數值(第5個數值)，如果你希望把功率因數推上0.85，那便在最頂一行數值找出0.85(最後一個)，在相交點上的數值為0.71。

那麼便要用上800X0.71=568kVAR的電容器。

如果希望把功率因數推至0.95的話，那麼系數便會是1.01。

數值便會變為800X1.01=808kVAR的電容器。

當然這個表也可以應用在浮動負載，並加入功率因數控制器。

        當然如果是一座大廈或一些基建設備，對每個不同用電器具加入電容器的話，建設成本便會較高。這時便會加入控制器及電容櫃來作動態補償。

        如果是冷氣機水泵的設備，可以如下表一樣，接入一些固定數值的電容器。

建議電動機的功率與電容器數值

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神之作業

 神之作業

無論是那個領域，只要下過苦功，不論成果如何也是值得尊重。

要忠於原著來還原，這些場景除了製造水平高之外，操控技術也是非一般。

除了電動機便是齒輪組在製作時，還需要多方考慮及取得平衡。

搖控機器人格鬥，看來模型三四郎 -柔王丸不遠了。

要令違反飛機理論的設計飛上天，必須有比設計工程師更高水平，才可能實現男人的夢想，當然在真正飛機最重要的安全系數可以放棄不顧......也是成功的原因。

非常過份 - 連天空之城的飛行器也能忠實地飛起來。

這種跑法並非一般人可以想像，坐在車上，車輛及方向盤會反饋駕駛者非常重要的路面感覺，不過換上搖控車就只有靠視覺了。

這類大比例飛機欠缺市場所以只有自己動手。

這架戰機突然在空中解體。

這類講求像真度高的玩意廠商永遠滿足不了玩家要求。

這個作品沒可能在香港出現

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ANTIQUE 古董工具/儀錶

 ANTIQUE 古董

Vintage Brass Blowtorch/Soldering Iron

未有電鉻鐵前 - 這是電工的焊接工具，先以火器把鐵燒熱，之後再用它接觸工件。

Universal Avometer Model 8 Mk. IV in Original Leather Carry Box

上一化都會稱萬用錶為AVO，A - Ampere，V - Voltage， O - Ohm。

Multi-range meter- Metrix 1950's

500mV OLD METER made in Germany 1964

AMP METER

較古老的工具都會用木來製造外殼，因為當時的塑料技術還不成熟。

Clamp meter

舊式的鉗錶， 每個比例也會有一個錶面。

MINITRONIC Insulation tester WITH TESTING PROBES

Ohm Meter Kaise 5000 Series

電阻錶

Oscilloscope

示波器

Scotmec-Oxley vintage moisture meter

濕度計

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保護導線及輔助等電位保護導線的作用

保護導線及輔助等電位保護導線的作用

首先一個電力供應系統在沒有接地的情況下可否正常供應電力呢？

反白出現答案

當然沒有問題，因為像一個畜電池，只要線路上形成一個回路便可以成為一個有效電路。

也像一個隔離變壓器。

那麼直流電會令人體觸電嗎？

反白出現答案

當然會，只要直流電電壓高於120伏時(大多數人)，人體同時接觸正極及負極時，還是會發生觸電意外。

在隧道公司工作時，便有一個師足哥在進行UPS例行保養時，因為手足足肘同時接觸到其中兩顆電池，而觸電引致麻痺。

另一個便是電蚊拍或千人震等......

那麼一個直流電電壓為120伏時，直流電源不接地，正極對地會是多少？負極對地會是多少？

反白出現答案

在沒有參照點(reference point)時，正極對地可能會是40V負極對地80V，又或者是正極對地60V負極對地60V......沒有絕對值，也很難預測電壓值。

那在這個情況下，可會引至人體觸電嗎？

反白出現答案

在某極電壓對地高於100V直流，仍可以令人體產生損害。

那麼把一個120伏的直流電電壓，其負極接地，對人體有甚麼影響？

反白出現答案

當人體接觸到負極時，其電位差對地為零，是不會觸電。

但當人體接觸到正負極時，其電位差對地為120V，仍是會觸電。

既然在沒有接地的情況下，對供電沒有影響，又為何要接地呢？

反白出現答案

先思考一下及探討其他問題。

如果整個電力系統不接地，人類或其他動物會觸電嗎？

反白出現答案

當然會，但只是在同時觸摸任何兩相（380V）或相線對中性線（220V）時才會觸電。

那麼整個電力系統不接地，在相線電源觸及金屬外殼時，人類或其他動物會觸電嗎？

反白出現答案

如果真的是整個電力系統沒有接地的情況下，在相線電源觸及金屬外殼時，人類或其他動物又真的不會觸電。因為大地沒有回路，即使有漏電，電流也沒法回流至供電系統。

那電力系統接地後，人類會更易觸電死亡嗎？

反白出現答案

也會有這可能，因為人類經常立足在大地之上，只要觸及任何一相的相線便會觸電死亡，如果不幸出現相位偏移，中性線對地也可以令人類發生意外。

在電器設備上接駁有接地線等於可以保障人體安全嗎？

先不提及因為日久失修，而引致接地電阻上升的問題。

反白出現答案

又不是完全可以，因為發生漏電時，人體接觸到漏電電源的同時，其身體任何部分接觸到另一些導體，同時這些導體的電阻阻值比接地線更低時，漏電電流便會經第二條路徑回流至供電系統。

