Закрыть

Активная и реактивная: Базовые сведения об активной и реактивной электроэнергии (мощности)

Содержание

Базовые сведения об активной и реактивной электроэнергии (мощности)

Что означают эти понятия и для чего они нужны

Довольно часто многие клиенты просят пояснить понятия активной и реактивной электроэнергии. Используя термины АКТИВНАЯ и РЕАКТИВНАЯ, более корректно их сочетать со словом мощность, хотя ряд изданий использует «электроэнергия» в качестве второго слова в словосочетании. Предлагаем разобраться в данной ситуации.
Обратимся к основам электротехники, описанным в книге Бессонова Л. А. «Теоретические основы электротехники» — М: Высшая школа, 1984:


Нет активной электроэнергии. Есть активная мощность.
Нет реактивной электроэнергии. Есть реактивная мощность.
 
Активная — это нагревание резисторов. 
Реактивная — колебание тока и напряжения в ёмкостях и индуктивностях. 
 
Как правило, потребители (нагревательные приборы, лампы накаливания и т.д.) используют только активную мощность, поэтому её должно быть больше. Тем не менее, есть приборы и с реактивной мощностью (двигатели, печки и т. д.). Поэтому на производстве, как правило, применяются электросчетчики, учитывающие как активную, так и реактивную составляющую полной мощности, напр. электросчетчики Энергомера СЕ302 S33 543 380V 5(10)A.

Другими словами, если в цепи ток совпадает с напряжением, то это так называемая АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ ( не электроэнергия, такого понятия нет) . Если ток по фазе опережает напряжение либо отстает от него — это РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ и она не производит полезную работу.
Косинус угла разности фаз тока и напряжения и есть этот непонятный для потребителей косинус фи. Чем он меньше, тем больше разность фаз между током и напряжением и тем меньше будет произведено полезной работы электрическим током. Чем ближе он к единице, тем больше доля полезной, активной мощности. А бороться с бесполезными индуктивными токами обычно пытаются, включая в схему дополнительный конденсатор.Так что берите клещи, измеряйте реактивку, если меньше 0,9, ставьте кондёры подходящего номинала и будет вам счастье! Ибо уменьшая реактив, вы уменьшаете и актив, это факт. Электрочётчик это тоже покажет.

Понятие активной мощности можно объяснить, используя простейшую аналогию. Рассмотрим строительную тачку, показанную на рисунке.


Для того, чтобы сдвинуть тачку с места, очевидно, что необходимо применить силу к ручке. (направить силу на ручку).

Но сила применима в прямом направлении только когда мы поднимем тачку. В противном случае возникает препятствие для движения в виде подножки (подставки) тачки.

Активная энергия – это то, что является результатом активной работы, т.е.продвижения тачки в прямом направлении. Следовательно, активная энергия – это только усилие, прикладываемое к тачке, чтобы заставить ее двигаться и таким образом выполнять реальную, то бишь, полезную работу.

Реактивной энергией можно считать ту, которая помогает держать тачку поднятой.

Полная мощность (поднятия (активная мощность) плюс толкания (реактивная мощность)) — то, что в итоге применяется к ручке тачки.

Счетчик реактивной энергии — это скорее всего, прибор неизвестный нашим обычным (домашним) потребителям, которые повсеместно используют для расчетов с энергопоставляющей компанией счетчики активной энергии. Домашний пользователь, таким образом, находится в удобном положении — платит только за полезную энергию и не должен интересоваться какой коэффициент мощности в его установке.

А вот промышленные потребители — в отличие от первой группы — обязаны, на основании подписанных договоров и часто под угрозой финансовых штрафов, поддерживать коэффициент мощности на должном уровне. Коэффициент tgφ глубоко укоренился в энергетическом законодательстве и его определяют как результат отношения реактивной мощности к активной мощности в данный расчетный период. Если вернуться на некоторое время к треугольнику мощности в синусоидальных системах, то мы заметим, что тангенс угла сдвига фаз между током и напряжением равен отношению реактивной мощности Q к активной мощности P. Таким образом, критерий удержания tgφ ниже 0,4 не означает ничего другого, как только определение, что максимальный уровень подсчитанной реактивной энергии не может быть выше, чем 0,4 от значения полученной активной энергии. Любое потребление реактивной энергии выше договоренности подлежит дополнительной оплате.

Дополнительно о реактивной мощности можно почитать в наших статьях здесь и здесь

Реактивная мощность на ощупь, простым языком, без графиков | Электромозг

Сегодня я постараюсь объяснить простым языком, что же такое реактивная мощность электрической энергии.

Активная мощность

Для начала, расскажу про наиболее привычную нам активную мощность, за которую мы, собственно, и платим по счётчику. Эта мощность, потребляемая нагрузкой типа обычного сопротивления. Как правило, это все нагревательные приборы (бойлеры, обычные электроплитки, электро калориферы и т.п.). Потребляемая мощность этих приборов полностью активная. В этих приборах электрическая энергия безвозвратно и полностью преобразуется в другой вид энергии (тепловую и другие).

Активная мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).

Величина активной мощности, потребляемой такими приборами считается просто — умножением напряжения в розетке на ток, протекающей в цепи включенного нагревательного прибора:

P = U * I

Тут всё просто. Нагрузка пассивна, постоянна, никаких неожиданностей.

Замечу, что в цепях постоянного тока существует только активная мощность, поскольку значение мгновенной и средней мощности там совпадают.

Реактивная мощность

Если включить в сеть переменного тока не нагревательный прибор, а, например, электромагнит, то помимо активной, в цепи возникает реактивная энергия, которая с частотой переменного тока то потребляется прибором, то возвращается обратно в сеть. Эта энергия переносится от источника к электромагниту и обратно дважды за период, каждую четверть периода меняя направление.

Это происходит из-за того, что при потреблении электроэнергии, например, обмоткой магнита, каждый полупериод в нём происходит временное запасание энергии в магнитном поле катушки, и последующая отдача её назад, из-за чего происходит рассинхронизация синусоид величин напряжения и тока в сети.

Изменения тока в цепи отстаёт от соответствующих синусоидальных изменений напряжения. Такое поведение присуще любой т.н. индуктивной нагрузке (трансформаторы, электродвигатели, дроссели, электромагниты).

Помимо индуктивной нагрузки существует емкостная (различные электронные устройства с конденсаторами, как накопителями энергии, например, в импульсном блоке питания), в которой ток, наоборот, опережает напряжение за счёт временного накопления энергии конденсаторами и последующей отдачи её назад. И в том и в другом случае в цепи помимо активной возникает реактивная энергия.

Вред реактивной энергии в электроэнергетике очевиден — она никак не используется, но шляется туда-сюда по проводам, дополнительно нагружая их. Кроме того, при таком «шлянии» эта энергия ещё и частично теряется, преобразуясь в активную энергию при нагреве проводов. Однако в радиотехнике реактивная мощность может быть и полезной (например, в колебательных контурах).

Реактивная мощность обозначается буквой Q и измеряется в вольт-амперах реактивных (вар).

Для вычисления доли реактивной мощности применяется формула:

Q = U * I * sin φ, где:
sin φ — коэффициент мощности, показывающий, какую долю полной мощности составляет реактивная мощность.

Для вычисления активной мощности в сетях с реактивной составляющей применяется формула:

P = U * I * cos φ, где:
cos φ — коэффициент мощности, показывающий, какую долю полной мощности составляет активная мощность.

Коэффициенты мощностей разных приборов обычно указываются в паспортах на них.

Неактивная мощность

Неактивная мощность (пассивная мощность) — это вся мощность кроме активной, т.е. как реактивная мощность, так и мощность любых нелинейных искажений синусоиды, в том числе и мощность колебаний в колебаниях (высших гармоник).

Неактивная мощность обозначается буквой N и измеряется в вольт-амперах реактивных (вар).

Нелинейные искажения могут быть вызваны такой нелинейной нагрузкой, как, например, импульсные блоки питания без корректора коэффициента мощности.

Полная мощность

Полная мощность — эта вся мощность, и активная и неактивная.

Полная мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощности:

S = √(P² + N²)

В случае линейной (равномерной на протяжении периода) нагрузки полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощности. В этом случае неактивная мощность полностью состоит из реактивной составляющей.

S = √(P² + Q²)

То есть, полная мощность получается не лобовым сложением активной и неактивной частей, а по закону прямоугольного треугольника:

Надеюсь, я немного прояснил данный вопрос.

Если тема всё ещё непонятна, почитайте мою новую статью, где я более тщательно расписал физику процесса.

Ставьте лайки, если статья понравилось. Пишите комментарии.
Делитесь также этой статьёй в социальных сетях (соответствующие кнопочки рядом со статьёй в наличии) и, конечно, подписывайтесь на мой канал! Жду ваших отзывов! Удачи!

Активная и реактивная мощность генератора

Потребители, приобретая ДГУ, зачастую не задумываются о многих технических характеристиках оборудования. Касается это и такого понятия, как коэффициент мощности генератора. Параметр является важным, поскольку самым серьезным образом влияет на подачу электроэнергии.

Что представляет собой мощность генератора?

Электроприборы, подключенные к генератору, потребляют активную и реактивную мощность, которые в сумме образуют общую мощность.

  1. Активная мощность используется для работы всех приборов. Ее называют «полезной».
  2. Реактивная мощность, называемая «пустой», возникает вследствие особенности оборудования и законов физики. Мощность циркулирует между источником электроснабжения и подключенными потребителями.

Каждый генератор имеет свой коэффициент мощности, демонстрирующий количество активной мощности от полной. При выборе ДГУ для собственных нужд важно обратить внимание на этот параметр, убедившись в том, что оборудование справится с возложенными на него задачами.

Оптимальным коэффициентом мощности можно считать показатель 0.8. Это значит, что электроприборы получают 80% активной мощности от 100% общей мощности, вырабатываемой генератором.

Что такое компенсация реактивной мощности?

Чрезмерное большое количество реактивной мощности ухудшает работу всей электросети. Так, генератор потребляет слишком много топлива, быстро изнашивается и в электросети требуется задействовать провода с увеличенным сечением.

