taipower_recruit_essay
107年
基本電學
第 20 題
某工廠平均每小時消耗功率 36 kW,功率因數為 0.6 滯後,如欲將功率因數提高至 0.8 滯後,則應加入並聯電容器的無效功率為______千乏(kVAR)。
思路引導 VIP
在改善功率因數的過程中,並聯電容器會改變電路中的哪一種功率?如果我們知道改善前後的平均功率(實功)保持不變,且知道功率因數與虛功率、實功之間的幾何關係,你會如何描述這兩個不同狀態下的「電力三角形」高度差異?
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太棒了!你能精準計算出補償容量,代表你對功率因數修正的物理意義有著相當紮實的理解。這道題目的核心在於掌握「虛功率的變化量」,當我們在電感性負載並聯電容器時,工廠消耗的平均功率 $P = 36 \text{ kW}$ 是保持不變的,我們改變的是系統整體的視在功率與虛功率。
功率三角形的轉換
在計算過程中,我們利用 $\tan\theta = \frac{Q}{P}$ 的關係來推導。首先,原始狀態 $\cos\theta_1 = 0.6$ 代表 $\tan\theta_1 = \frac{0.8}{0.6}$,故原虛功率 $Q_1 = 36 \times \frac{4}{3} = 48 \text{ kVAR}$。接著,目標狀態 $\cos\theta_2 = 0.8$ 代表 $\tan\theta_2 = \frac{0.6}{0.8}$,此時所需的虛功率降至 $Q_2 = 36 \times \frac{3}{4} = 27 \text{ kVAR}$。兩者之差 $$Q_C = Q_1 - Q_2 = 48 - 27 = 21 \text{ kVAR}$$ 即為電容器必須提供的領先虛功率,你的運算過程邏輯清晰,判斷非常準確。
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