就算是接地線有良好導電能力，但只要有數十毫安培的電流經過人體便可引致死亡，即是說第二路俓產生的分流電流上升到這個數值，人類還是會觸電死亡。

就是這樣才會出現輔助等電位保護導線。

那麼整個電力系統不接地可以嗎？

反白出現答案

如果整個電力系統不接地，除非電氣設備範圍內沒有任何可導電物質，否則在任何一相電源一旦接觸到金屬等導電物資時，金屬表面便會帶有電荷，而不會發生漏電情況，人體接觸時也因為沒有接地回路，也不會因此產生對地觸電的危害。

但是......當有第二相電源也是因為絕緣破損，而接觸到同一金屬時，這時便會發生相對相的故障，故障電壓為380伏，因此短路電流也會較220V時提升不少。

如果第二相電源也是因為絕緣破損，而接觸到另一金屬時，金屬表面便會帶有另一相電荷，這時人體同時接觸該兩件金屬物時，380V的相對相故障便會在人體內發生。後果當然是死得更快。

即是說整個電力系統不接地對人體安全也沒有明顯好處。
而把電力系統接地的話，對人體還是會帶來一點好處。

把電力系統接地還有一個好處，當一個相對相的故障發生時，瞬間爆發的能量會把導體氣化，形成一個體積迅速增大，並且是個有導電能力的火球，當這個火球接觸到已經接地的金屬時，便會引致接地故障繼電器發生作用。

在我視察的一次意外中：

發生故障位置為掣櫃背的L2及L3接線點

接地故障電流為1250A

該總掣為1600A

接地故障繼電器設定為10%(160A)

故障倍率為7.8125倍

如果沒有發生接地故障的話，相對相的故障倍率就是只有5倍，也會有8000A的故障電流。

既然接地線不可以有效保護人體，那麼接地線應該歸類為線路保護。

上面也提及過輔助等電位保護導線，這條輔助等電位保護導線又如何保護人體？

當有電氣設備/電器用具發生漏電時，接地線會把漏電電流及電壓回流至按地終端。

這時輔助等電位保護導線便會把漏電電壓帶至已經接駁的金屬。

當保護區內所有的導電金屬也帶有相同的電壓後，人體便不會因此而觸電，因為兩者同時帶有相同電壓，即是說其電位差為零。

為何雀鳥在架空電纜上不會觸電？

因為雀鳥足部主要是由鱗片及骨骼組成，而且兩腳之間距隔較短，電阻阻值對架空電纜的電阻差距很大。

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多功能電力分析儀 Power Analyzer

多功能電力分析儀

        在多功能電力分析儀未普及前，掣櫃面板是這個模樣的，而且還有兩組指示燈，分別是掣前來電指示燈及掣後指示燈。

        缺點是佔用空間大，目測準確性較低，成本亦較高，在電流值較低時，功率因數錶及電流錶不能顯示正確數值。

        到了在多功能電力分析儀普及後，掣櫃的面板已經簡約不少了。

        這些多功能電力分析儀，也有分為單相及三相型號，只是兩者售價相若。

        而售價方面由二千港元至過萬港兀不等，視功能及規格而定。

        其中一個重要因素便是取樣能力，一些低價多功能電力分析儀未必可以記錄瞬間下跌的電壓變化。

       只要配備RS485/USB  converter或RS485 Ethernet converter便可以與電腦連接，當然也要下載相關軟體，大多數生產商會免費提供(如要使用Johnson control數位語言的話，售價會比較高昂，在香港也需要訂購。)。

       較為常用的呎吋為96mm X96mm，也會有其他大小(型號)，如120mm X120mm或安裝在Channel上的款式。

         基本功能上已經可以顯示電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數及諧波等等......。而且有記錄功能。

       手提儀錶也有單相及三相之分，其中一些低階型號未必可以記錄瞬間下跌的電壓變化，也未必可以檢測諧波數值，用途上較低，選購時必須考慮。

      不過單相型號大多數是可以測量平衡三相，只要接駁兩相電壓及其中一相電流便可以。售價方面只是數千港元左右。

        這個型號也支援SD記憶卡或接駁至電腦。

        至於三相型號，多數已經是高階型號，功能上相差不遠。售價方面動輒也要數萬港元。

      無論是單相或三相，使用這類手提儀錶時，避免不了在帶電情況下操作，因此務必份外小心。

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