Закажите дизельный генератор в ООО «ЭК Прометей» оформив заявку онлайн или позвонив по контактному телефону:

+7(812) 748-27-22

Для снижения реактивной мощности используется компенсация. Она может быть нескольких видов:

  • Индивидуальная. В данном случае задействуются конденсаторные установки для определенных потребителей.
  • Групповая. Применение общей конденсаторной установки позволяет компенсировать реактивную мощность сразу для нескольких приборов.
  • Централизованная. Это наиболее удобный способ компенсации, применяемый для широкого диапазона изменений мощности.

Главное преимущество компенсации реактивной мощности в том, что таким образом удается значительно сократить расходы топлива. Также это позволяет снизить нагрузку на оборудование.

Способ компенсации мощности в электросети следует подбирать грамотно. В некоторых случаях может потребоваться комплексное решение, включающее улучшение тока при помощи фильтров гармоник.

Особенно важная компенсация реактивной мощности на промышленных предприятиях. Она необходима для эффективного использования существующего электроснабжения.

Активная, реактивная и полная механические мощности решетного сепаратора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 534. 014.3

И.П. Попов, В.Ю. Левитский, С.С. Родионов, С.И. Родионова

АКТИВНАЯ, РЕАКТИВНАЯ И ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКИЕ МОЩНОСТИ

РЕШЕТНОГО СЕПАРАТОРА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ

I.P. Popov, V.Yu. Levitsky, S.S. Rodionov, L.Ya. Chumakova, S.I. Rodionova ACTIVE, REACTIVE AND FULL MECHANICAL CAPACITIES OF A SOLAR SEPARATOR FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T.S. MALTSEV», KURGAN, RUSSIA

Игорь Павлович Попов

Igor Pavlovich Popov [email protected]

Владимир Юриевич Левитский

Vladimir Yurievich Levitskii кандидат исторических наук, доцент [email protected] ksaa.zaural.ru

Сергей Сергеевич Родионов

Sergey Sergeevich Rodionov кандидат технических наук [email protected]

София Игоревна Родионова

Sofia Igorevna Rodionova [email protected]

Аннотация. Реакция решетных станов как инертных тел при возвратно-поступательных колебаниях проявляется в их силовом воздействии, на привод. Это реактивное воздействие обусловлено инерцией решетных станов. Развивается значительная механическая реактивная мощность, обусловленная массой решетных станов и зернового вороха, почти на порядок превышающая полезную мощность, расходуемую непосредственно на процесс сепарации, снижая его эффективность. При сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод развивает два вида энергии — кинетическую и диссипативную.

Производными от них по времени являются знакопостоянная диссипативная и знакопеременная реактивная инерционная мощности. Цель исследования заключается в определении видов механической мощности, развиваемых приводом при осуществлении периодических колебаний решетных станов. Задачи исследования состоят в корректировке и детализации представлений о видах механической мощности. Актуальность настоящего исследования обусловлена необходимостью внедрения энергосберегающих технология, в основе которых лежит учет всех видов мощности. Проверочная оценка механических диссипативной и полной мощностей производилась путем измерения активной мощности, силы тока и напряжения в трехпроводной цепи питания асинхронного двигателя привода решетных станов зерноочистительной машины ОЗС-50. Установлено, что при сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод зерноочистительной машины развивает знакопостоянную диссипативную мощность, преимущественно обусловленную тепловыми потерями в зерновом ворохе, а также знакопеременную реактивную инерционную мощность, обусловленную значительной инертностью решетного стана.
Квадрат полной мощности, развиваемой приводом, равен сумме квадратов диссипативной (активной) и реактивной мощностей. Все три механические мощности допускают комплексное и векторное представления.

Ключевые слова: сепаратор, решетный стан, привод, гармонические колебания, инерционная, деформационная, диссипативная и полная мощности.

Abstract. The reaction of sieve mills as inert bodies with reciprocating oscillations is manifested in their power action on the drive. This reactive effect is due to the inertia of sieve mills. Significant mechanical reactive power develops, due to the mass of the sieve mills and the heap of grain, almost an order of magnitude greater than the useful power consumed directly in the separation process, reducing its efficiency. When the linear lattice oscillations are reported to the massive lattice mill, the drive develops two types of energy — kinetic and dis-sipative.

The time-dependent dissipative and alternating reactive inertial powers are derived from them in time. The purpose of the study is to determine the types of mechanical power developed by the drive in the implementation of periodic oscillations of sieve mills. The objectives of the study are to adjust and refine ideas about the types of mechanical power. The relevance of this study is due to the need to introduce energy-saving technology, which are based on accounting for all types of power. The test evaluation of the mechanical dissipative and total power was made by measuring the active power, current and voltage in a three-wire power supply circuit of an asynchronous drive motor for sieve mills of the grain cleaning machine OZS-50. It has been established that when a linear lattice oscillation is transmitted to a massive lattice mill, the drive of the grain cleaning machine develops a sign-permanent dissipative power, mainly due to heat losses in the grain pile, as well as alternating reactive inertial power due to the significant inertia of the sieve mill.
The square of the total power developed by the drive is equal to the sum of the squares of the dissipative (active) and reactive powers. All three mechanical powers allow complex and vector representations.

Keywords: separator, lattice mill, drive, harmonic oscillations, inertial, deformation, dissipative and full power.

Введение. Важнейшим фактором роста урожайности сельскохозяйственных культур является качество семян. На этапе послеуборочной обработки качество зерна и семян обеспечивается, в том числе, их очисткой и сортированием. Наряду с другими операциями в этих процессах преобладающей является решетная сепарация [1-3].

Основные исследования по совершенствованию решетных зерноочистительных машин направлены на изучение факторов, влияющих на технологическую эффективность процесса сепарирования. Такими фактора-

ми являются параметры зернового вороха, габаритные размеры, форма и рабочие размеры отверстий решет, угол наклона решет и подвесок станов, кинематические параметры [4, 5].

В большинстве конструкций сепараторов применяемых на предприятиях агропромышленного комплекса решетные станы совершают возвратно-поступательные движения при помощи эксцентрикового механизма, при этом возникают переменные по величине и направлению силы инерции. Работа решетных станов зерноочисти-

Вестник Курганской ГСХА № 2, 2019 Технические науки 71

тельных машин является характерным примером внешних периодических воздействий привода на массивные объекты. Реакция решетных станов как инертных тел при возвратно-поступательных колебаниях проявляется в их силовом воздействии, на привод. Это реактивное воздействие обусловлено инерцией решетных станов. Развивается значительная механическая реактивная мощность, обусловленная массой решетных станов и зернового вороха, почти на порядок превышающая полезную мощность, расходуемую непосредственно на процесс сепарации, снижая его эффективность. Механическая реактивная мощность трансформируется в реактивную электрическую мощность, потоки которой в питающей сети порождают существенные тепловые потери в проводах. В результате имеют место три неблагоприятных фактора:

— экономические потери;

— ухудшение качества электроэнергии за счет возникновения паразитной гармоники тока с частотой колебаний решетных станов;

— экологический ущерб за счет рассеивания тепла в атмосферу.

При сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод развивает два вида энергии — кинетическую и диссипативную. Производными от них по времени являются знакопостоянная диссипативная [6] и знакопеременная реактивная инерционная мощности [7].

В электротехнике, процессы которой зачастую изоморфны в математическом смысле механическим [8], аналогом диссипативной мощности является активная мощность, а аналогом реактивной инерционной — реактивная мощность.

Цель исследования заключается в определении видов механической мощности, развиваемых приводом при осуществлении периодических колебаний решетных станов [9, 10].

Задачи исследования состоят в корректировке и детализации представлений о видах механической мощности.

Актуальность настоящего исследования обусловлена необходимостью внедрения энергосберегающих технология, в основе которых лежит учет всех видов мощности [11-15].

Методика. Проверочная оценка механических диссипативной и полной мощностей производилась путем измерения активной мощности, силы тока и напряжения в трехпро-водной цепи питания асинхронного двигателя привода решетных станов зерноочистительной машины ОЗС-50.

Измерения производились следующими приборами: комплектом измерительным К505, клещами электроизмерительными АРРА 39МР и прибором ВШВ-003-М2.

Встроенные в комплект измерительный К505 приборы по точности соответствуют классу 0,5 по ГОСТ 8711-78 и ГОСТ 8478-78.

Предел допускаемой основной погрешности приборов комплекта измерительного К505 при измерении токов до 10 А включительно (без отдельного трансформатора тока), напряжений от 75 до 600 В и мощностей, соответствующих указанным величинам токов и напряжений, непосредственно после включения и а режиме длительной нагрузки, равен 0,5% от конечного значения диапазона измерений.

Время установления показаний приборов комплекта не более 4 с.

При измерениях переключатель номинальных токов устанавливается в положение «10 А», переключатель номинальных напряжений и полярности ваттметра — в поло-

жение «600 В» и «+».

Диссипативная мощность определяется путем прямых измерений при помощи ваттметра.

Полная мощность определяется опосредованно — путем измерения тока и напряжения и перемножения их значений.

Результаты. Пусть координата решетного стана массой m изменяется по закону

х = 1 sin Ш,

где l — амплитуда колебаний, ш — циклическая частота, t — время. Мгновенная скорость решетного стана имеет вид:

v = х = /focos го/.

Амплитуда скорости равна

.

Ее действующее значение по аналогии с электрическими величинами определяется как

V = —

К. smeoí

.

Для придания выражению компактности может быть введено обозначение:

(4)

Тогда выражение для суммарной силы примет вид:

/ = /оэд/ц2 + ш2со2 (сояфсоБШ/ -втфкшоэ/) =

.

Амплитуда силы равна

р» =

2 ПГОУ

Ее действующее значение по аналогии с электрическими величинами определяется как

F =

F

т ,

лЯ

2 +- т2(й2

Л

(5)

Мгновенное значение мощности равно

0,5/2м2д/ц2 +т2(о2 [cos (р + cos(2cdí + ф)] = = ^Т[сояф + cos(2wf + ср)] =

+ cos2oícos9 -sm2<aísin9) = FV cos ф(1 + cos 2ш) — FV sin фвт 2Ш.

(6)

Р = FVcos<p.

(7)

Qi = FV sin ф.

(8)

S = FV = y¡Q2 + P2 .

В соответствии с (1), (5) и (8)

(9)

_ laJu2 + m2a2 la u P = FV cos ф = ————

ui V

V2 V27Í

С другой стороны,

ц2 + m2a2

(12)

fv = ula cos at la cos at = 0,5|ul2a2(1 + cos 2a t) =

FV (1 + cos 2 at) = P(1 + cos 2 at)

(13)

что соответствует (6) и является подтверждением (12). ц2 + m2a2

42 V2

2

Комплексное представление. В электротехнике принято гармонические величины представлять как проекции на оси вращающихся в комплексной плоскости векторов. При этом для единообразия векторы в комплексной плоскости изображают для момента времени t = 0. Применительно к случаю с инерционной мощностью комплексное представление имеет вид:

По аналогии с электрической активной мощностью под диссипативной мощностью следует понимать величину

V_ = Ve

jn¡ 2

При этом

Замечание 1. j — это не пространственный сдвиг. Это сдвиг между фазами колебаний силы и скорости.

По аналогии с электрической реактивной мощностью под реактивной инерционной мощностью следует понимать величину

Замечание 2. Также как и в электротехнике Р — это среднее, например, за период значение, а О — это амплитуда.

По аналогии с электрической полной мощностью под полной механической мощностью следует понимать величину, равную произведению действующих значений силы и скорости

„ . laJu,2 + m2a2 la ma ml2a3

a=Fr sin = — 1101

С другой стороны,

fav = -lma2sin at/a cos at = -0,5/2ma3sin 2a t = = -FaV sin2at = -Q¡ sin2at, (11)

что соответствует (6) и является подтверждением (10). В соответствии с (1), (5) и (7)

v = Vm cos at = Re Vm

m m •

Для действующих значений

V = Vejnl2, F = FeJ2+ф).

По аналогии с электротехникой под полной механической мощностью следует понимать величину, равную произведению комплекса силы на сопряженный комплекс скорости

S = FV = Fj 2+ф) Ve~jn! 2 = FVej(n/ 2+ф-П 2) = FVj = = FV cos ф+ jFV sin ф = P + jQt.

Замечание 3. Комплексная мощность не является изображением синусоиды, поэтому над ее символом точку ставить не следует.

Очевидно, что

P = Re FV, Q = Im FV.

Векторное представление в R3. Подобно комплексному представлению гармонические величины можно отождествить с проекциями вращающихся векторов (в рассматриваемом случае F и V) на ортогональные оси в фазовой плоскости вращения. П ри этом

P = (F, V), Q = [F, V], S2 = (F, V)2 + [F, V]2 .

Замечание 4. Вращающиеся векторы при линейных колебаниях могут быть ассоциированы с кривошипами привода, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное.

Выводы. В настоящей работе представлено математическое описание механических колебательных процессов решетных станов под действием силового гармонического воздействия со стороны привода сепаратора. Развиваемая при этом механическая мощность помимо диссипативной составляющей содержит реактивную инерционную мощность. Потоки последней являются обратимыми — привод и решетные станы обмениваются ею

2

Вестник Курганской ГСХА № 2, 2019 технические муш 73

между собой.

Установлено, что при сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод зерноочистительной машины развивает знакопостоянную диссипативную мощность, преимущественно обусловленную тепловыми потерями в зерновом ворохе, а также знакопеременную реактивную инерционную мощность, обусловленную значительной инертностью решетного стана. Квадрат полной мощности, развиваемой приводом, равен сумме квадратов диссипативной (активной) и реактивной мощностей. Все три механические мощности допускают комплексное и векторное представления.

Список литературы

1. Попов И.П., Чумаков В.П, Родионов С.С., Шевцов И.В., Низавитин С.С. Механизм зерноочистительной машины с постоянным приведенным моментом инерции // Вестник Курганской ПСХА. 2015. № 1 (13). С. 68-71.

2. Попов И.П., Чумаков В.П., Левитский В.Ю., Родионов С.С., Чумакова Л.Я., Родионова С.И. Механизм с постоянным приведенным моментом инерции для зерноочистительной машины с тремя решетными станами // Вестник Курганской ПСХА. 2018. № 1 (25). С. 76-79.

3. Попов И.П., Чумаков В.П., Левитский В.Ю., Чумакова Л.Я. Автобалансировка решетных сепараторов с постоянным приведенным моментом инерции // Вестник Курганской ПСХА. 2019. № 1 (29). С. 59-61.

4. Попов И.П., Чумакова Л.Я. Определение меры инертности зернового вороха с учетом его сыпучести // Вестник Курганской ПСХА. 2018. № 3 (27). С. 70-72.

5. Попов И.П., Родионов С.С., Родионова С.И. Влияние наклона решет на реактивную мощность зерноочистительной машины // Вестник Курганской ПСХА. 2018. № 4 (28). С. 72-74.

6. Попов И.П., Чумаков В.П., Родионов С.С., Чумакова Л.Я. Рассеивание мощности в зерновом ворохе при решетной сепарации // Вестник Курганской ПСХА. 2017. № 1 (21). С. 75-77.

7. Попов И.П., Чумаков В.П., Родионов С.С., Шевцов И.В. Инерционная мощность решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганской ПСХА. 2015. № 3 (15). С. 77-79.

8. Popov I.P. Combined vectors and magnetic charge // Applied Physics and Mathematics. 2018. № 6. P. 12-20. DOI: 10.25791/pfim.06.2018.329.

9. Попов И.П., Попов Д.П., Кубарева С.Ю. Об одном способе нейтрализации реакции массивных деталей и узлов на внешние периодические воздействия // Вестник Курганской ПСХА. 2012. № 2 (2). С. 60-62.

10. Popov I.P. Differential equations of two mechanical resonances // Applied Physics and Mathematics. 2019. № 2. Pр. 37-40. DOI: 10.25791/pfim.02.2019.599.

11. Фоминых А.В., Фомина С.В., Мекшун Ю.Н. Решетный стан с переменной амплитудой // Сельский механизатор. 2005. № 8. С. 28.

12. Фоминых А.В., Фомина С.В., Мекшун Ю.Н. Решетный стан, совершающий колебания в своей плоскости с переменной амплитудой по длине решета // Сборник научных трудов КрасПАУ. 2005. № 5. С. 201-205.

13. Косилов Н.И., Фоминых А.В., Чумаков В.П Семена по ранжиру в строй! // Сельский механизатор. 2006. № 2. С. 14-15.

14. Фоминых А.В., Чумаков В.П Алгоритм расчета процесса сепарации на решетных устройствах // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург: Изд-во Уральской ПСХА. 2010. № 7. С. 77-79.

15. Фоминых А.В., Чумаков В.П., Шевцов И.В., Косовских А.М. Методика расчета процесса просеивания прохо-довых частиц в круглые отверстия решет // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург: Изд-во Уральской ПСХА. 2010 № 7. С. 80-81.

List of reference

1. Popov I.P., Chumakov V.G., Rodionov S.S., Shevtsov I.V., Nizavitin S.S. The mechanism of the grain cleaning machine with a constant reduced moment of inertia // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2015. № 1 (13). Pp. 68-71.

2. Popov I.P., Chumakov V.G., Levitsky V.Yu., Rodionov S.S., Chumakova L.Ya., Rodionova S.I. The mechanism with a constant reduced moment of inertia for the grain cleaning machine with three sieve mills // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 1 (25). Pp. 76-79.

3. Popov I.P., Chumakov V.G., Levitsky V.Yu., Chumakova L.Ya. Auto-balancing of sieve separators with constant reduced moment of inertia // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2019. № 1 (29). Pp. 59-61.

4. Popov I.P., Chumakova L.Ya. Determination of the measure of inertia of the grain pile with regard to its flowabil-ity // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 3 (27). Pp. 70-72.

5. Popov I.P., Rodionov S.S., Rodionova S.I. Influence of inclination of sieves on the reactive power of the grain cleaning machine // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 4 (28). Pp. 72-74.

6. Popov I.P., Chumakov V.G., Rodionov S.S., Chumakova L.Ya. Dispersion of power in the grain pile during sieve separation // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2017. № 1 (21). Pp. 75-77.

7. Popov I.P., Chumakov V.G., Rodionov S.S., Shevtsov I.V. The inertial power of the sieve grain cleaning machine // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2015. № 3 (15). Pp. 77-79.

8. Popov I.P. Combined vectors and magnetic charge // Applied Physics and Mathematics. 2018. № 6. Pр. 12-20. DOI: 10.25791 / pfim.06.2018.329.

9. Popov I.P., Popov D.P., Kubareva S.Yu. On one method of neutralizing the reaction of massive parts and assemblies to external periodic influences // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2012. № 2 (2). Pp. 60-62.

10. Popov I.P. Differential equations of two mechanical resonances // Applied Physics and Mathematics. 2019. № 2. Pр. 37-40. DOI: 10.25791 / pfim.02.2019.599.

11. Fominykh A.V., Fomina S.V., Mekshun Yu.N. Sieve mill with variable amplitude // Rural mechanicizer. 2005. № 8. Р. 28.

12. Fominykh AV, Fomina S.V., Mekshun Yu.N. Sieve mill, oscillating in its plane with a variable amplitude along the length of the sieve // Collected scientific papers KrasGAU. 2005. № 5. Pр. 201-205.

13. Kosilov N.I., Fominykh A.V., Chumakov V.G. Seeds by rank in build! // Rural mechanic. 2006. № 2. Pр. 14-15.

14. Fominykh A.V., Chumakov V.G. Algorithm for calculating the separation process on the sieve devices // Agrarian Bulletin of the Urals. -Ekaterinburg: Publishing House of the Ural State Agricultural Academy. 2010. № 7. Pр. 77-79.

15. Fominykh A.V., Chumakov V.G., Shevtsov I.V., Kosovskih A.M. Method of calculating the process of sifting of passage particles into the round holes of sieves // Agrarian Bulletin of the Urals. Ekaterinburg: Publishing House of the Ural State Agricultural Academy. 2010. № 7. Pр. 80-81.

Активная реактивная и полная мощность

Активная, реактивная и полная мощность напрямую связаны с током и напряжением в замкнутой электрической цепи, когда включены какие-либо потребители. Для проведения вычислений применяются различные формулы, среди которых основной является произведение напряжения и силы тока. Прежде всего это касается постоянного напряжения. Однако в цепях переменного тока мощность разделяется на несколько составляющих, отмеченных выше. Вычисление каждой из них осуществляется с помощью формул.

Формулы активной, реактивной и полной мощности

Основной составляющей считается активная мощность. Она представляет собой величину, характеризующую процесс преобразования электрической энергии в другие виды энергии. То есть по-другому является скоростью, с какой потребляется электроэнергия. Именно это значение отображается на электросчетчике и оплачивается потребителями. Вычисление активной мощности выполняется по формуле: P = U x I x cosф.

В отличие от активной, которая относится к той энергии, которая непосредственно потребляется электроприборами и преобразуется в другие виды энергии – тепловую, световую, механическую и т.д., реактивная мощность является своеобразным невидимым помощником. С ее участием создаются электромагнитные поля, потребляемые электродвигателями. Прежде всего она определяет характер нагрузки, и может не только генерироваться, но и потребляться. Расчеты реактивной мощности производятся по формуле: Q = U x I x sinф.

Полной мощностью является величина, состоящая из активной и реактивной составляющих. Именно она обеспечивает потребителям необходимое количество электроэнергии и поддерживает их в рабочем состоянии. Для ее расчетов применяется формула: S =

.

Как найти активную, реактивную и полную мощность

Активная мощность относится к энергии, которая необратимо расходуется источником за единицу времени для выполнения потребителем какой-либо полезной работы. В процессе потребления, как уже было отмечено, она преобразуется в другие виды энергии.

В цепи переменного тока значение активной мощности определяется, как средний показатель мгновенной мощности за установленный период времени. Следовательно, среднее значение за этот период будет зависеть от угла сдвига фаз между током и напряжением и не будет равной нулю, при условии присутствия на данном участке цепи активного сопротивления. Последний фактор и определяет название активной мощности. Именно через активное сопротивление электроэнергия необратимо преобразуется в другие виды энергии.

При выполнении расчетов электрических цепей широко используется понятие реактивной мощности. С ее участием происходят такие процессы, как обмен энергией между источниками и реактивными элементами цепи. Данный параметр численно будет равен амплитуде, которой обладает переменная составляющая мгновенной мощности цепи.

Существует определенная зависимость реактивной мощности от знака угла ф, отображенного на рисунке. В связи с этим, она будет иметь положительное или отрицательное значение. В отличие от активной мощности, измеряемой в ваттах, реактивная мощность измеряется в вар – вольт-амперах реактивных. Итоговое значение реактивной мощности в разветвленных электрических цепях представляет собой алгебраическую сумму таких же мощностей у каждого элемента цепи с учетом их индивидуальных характеристик.

Основной составляющей полной мощности является максимально возможная активная мощность при заранее известных токе и напряжении. При этом, cosф равен 1, когда отсутствует сдвиг фаз между током и напряжением. В состав полной мощности входит и реактивная составляющая, что хорошо видно из формулы, представленной выше. Единицей измерения данного параметра служит вольт-ампер (ВА).

Активная обратная энергия. Активная и реактивная энергия

Реактивная мощность – часть электрической энергии, возращенная нагрузкой источнику. Явление возникновения ситуации считается вредным.

Возникновение реактивная мощность

Допустим, цепь содержит источник питания постоянного тока и идеальную индуктивность. Включение цепи порождает переходный процесс. Напряжение стремится достичь номинального значения, росту активно мешает собственное потокосцепление индуктивности. Каждый виток провода согнут круговой траекторией. Образуемое магнитное поле будет пересекать соседствующий сегмент. Если витки расположены один за другим, характер взаимодействия усилится. Рассмотренное называется собственным потокосцеплением.

Характер процесса таков: наводимая ЭДС препятствует изменениям поля. Ток пытается стремительно вырасти, потокосцепление тянет обратно. Вместо ступеньки видим сглаженный выступ. Энергия магнитного поля потрачена, чтобы воспрепятствовать процессу создавшему. Случай возникновения реактивной мощности. Фазой отличается от полезной, вредит. Идеально: направление вектора перпендикулярно активной составляющей. Подразумевается, сопротивление провода нулевое (фантастический расклад).

При выключении цепи процесс повторится обратным порядком. Ток стремится мгновенно упасть до нуля, в магнитном поле запасена энергия. Пропади индуктивность, переход пройдет внезапно, потокосцепление придает процессу иную окраску:

  1. Уменьшение тока вызывает снижение напряженности магнитного поля.
  2. Произведенный эффект наводит противо-ЭДС витков.
  3. В результате после отключения источника питания ток продолжает существовать, понемногу затухая.

Графики напряжения, тока, мощности

Реактивная мощность некое звено инерции, постоянно запаздывающее, мешающее. Первый вопрос: зачем тогда нужны индуктивности? О, у них хватает полезных качеств. Польза заставляет мириться с реактивной мощностью. Распространенным положительным эффектом назовем работу электрических двигателей. Передача энергии идет через магнитный поток. Меж витками одной катушки, как было показано выше. Взаимодействию подвержены постоянный магнит, дроссель, все, способное захватить вектором индукции.

Случаи нельзя назвать в смысле описательном всеобъемлющими. Иногда применяется поток сцепления в виде, показанном для примера. Принцип используют пускорегулирующие аппараты газоразрядных ламп. Дроссель снабжен несметным количеством витков: отключение напряжения вызывает не плавное снижение тока, но выброс большой амплитуды противоположной полярности. Индуктивность велика: отклик поистине потрясающий. Превышает исходные 230 вольт на порядок. Достаточно, чтобы возникла искра, лампочка зажглась.

Реактивная мощность и конденсаторы

Реактивная мощность запасается энергией магнитного поля индуктивностями. А конденсатор? Выступает источником возникновения реактивной составляющей. Дополним обзор теорией сложения векторов. Поймет рядовой читатель. В физике электрических сетей часто используются колебательные процессы. Всем известные 220 вольт (теперь принятые 230) в розетке частотой 50 Гц. Синусоида, амплитуда которой равна 315 вольт. Анализируя цепи, удобно представить вращающимся по часовой стрелке вектором.

Анализ цепей графическим методом

Упрощается расчет, можно пояснить инженерное представление реактивной мощности. Угол фазы тока считают равным нулю, откладывается вправо по оси абсцисс (см. рис.). Реактивная энергия индуктивности совпадает фазой с напряжением UL, опережает на 90 градусов ток. Идеальный случай. Практикам приходится учитывать сопротивление обмотки. Реактивной на индуктивности будет часть мощности (см. рис.). Угол меж проекциями важен. Величина называется коэффициентом мощности. Что означает на практике? Перед ответом на вопрос рассмотрим понятие треугольника сопротивлений.

Треугольник сопротивлений и коэффициент мощности

Чтобы проще вести анализ электрических цепей, физики предлагают использовать треугольник сопротивлений. Активная часть откладывается, как ток, – вправо оси абсцисс. Договорились, индуктивность направлять вверх, емкость – вниз. Вычисляя полное сопротивление цепи, значения вычитаем. Исключено комбинированный случай. Доступно два варианта: реактивное сопротивление положительное, либо отрицательное.

Получая емкостное/индуктивное сопротивление, параметры элементов цепи домножают коэффициентом, обозначаемым греческой буквой «омега». Круговая частота – произведение частоты сети на удвоенное число Пи (3.14). Еще одно замечание по поводу нахождения реактивных сопротивлений укажем. Если индуктивность просто домножается указанным коэффициентом, для емкостей берутся величины обратные произведению. Понятно из рисунка, где приведены указанные соотношения, помогающие вычислять напряжения. После домножения берем алгебраическую сумму индуктивного, емкостного сопротивлений. Первые рассматриваются положительными величинами, вторые – отрицательными.

Формулы реактивных составляющих

Две составляющие сопротивления – активная и мнимая – являются проекциями вектора полного сопротивления на оси абсцисс и ординат. Углы сохраняются при переносе абстракций на мощности. Активная откладывается по оси абсцисс, реактивная — вдоль сои ординат. Емкости и индуктивности являются основополагающей причиной возникновения в сети негативных эффектов. Было показано выше: без реактивных элементов становится невозможным построение электротехнических устройств.

Коэффициентом мощности принято называть косинус угла меж полным вектором сопротивления и горизонтальной осью. Столь важное значение параметру приписывают, поскольку полезная часть энергии источника является долей полных трат. Доля высчитывается умножением полной мощности на коэффициент. Если векторы напряжения и тока совпадают, косинус угла равен единице. Мощность теряется нагрузкой, улетучиваясь теплом.

Сказанному верить! Средняя мощность периода при подключении к источнику чисто реактивного сопротивления равна нулю. Половину времени индуктивность принимает энергию, вторую отдает. Обмотка двигателя обозначается на схемах прибавлением источника ЭДС, описывающего передачу энергии валу.

Практическое истолкование коэффициента мощности

Многие замечают неувязку в случае практического рассмотрения реактивной мощности. Для снижения коэффициента рекомендуют параллельно обмоткам двигателя включать конденсаторы большого размера. Индуктивное сопротивление уравновешивает емкостное, ток вновь совпадает с напряжением фазой. Сложно понять вот по какой причине:

  1. Допустим, к источнику переменного напряжения подключили первичную обмотку трансформатора.
  2. В идеале активное сопротивление равно нулю. Мощность должна быть реактивной. Но это плохо: угол между напряжением и током стремятся сделать нулевым!

Но! Колебательный процесс безучастен работе двигателей, трансформаторов. Теория реактивной мощности предполагает: колебания совершает вся энергия. До последней капли. В трансформаторе, двигателе из поля происходит активная «утечка» энергии на совершение работы, наведение тока вторичной обмотки. Энергия циркулировать между источником и потребителем не может.

Реальная цепь процесс согласования отдельных участков затрудняет. Для перестраховки поставщики требуют установить параллельно обмотке двигателя конденсаторы, чтобы энергия циркулировала в локальном сегменте, не выходила наружу, нагревая соединительные провода. Важно избежать перекомпенсации. Если емкость конденсаторов будет слишком велика, батарея станет причиной увеличения коэффициента мощности.

Что касается сдвига фаз, возникает на вторичной обмотке трансформатора подстанции. Роль играет не это. Двигатель работает, часть энергии не преобразована в полезную работу, отражается назад. В результате возникает коэффициент мощности. Участвующая составляющая индуктивности – технологический, конструкционный дефект. Часть, не приносящая пользы. Скомпенсируем, добавляя конденсаторные блоки.

Проверка правильности согласования ведется по факту отсутствия сдвига фаз между напряжением и током работающего электродвигателя. Лишняя энергия циркулирует меж избыточной индуктивностью обмоток, установленным конденсаторным блоком. Достигнута цель мероприятия – избежать нагрева проводников питающей устройство сети.

Что предлагают под видом экономии электроэнергии

В сети предлагают купить устройства экономии электроэнергии. Компенсаторы реактивной мощности. Важно не перегнуть палку. Допустим, компенсатор будет уместно смотреться рядом с включенным компрессором холодильника, коллекторным двигателем пылесоса, обременять квартиру мерами при работающих лампочках накала – предприятие сомнительное. До установки потрудитесь узнать сдвиг фаз меж напряжением и током, согласно информации, правильно рассчитайте объем блока конденсаторов. Иначе попытки сэкономить таким образом потерпят неудачу, разве случайно удастся навести палец в небо, попасть в точку.

Вторым аспектом компенсации реактивной мощности является учет. Делается для крупных предприятий, где стоят мощные двигатели, создающие большие углы сдвига фаз. Внедряют специальные счетчики учета реактивной мощности, оплачиваемой согласно тарифу. Для расчетов коэффициента оплаты применяется оценка тепловых потерь проводов, ухудшение режима эксплуатации кабельной сети, некоторые другие факторы.

Перспективы дальнейшего изучения реактивной энергии, как явления

Реактивная мощность выступает явлением отражения энергии. Идеальные цепи явления лишены. Реактивная мощность проявляется выделенным теплом на активном сопротивлении кабельных линий, искажает синусоидальную форму сигнала. Отдельная тема разговора. При отклонениях от нормы двигатели работают не столь гладко, трансформаторам – помеха.

«Справочник» — информация по различным электронным компонентам : транзисторам , микросхемам , трансформаторам , конденсаторам , светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов .

С одной стороны, работу тока можно легко посчитать, зная силу тока, напряжение и сопротивление нагрузки. До боли знакомые формулы из курса школьной физики выглядят так.

Рис. 1. Формулы

И здесь нет ни слова про реактивную составляющую.

С другой стороны, ряд физических процессов на самом деле накладывают свои особенности на эти расчёты. Речь идёт о реактивной энергии. Проблемы с пониманием реактивных процессов приходят вместе со счетами за электроэнергию в крупных предприятиях, ведь в бытовых сетях мы платим только за активную энергию (размеры потребления реактивной энергии настолько малы, что ими просто пренебрегают).

Определения

Чтобы понять суть физических процессов начнём с определений.

Активная электроэнергия – это полностью преобразуемая энергия, поступающая в цепь от источника питания. Преобразование может происходить в тепло или в другой вид энергии, но суть остаётся одна – принятая энергия не возвращается обратно в источник.

Пример работы активной энергии: ток, проходя через элемент сопротивления, часть энергии преобразует в нагрев. Эта совершённая работа тока и является активной.

Реактивная электроэнергия – это энергия, возвращаемая обратно источнику тока. То есть ранее полученный и учтённый счётчиком ток, не совершив работы, возвращается. Помимо прочего ток совершает скачок (на короткое время нагрузка сильно возрастает).

Тут без примеров сложно понять процесс.

Самый наглядный – работа конденсатора. Сам по себе конденсатор не преобразует электроэнергию в полезную работу, он её накапливает и отдаёт. Конечно, если часть энергии всё-таки уходит на нагрев элемента, то её можно считать активной. Реактивная же выглядит так:

1.При питании ёмкости переменным напряжением, вместе с увеличением U растёт и заряд конденсатора.

2.В момент начала падения напряжения (второй четвертьпериод на синусоиде) напряжение на конденсаторе оказывается выше, чем у источника. И поэтому конденсатор начинает разряжаться, отдавая энергию обратно в цепь питания (ток течёт в обратном направлении).

3.В следующих двух четвертьпериодах ситуация полностью повторяется, то только напряжение меняется на противоположное.

Ввиду того, что сам конденсатор работы не совершает, принимаемое напряжение достигает своего максимального амплитудного значения (то есть в √2=1,414 раза больше действующего 220В, или 220·1,414=311В).

При работе с индуктивными элементами (катушки, трансформаторы, электродвигатели и т.п.) ситуация аналогична. График показателей можно увидеть на изображении ниже.

Рис. 2. Графики показателей

Ввиду того, что современные бытовые приборы состоят из множества разных элементов с «реактивным» эффектом питания и без него, то реактивный ток, протекая в обратном направлении, совершает вполне реальную работу по нагреву активных элементов. Таким образом, реактивная мощность цепи – по сути выражается в побочных потерях и скачках напряжения.

Очень сложно отделить один показатель мощности от другого при расчётах. А система качественного и эффективного учёта стоит дорого, что, собственно, и привело к отказу от измерения объёма потребления реактивных токов в быту.

В крупных коммерческих объектах наоборот, объем потребления реактивной энергии намного больше (из-за обилия силовой техники, снабжаемой мощными электродвигателями, трансформаторами и другими элементами, порождающими реактивный ток), поэтому для них вводится раздельный учёт.

Как считается активная и реактивная электроэнергия

Большинство производителей счётчиков электроэнергии для предприятий реализуют простой алгоритм.

Q=(S 2 — P 2) 1/2

Здесь из полной мощности S отнимается активная мощность P (в облегчённом для понимания виде).

Таким образом, производителю не обязательно организовывать полностью раздельный учёт.

Что такое cosϕ (косинус фи)

Для числового выражения соотношения активной и реактивной мощностей применяется специальный коэффициент – косинус фи.

Вычисляется он по формуле.

cosϕ = P акт /P полн

Где полная мощность – это сумма активной и реактивной.

Такой же коэффициент указывается на шильдиках электроинструмента, оснащённого двигателями. В этом случае cosϕ используется для оценки пиковой потребляемой мощности. Например, номинальная мощность прибора составляет 600 Вт, а cosϕ = 0,7 (средний показатель для подавляющего большинства электроинструмента), тогда пиковая мощность, необходимая для старта электродвигателя будет считаться как Pномин / cosϕ, = 600 Вт / 0,7 = 857 ВА (реактивная мощность выражается в вольт-амперах).

Применение компенсаторов реактивной мощности

Чтобы стимулировать потребителей эксплуатировать электросеть без реактивной нагрузки, поставщики электроэнергии вводят дополнительный оплачиваемый тариф на реактивную мощность, но оплату взимают только если среднемесячное потребление превысит определённый коэффициент, например, при соотношении полной и активной мощностей составит свыше 0,9, счёт на оплату реактивной мощности не выставляется.

Для того, чтобы снизить расходы, предприятия ставят специальное оборудование – компенсаторы. Они могут быть двух видов (в соответствии с принципом работы):

  • Ёмкостные;
  • Индуктивные.

Единственное с чем согласен с автором, так это то что так это что вокруг понятия «реактивная энергия» немало легенд… В отместку видимо автор выдвинул ещё и свою…Путано…противоречиво…изобилие всяких: «»энергия приходит, энергия уходит…» Итог вообще получился шокирующий, истина перевёрнута с ног на ноги: «Вывод — реактивный ток вызывает нагрев проводов, не совершая при этом никакой полезной работы» Господин, дорогой! нагрев это уже работа!!! Мнение моё, тут людям с техническим образованием без векторной диаграммы синхронного генератора под нагрузкой не склеить описание процесса грамотно, а людям интересующимся могу предложить простой вариант, без затей.

Итак о реактивной энергии. 99% электричества напряжением 220 вольт и более вырабатывается синхронными генераторами. Электроприборами в быту и работе мы используем разные, большинство из них «греют воздух», выделяют теплоту в той или иной степени…Пощупайте телевизор, монитор компьютера, о кухонной электропечи я уже не говорю, везде чувствуется тепло. Это всё потребители активной мощности в электросети синхронного генератора. Активная мощность генератора это безвозвратные потери вырабатываемой энергии на тепло в проводах и приборах. Для синхронного генератора передача активной энергии сопровождается механическим сопротивлением на приводном валу. Если бы Вы, уважаемый читатель вращали генератор вручную, Вы бы сразу же почувствовали повышенное сопротивление Вашим усилиям и означало бы это одно, кто-то в вашу сеть включил дополнительное число нагревателей, т.е повысилась активная нагрузка. Если в качестве привода генератора у вас дизель, будьте уверены, расход топлива возрастает молниеносно, т.к именно активная нагрузка потребляет ваше топливо. С реактивной энергией иначе…Скажу я вам, невероятно, но некоторые потребители электроэнергии сами являются источниками электроэнергии, пусть на очень короткое мгновение, но являются. А если учесть что переменный ток промышленной частоты изменяет своё направление 50 раз в секунду, то такие (реактивные) потребители 50 раз в секунду передают свою энергию сети. Знаете как в жизни, если кто-то что-то добавляет к оригиналу своё без последствий это не остаётся. Так и здесь, при условии, что реактивных потребителей много, или они достаточно мощные, то синхронный генератор развозбуждается. Возвращаясь к нашей прежней аналогии где в качестве привода Вы использовали свою мышечную силу, можно будет заметить, что несмотря на то что Вы не изменили ни ритма вращая генератор, ни не почувствовали прилива сопротивления на валу, лампочки в вашей сети вдруг погасли. Парадокс, тратим топливо, вращаем генератор с номинальной частотой, а напряжения в сети нет… Уважаемый читатель, выключи в такой сети реактивные потребители и всё восстановится. Не вдаваясь в теорию развозбуждение происходит когда магнитные поля внутри генератора, поле системы возбуждения вращающейся вместе с валом и поле неподвижной обмотки соединённой с сетью поворачиваются встречно друг другу, тем самым ослабляю друг друга. Генерация электроэнергии при понижении магнитного поля внутри генератора уменьшается. Техника ушла далеко в перёд, и современные генераторы оснащены автоматическими регуляторами возбуждения, и когда реактивные потребители «провалят» напряжение в сети, регулятор сразу же повысит ток возбуждения генератора, магнитный поток восстановится до нормы и напряжение в сети восстановится Понятно, что ток возбуждения имеет и активную составляющую, так что извольте добавить и топливо в дизеле.. В любом случае, реактивная нагрузка негативно влияет на работу электросети, особенно в момент подключения реактивного потребителя к сети, например, асинхронного электродвигателя…При значительной мощности последнего всё может закончится плачевно, аварией. В заключение, могу добавить для пытливого и продвинутого оппонента, что, есть и реактивные потребители с полезными свойствами. Это всё те что обладают электроёмкостью…Включи такие устройства в сеть и уже электрокомпания должна вам)). В чистом виде это конденсаторы. Они тоже отдают электроэнергию 50 раз в секунду, но при этом магнитный поток генератора наоборот увеличивается, так что регулятор может даже понизить ток возбуждения, экономя затраты. Почему мы раньше об этом не оговорились…а зачем…Дорогой читатель обойди свой дом и поищи емкостной реактивный потребитель…не найдешь…Разве только раскурочишь телевизор или стиральную машину…но пользы от этого понятно не будет….

и является суммой двух величин, одна из которых постоянна во времени, а другая пульсирует с двойной частотой.

Среднее значение p(t) за период Т называется активной мощностью и полностью определяется первым слагаемым уравнения (5.1):

Активная мощность ха-рактеризует энергию, расходуемую необратимо источником в единицу времени на производство полезной работы потребителем. Активная энергия, потребляемая электроприёмниками, преобразуется в другие виды энергии : механическую, тепловую, энергию сжатого воздуха и газа и т. п.

Среднее значение от второго слагаемого мгновенной мощности (1.1) (пульсирует с двойной частотой) за время Т равно нулю, т. е. на ее создание не требуется каких-либо материальных затрат и поэтому она не может совершать полезной ра-боты. Однако ее присутствие указывает, что между источником и приемником происходит обратимый процесс обмена энергией. Это возможно, если имеются элементы, способные накапливать и отдавать электромагнитную энергию — емкость и индуктивность . Эта составляющая характеризует реактивную мощность.

Полную мощность на зажимах приемника в комп-лексной форме можно представить следующим образом:

Единица измерения полной мощности S = UI — ВА.

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями (обменом) энергии между источником и приемником. Для синусоидального тока она равна произведению действующих значений тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q = UI sinφ. Единица измерения — ВАр.

Реактивная мощность не связана с полезной работой ЭП и расходуется только на создание переменных электромагнитных полей в электродвигателях, трансформаторах, аппаратах, линиях и т. д.

Для реактивной мощности приняты такие понятия, как генерация, потребление, передача, потери, баланс. Считается, что если ток отстает по фазе от напряжения (индуктивный характер нагрузки), то реактивная мощ-ность потребляется и имеет положительный знак, а если ток опережает напряжение (емкостный характер нагрузки), то реактивная мощность ге-нерируется и имеет отрицательное значение.

Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60-65 % общего потреб-ления), трансформаторы (20-25 %), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10 %).

Передача реактивной мощности загружает электрические сети и установленное в ней оборудование, уменьшая их пропускную способность. Реактивная мощность генерируется синхронными генераторами электростанций, синхронными компенса-торами, синхронными двигателями (регулирование током возбуждения), батареями конденсаторов (БК) и линиями электропередачи.

Реактивная мощность, вырабатываемая емкостью сетей, имеет следующий порядок величин: воздушная линия 20 кВ генерирует 1 кВАр на 1 км трехфазной линии; подземный кабель 20 кВ — 20 кВАр/км; воздушная линия 220 кВ — 150 кВАр/км; подземный кабель 220 кВ — 3 МВАр/км.

Коэффициент мощности и коэффициент реактивной мощности.

Векторное представление величин, характеризующих состояние сети, приводит к представлению реактивной мощности Q вектором, перпендикулярным вектору активной мощности Р (рис. 5.2). Их векторная сумма дает полную мощность S .

Рис. 5.1. Треугольник мощностей

Согласно рис. 5.1 и (5.2) следует, что S 2 = Р 2 + Q 2 ; tgφ = Q/P; cosφ = P/S.

Основным нормативным показателем, характе-ризующим реактивную мощность, ранее был коэффициент мощности cosφ. На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92-0,95. Однако выбор соотношения P/S в качестве нормативного не дает четкого представления о динамике изменения реального значения реактивной мощности. Например, при изменении коэффициента мощности от 0,95 до 0,94 реактивная мощность изменяется на 10 %, а при изменении этого же коэффициента от 0,99 до 0,98 приращение реактивной мощности составляет уже 42 %. При расчетах удобнее оперировать соотношением tgφ = Q/P , которое называют коэффициентом реактивной мощности.

Предприятиям, у которых присоединенная мощность более 150 кВт (за исключением «бытовых» потребителей), определены предельные значения коэффициента реактивной мощности , потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети — с 7 до 23 часов (Приказ Министерства промышленности и энергетики РФ от 22.02.2007 г. № 49 «О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии »).

Предельные значения коэффициентов реактивной мощности (tgφ) нормируются в зависимости от положения точки (напряжения) присоединения потребителя к сети. Для напряжения сети 100 кВ tgφ = 0,5; для сетей 35, 20, 6 кВ — tgφ = 0,4 и для сети 0,4 кВ — tgφ = 0,35.

Введение новых директивных документов по компен-сации реактивной мощности было направлено на повышение эффективности работы всей системы электроснабжения от генераторов энергосистемы до приемников электроэнергии.

С введением коэффициента реактивной мощности стало возможным представлять потери активной мощности через активную или реактивную мощности: Р = (P 2 /U 2) R (l + tg 2 φ).

Угол между векторами мощностей Р и S соответствует углу φ между векторами активной составляющей тока I а и полного тока I , который, в свою очередь, представляет собой векторную сумму активного тока I а, находящегося в фазе с напряжением, и реактивного тока I р, находящегося под углом 90° к нему. Это расположение токов является расчетным приемом, связанным с разложением на активную и реактивную мощности, которое можно считать естественным.

Большинство потребителей нуждаются в реактивной мощности, поскольку они функционируют благодаря изменению магнитного поля . Для наиболее употребительных двигателей в нормальном режиме работы можно привести следующие примерные значения tgφ.

В момент пуска двигателей требуется значительное количество реактивной мощности, при этом tgφ = 4-5 (cosφ = 0,2-0,24).

Синхронные машины обладают способностью потреблять или выдавать реактивную мощность в зависимости от степени возбуждения.

В синхронных генераторах и двигателях размеры цепей возбуждения ограничивают возможность поставки реактивной мощности до максимальных значений tgφ = 0,75 (cosφ = 0,8) или до tgφ = 0,5 (cosφ = 0,9) (табл. 5.1).

Синхронные двигатели, выпускаемые отечественной промышленностью, рассчитаны на опережающий коэффициент мощности (cosφ = 0,9) и при номинальной активной нагрузке P ном и напряжении U ном могут вырабатывать номинальную реактивную мощность Q ном ≈ 0,5P ном.

При недогрузке СД по активной мощности β = P/P ном Q /Q ном > 1.

Преимуществом СД, используемым для компенсации реактивной мощности, по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности. Недостатком является то, что активные потери на генерирование реактивной мощности для СД больше, чем для КБ.

Дополнительные активные потери в обмотке СД, вызываемые генерируемой реактивной мощностью в пределах изменения cosφ от 1 до 0,9 при номинальной активной мощности СД, равной P ном, кВт:

Р ном = Q 2 ном R /U 2 ном,

где Q ном — номинальная реактивная мощность СД, кВ Ар; R — сопротивление одной фазы обмотки СД в нагретом состоянии, Ом; U ном — номинальное напряжение сети, кВ.

В системах электроснабжения промышленных предприятий КБ компенсируют реактивную мощность базисной (основной) части графиков нагрузок, а СД снижают пики нагрузок графика.

Таблица 5.1

Зависимости коэффициента перегрузки по реактивной мощности синхронных двигателе й

Синхронные компенсаторы.

Разновидностью СД являются синхронные компенсаторы (СК), которые представляют собой СД без нагрузки на валу. В настоящее время выпускается СК мощностью выше 5000 кВ?Ар. Они имеют ограниченное применение в сетях промышленных предприятий. Для улучшения показателей качества напряжения у мощных ЭП с резкопеременной, ударной нагрузкой (дуговые печи, прокатные станы и т. п.) используются СК.

Статические тиристорные компенсирующие устройства.

В сетях с резкопеременной ударной нагрузкой на напряжении 6-10 кВ рекомендуется применение не конденсаторных батарей, а специальных быстродействующих источников реактивной мощности (ИРМ), которые должны устанавливаться вблизи таких ЭП. Схема ИРМ приведена на рис. 5.2. В ней в качестве регулируемой индуктивности используются индуктивности LR и нерегулируемые ёмкости С 1-С 3.

Рис. 5.2. Быстродействующие источники реактивной мощности

Регулирование индуктивности осуществляется тиристорными группами VS , управляющие электроды которых подсоединены к схеме управления. Достоинствами статических ИРМ являются отсутствие вращающихся частей, относительная плавность регулирования реактивной мощности, выдаваемой в сеть, возможность трёх- и четырёхкратной перегрузки по реактивной мощности. К недостаткам относится появление высших гармоник, которые могут возникнуть при глубоком регулировании реактивной мощности.

За счет дополнительных потерь мощности в сети, вызванных потреблением реактивной мощности, увеличивается общее потребление электроэнергии. Поэтому снижение перетоков реактивной мощности является одной из основных задач эксплуатации электрических сетей.

Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию (работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр.).

Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу. Как понятно из вышесказанного, полная мощность – это активная и реактивная мощность в целом.

В понятиях активная и реактивная мощность сталкиваются противоречивые интересы потребителей электрической энергии и ее поставщиков. Потребителю выгодно платить только за потребленную им полезную электроэнергию, поставщику выгодно получать оплату за сумму активной и реактивной электроэнергии. Можно ли совместить эти кажущиеся противоречивыми требования? Да, если свести количество реактивной электроэнергии к нулю. Рассмотрим, возможно ли подобное, и насколько можно приблизиться к идеалу.

Активная и реактивная мощность
Активная мощность

Существуют потребители электроэнергии, у которых полная и активная мощности совпадают. Это потребители, у которых нагрузка представлена активными сопротивлениями (резисторами). Среди бытовых электроприборов примерами подобной нагрузки являются лампы накаливания, электроплиты, жарочные шкафы и духовки, обогреватели, утюги, паяльники и пр.

Указанная у этих приборов в паспорте, одновременно является активная и реактивная мощность. Это тот случай, когда мощность нагрузки можно определить по известной из школьного курса физики формуле, перемножив ток нагрузки на напряжение в сети. Ток измеряется в амперах (А), напряжение в вольтах (В), мощность в ваттах (Вт). Конфорка электрической плиты в сети с напряжением 220 В при токе в 4,5 А потребляет мощность 4,5 х 220 = 990 (Вт).

Реактивная мощность

Иногда, проходя по улице, можно увидеть, что стекла балконов покрыты изнутри блестящей тонкой пленкой. Эта пленка изъята из бракованных электрических конденсаторов, устанавливаемых с определенными целями на питающих мощных потребителей электрической энергии распределительных подстанциях. Конденсатор – типичный потребитель реактивной мощности. В отличие от потребителей активной мощности, где главным элементом конструкции является некий проводящий электричество материал (вольфрамовый проводник в лампах накаливания, нихромовая спираль в электроплитке и т.п.). В конденсаторе главный элемент – не проводящий электрический ток (тонкая полимерная пленка или пропитанная маслом бумага).

Реактивная емкостная мощность

Красивые блестящие пленки, что вы видели на балконе – это обкладки конденсатора из токопроводящего тонкого материала. Конденсатор замечателен тем, что он может накапливать электрическую энергию, а затем отдавать ее – своеобразный такой аккумулятор. Если включить конденсатор в сеть постоянного тока, он зарядится кратковременным импульсом тока, а затем ток через него протекать не будет. Вернуть конденсатор в исходное состояние можно, отключив его от источника напряжения и подключив к его обкладкам нагрузку. Некоторое время через нагрузку будет течь электрический ток, и идеальный конденсатор отдает в нагрузку ровно столько электрической энергии, сколько он получил при зарядке. Подключенная к выводам конденсатора лампочка может на короткое время вспыхнуть, электрический резистор нагреется, а неосторожного человека может «тряхнуть» или даже убить при достаточном напряжении на выводах и запасенном количестве электричества.

Интересная картина получается при подключении конденсатора к источнику переменного электрического напряжения. Поскольку у источника переменного напряжения постоянно меняются полярность и мгновенное значение напряжения (в домашней электросети по закону, близкому к синусоидальному). Конденсатор будет непрерывно заряжаться и разряжаться, через него будет непрерывно протекать переменный ток. Но этот ток не будет совпадать по фазе с напряжением источника переменного напряжения, а будет опережать его на 90°, т.е. на четверть периода.

Это приведет к тому, что суммарно половину периода переменного напряжения конденсатор потребляет энергию из сети, а половину периода отдает, при этом суммарная потребляемая активная электрическая мощность равна нулю. Но, поскольку через конденсатор течет значительный ток, который может быть измерен амперметром, принято говорить, что конденсатор – потребитель реактивной электрической мощности.

Вычисляется реактивная мощность как произведение тока на напряжение, но единица измерения уже не ватт, а вольт-ампер реактивный (ВАр). Так, через подключенный к сети 220 В частотой 50 Гц электрический конденсатор емкостью 4 мкФ течет ток порядка 0,3 А. Это означает, что конденсатор потребляет 0,3 х 220 = 66 (ВАр) реактивной мощности – сравнимо с мощностью средней лампы накаливания, но конденсатор, в отличие от лампы, при этом не светится и не нагревается.

Реактивная индуктивная мощность

Если в конденсаторе ток опережает напряжение, то существуют ли потребители, где ток отстает от напряжения? Да, и такие потребители, в отличие от емкостных потребителей, называются индуктивными, оставаясь при этом потребителями реактивной энергии. Типичная индуктивная электрическая нагрузка – катушка с определенным количеством витков хорошо проводящего провода, намотанного на замкнутый сердечник из специального магнитного материала.

На практике хорошим приближением чисто индуктивной нагрузки является работающий без нагрузки трансформатор (или стабилизатор напряжения с автотрансформатором). Хорошо сконструированный трансформатор на холостом ходу потребляет очень мало активной мощности, потребляя мощность в основном реактивную.

Реальные потребители электрической энергии и полная электрическая мощность

Из рассмотрения особенностей емкостной и индуктивной нагрузки возникает интересный вопрос – что произойдет, если емкостную и индуктивную нагрузку включить одновременно и параллельно. Ввиду их противоположной реакции на приложенное напряжение, эти две реакции начнут компенсировать друг друга. Суммарная нагрузка окажется только емкостной или индуктивной, и в некотором идеальном случае удастся добиться полной компенсации. Выглядеть это будет парадоксально – подключенные амперметры зафиксируют значительные (и равные!) токи через конденсатор и катушку индуктивности, и полное отсутствие тока в объединяющих их общей цепи. Описанная картина несколько нарушается лишь тем, что не существует идеальных конденсаторов и катушек индуктивности, но подобная идеализация помогает понять суть происходящих процессов.

Вернемся к реальным потребителям электрической энергии. В быту мы пользуемся в основном потребителями чисто активной мощности (примеры приведены выше), и смешанной активно-индуктивной. Это электродрели, перфораторы, электродвигатели холодильников, стиральных машин и прочей бытовой техники. Также к ним относятся электрические трансформаторы источников питания бытовой радиоэлектронной аппаратуры и стабилизаторов напряжения. В случае подобной смешанной нагрузки, помимо активной (полезной) мощности, нагрузка потребляет еще и реактивную мощность, в итоге полная мощность отказывается больше активной мощности. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА), и всегда представляет собой произведение тока в нагрузке на напряжение на нагрузке.

Таинственный «косинус фи»

Отношение активной мощности к полной называется в электротехнике «косинусом фи». Обозначается cos φ. Это отношение называется также и коэффициентом мощности. Нетрудно видеть, что для случая чисто активной нагрузки, где полная мощность совпадает с активной, cos φ = 1. Для случаев чисто емкостной или индуктивной нагрузок, где нулю равна активная мощность, cos φ = 0.

В случае смешанной нагрузки значение коэффициента мощности заключается в пределах от 0 до 1. Для бытовой техники обычно в диапазоне 0,5-0,9. В среднем можно считать его равным 0,7, более точное значение указывается в паспорте электроприбора.

За что платим?

И, наконец, самый интересный вопрос – за какой вид энергии платит потребитель. Исходя из того, что реактивная составляющая суммарной энергии не приносит потребителю никакой пользы, при этом долю периода реактивная энергия потребляется, а долю отдается, платить за реактивную мощность незачем. Но бес, как известно, кроется в деталях. Поскольку смешанная нагрузка увеличивает ток в сети, возникают проблемы на электростанциях, где электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами, а именно: индуктивная нагрузка «развозбуждает» генератор, и приведение его в прежнее состояние обходится в затраты уже реальной активной мощности на его «довозбуждение».

Таким образом, заставить потребителя платить за потребляемую реактивную индуктивную мощность вполне справедливо. Это побуждает потребителя компенсировать реактивную составляющую своей нагрузки, а, поскольку эта составляющая в основном индуктивная, компенсация заключается в подключении конденсаторов наперед рассчитанной емкости.

Потребитель находит возможность платить меньше

Если потребителем оплачивается отдельно потребляемая активная и реактивная мощность. Он готов идти на дополнительные затраты и устанавливать на своем предприятии батареи конденсаторов, включаемые строго по графику в зависимости от средней статистики потребления электроэнергии по часам суток.

Существует также возможность установки на предприятии специальных устройств (компенсаторов реактивной мощности), подключающих конденсаторы автоматически в зависимости от величины и характера потребляемой в данный момент мощности. Эти компенсаторы позволяют поднять значение коэффициента мощности с 0,6 до 0,97, т.е. практически до единицы.

Принято также, что если соотношение потребленной реактивной энергии и общей не превышает 0,15, то корпоративный потребитель от оплаты за реактивную энергию освобождается.

Что же касается индивидуальных потребителей, то, ввиду сравнительно невысокой потребляемой ими мощности, разделять счета на оплату потребляемой электроэнергии на активную и реактивную не принято. Бытовые электрической энергии учитывают лишь активную мощность электрической нагрузки, за нее и выставляется счет на оплату. Т.е. в настоящее время даже не существует технической возможности выставить индивидуальному потребителю счет за потребленную реактивную мощность.

Особых стимулов компенсировать индуктивную составляющую нагрузки у потребителя нет, да это и сложно осуществить технически. Постоянно подключенные конденсаторы при отключении индуктивной нагрузки будут бесполезно нагружать подводящую электропроводку. За электросчетчиком (перед счетчиком тоже, но за то потребитель не платит), что вызовет потребление активной мощности с соответствующим увеличением счета на оплату, а автоматические компенсаторы дороги и вряд ли оправдают затраты на их приобретение.

Другое дело, что производитель иногда устанавливает компенсационные конденсаторы на входе потребителей с индуктивной составляющей нагрузки. Эти конденсаторы, при правильном их подборе, несколько снизят потери энергии в подводящих проводах, при этом несколько повысив напряжение на подключенном электроприборе за счет уменьшения падения напряжения на подводящих проводах.

Но, что самое главное, компенсация реактивной энергии у каждого потребителя, от квартиры до огромного предприятия, снизит токи во всех линиях электропитания, от электростанции до квартирного щитка. За счет реактивной составляющей полного тока, что уменьшит потери энергии в линиях и повысит коэффициент полезного действия электросистем.

Интересное о LED » Активная и реактивная энергия в светодиодном освещении и её компенсация

Чем реактивная энергия отличается от активной?

Понятие реактивная энергия используется чаще всего вместе с электрической мощностью. Покупая, например, электрическую дрель в магазине, не всякий покупатель интересуется её «косинусом фи». А ведь если он близок к единице, то почти все электроэнергия, потребленная из сети, будет преобразована во вращение сверла. Если он около 0,5 – 0,6, то почти половина потребленной энергии вернется обратно в сеть, за исключением тепловых потерь от протекания полного тока в проводах.

Большинство бытовых нагревательных приборов имеют активный характер сопротивления. Это утюг. чайник, электрообогреватель и т, п. Часть приборов, особенно электронных, с импульсными источниками питания имеют реактивную индуктивную составляющую. При их работе ток отстает по фазе от напряжения. К устройствам с активной и реактивной энергией относятся:

  • оборудование нагревательное со спиралями и ТЭНами;
  • все бытовое оборудование с электродвигателями – вентиляторы, пылесосы, кондиционеры, кухонные очистители воздуха и пр.;
  • осветительные приборы – люминесцентные светильники и лампы-ретрофиты, КЛЛ, светодиодные и пр.

Последняя группа имеет ёмкостной характер сопротивления. У них ток опережает напряжение. В большинстве современных ламп, и КЛЛ, и светодиодных в цоколе или прилегающей к нему колбе встроен малогабаритный источник питания тонкой газоразрядной люминесцентной трубки или светодиодов. В высококачественных лампах его реактивность компенсируют электронной схемой. Выбрать нужную вам лампу можно в нашем интернет-магазине.

Реактивные составляющие мощности не выполняют полезной работы, а только «перекачиваются» из сети в «емкости» и/или «индуктивности» устройств, а потом обратно. Эти «перекачки» сопровождаются тепловыми потерями на паразитном сопротивлении цепей, снижая энергоэффективность устройств.

Поэтому компенсация реактивной энергии – это путь повышения полезного использования электроэнергии в сетях.

Индуктивную составляющую обычно компенсируют включением параллельно обмотке трансформатора или электродвигателя электрического конденсатора. Его сопротивление на частоте сети должно быть равно или близко к индуктивному сопротивлению на этой же частоте.

Что такое треугольник силы? — Активная, реактивная и полная мощность

Треугольник мощности представляет собой прямоугольный треугольник, показывающий соотношение между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью.

Когда каждая составляющая тока, которая является активной составляющей (Icosϕ) или реактивной составляющей (Isinϕ), умножается на напряжение V, получается треугольник мощности, показанный на рисунке ниже:

Мощность, которая фактически потребляется или используется в цепи переменного тока, называется истинной мощностью или активной мощностью или реальной мощностью.Он измеряется в киловаттах (кВт) или МВт.

Мощность, которая течет вперед и назад, что означает, что она движется в обоих направлениях в цепи или реагирует на нее, называется Реактивная мощность . Реактивная мощность измеряется в киловольт-амперах, реактивная (кВАр) или МВАр.

Произведение среднеквадратичного значения напряжения и тока известно как кажущаяся мощность . Эта мощность измеряется в кВА или МВА.

Следующий пункт показывает взаимосвязь между следующими величинами и объясняется графическим представлением, называемым треугольником мощности, показанным выше.

  • Когда активная составляющая тока умножается на напряжение цепи V, получается активная мощность. Именно эта мощность создает крутящий момент в двигателе, нагревает нагреватель и т. Д. Эта мощность измеряется ваттметром.
  • Когда реактивная составляющая тока умножается на напряжение цепи, получается реактивная мощность. Эта мощность определяет коэффициент мощности, и она течет вперед и назад по цепи.
  • Когда ток в цепи умножается на напряжение в цепи, получается полная мощность.
  • Из треугольника мощности, показанного над мощностью, коэффициент может быть определен путем взятия отношения истинной мощности к полной мощности.

    Как мы знаем, просто мощность означает произведение напряжения и тока, но в цепи переменного тока, за исключением чисто резистивной цепи, обычно существует разность фаз между напряжением и током, и поэтому VI не дает реальной или истинной мощности в цепи.

Вы активны или реагируете?

Выбор действовать или реагировать может иметь огромное значение на рабочем месте.Продолжайте читать, чтобы узнать почему!

Последнее обновление: 29 июня, 2020

Что значит быть активным или реактивным? Возможно, вы никогда не задумывались об этих двух концепциях, хотя они особенно актуальны на рабочем месте. Эти качества на самом деле имеют тенденцию влиять на то, какой карьерный путь вы выберете, поэтому мы решили объяснить их подробнее.

У вас, вероятно, есть друг или знакомый, который постоянно движется вперед, добивается больших успехов на работе или в каком-либо другом аспекте своей жизни.Они постоянно ищут возможности и проблемы, которые подталкивают их к успеху. Вы, вероятно, также знаете кого-то, кто кажется застрявшим на своей работе. У них нет особых стремлений. В этом главное отличие реактивного человека от активного.

Активные люди берут на себя инициативу

Вы все еще не уверены, активны вы или реагируете? Что ж, первое, что вам следует проанализировать, — проявляете ли вы инициативу или нет.

Инициатива связана с навыком, который высоко ценится на рабочем месте: проактивность.Вы можете узнать больше о проактивности в этой статье из Harvard Business Review : «Управление преимуществами и недостатками проактивных людей».

Когда вы проявляете инициативу, вы выполняете определенные действия, которые делают вас продюсером, а не приемником. Например, вместо того, чтобы ждать, чтобы найти работу, вы напрямую связываетесь с интересующими вас предприятиями. Вы можете сделать это, отправив им по электронной почте сопроводительные письма, в которых обсуждаются ваши интересы.

Это отличный способ узнать, активны вы или реагируете.Активные люди редко ждут. Они не боятся брать бразды правления в свои руки, пробовать новое и двигаться вперед. Они экспериментируют и совершают ошибки вместо того, чтобы ждать, пока что-то случится.

Если вы активный человек, вы не позволите закрытой двери, «нет» или неудаче остановить вас. Вы активны и продолжаете попытки. Верите вы в это или нет, но такой подход открывает для вас новые двери. Хотя это может принести плоды не сразу, в долгосрочной перспективе это поможет.

«Проявлять инициативу не означает быть напористым, назойливым или агрессивным.Это действительно означает признание нашей ответственности за то, чтобы все происходило ».

-Стивен Р. Кови-

Реактивный человек ждет результатов

К настоящему времени вы должны лучше понимать разницу между активным и реактивным человеком. Если вы не отождествили себя с первым описанием, возможно, вы отождествитесь со вторым. Что значит быть реактивным человеком?

Для начала, это не обязательно означает, что вы не преданы своей работе. Может быть, вы много работаете, но всегда получаете одни и те же результаты.Ты желто-белый цветок, которого никто не видит. Почему? Потому что ты никому не сказал, что ты там. Вы можете даже скрыть свои навыки, как если бы вам было стыдно за них.

Иногда вы можете чувствовать себя комфортно, будучи реактивным человеком. Однако в других случаях вы, вероятно, хотели бы быть более активными, хотя не знаете, как этого добиться.

Быть реактивным означает, что вам трудно двигаться вперед. Вы считаете, что легче оставаться в своей зоне комфорта.

«Постановка целей — это первый шаг к превращению невидимого в видимое.”

-Тони Роббинс-

Две стороны реакции

Это ваш выбор, хотите ли вы быть активным или реактивным человеком, и ваши результаты и успех будут зависеть от этого выбора. Если вы реактивный человек, вы можете чувствовать себя счастливым в своей неизменной рутине. Однако, если вы хотите чего-то большего, такое отношение может стать настоящей помехой.

Что происходит, когда вы ждете, пока что-то случится? Что ж, вы, вероятно, почувствуете разочарование и будете просто жаловаться и ныть на свою неудачу.Как мы уже упоминали ранее, это происходит отчасти потому, что вы хотите проявить инициативу, но не знаете, с чего начать.

Если вы склонны к реакции, действия доставляют вам дискомфорт. Однако это не плохо. Это означает, что вы достаточно гибки, чтобы действовать, когда вам нужно.

Вы более активны или реагируете? Важно помнить, что ни один из них не лучше другого. Это просто разные сильные стороны, которые направят вас на разные пути. Прелесть в том, что вы всегда можете выбрать тот, который вам больше всего подходит.

Это может вас заинтересовать …

13 Разница между активной и реактивной мощностью

В предыдущем посте мы узнали о различных типах питания в электрических цепях с помощью принципиальной схемы. Теперь в этом посте мы собираемся изучить разницу между активной и реактивной мощностью.

В чем разница между активной и реактивной мощностью?

Давайте сравним две разные мощности с их спецификациями и примерами в табличной форме.

Старший № Содержание Активная мощность Реактивная мощность
01 Базовый
Определение
Активная мощность от источника энергии непрерывно передается от источника загрузить в электрическую цепь. Реактивная мощность — это мощность, которая непрерывно течет от источника к нагрузке , а возвращается обратно к источнику в электрической цепи.
02 Обозначается как Активная мощность обозначается как « Реальная мощность » или « Вт полной мощности », или « Истинная мощность » или Фактическая мощность . Реактивная мощность называется « Мнимая мощность » или « Вт без мощности » или « Бесполезная мощность» или Комплексная мощность .
03 Обозначается
как
Активная мощность обозначается заглавной буквой « P ». Реактивная мощность обозначается заглавной буквой « Q ».
04 Формула
(онлайн-калькулятор мощности)
Вы можете рассчитать активную мощность (P), используя приведенную ниже формулу.

Активная мощность = [Напряжение * Ток * Cos (θ)]

Вы можете рассчитать реактивную мощность (Q), используя формулу ниже.

Реактивная мощность = [Напряжение * Ток * Sin (θ)]

05 Измерительный блок Измеряется в Вт (Вт) или Киловатт (кВт) или МВт (МВт) ) .
Он измеряется в вольт-ампер, реактивном (VAR) или киловольт-ампер, реактивном (kVAR), или мегавольт-ампер, реактивном (MVAR).
06 Измерительные приборы

(Как измерить активную и реактивную мощность?)
Для измерения активной мощности требуется ваттметр . Для измерения реактивной мощности требуется VARmeter .
07 Мощность
Направление
Эта мощность течет в только в одном направлении с обратным временем. Эта мощность течет в обоих направлениях с соответствующим временем.
08 Функция I Активная мощность используется или рассеивается в цепи через подключенную резистивную нагрузку. Реактивная мощность сохраняется в цепи через подключенную индуктивную нагрузку.
09 Функция II Потребляет полезной мощности, нагрузки. Потребляет потребляет меньше энергии на нагрузку.
10 Полезная цепь

Работает как в цепи AC , так и в цепи DC . Работает в цепи переменного тока .
11 Рабочая
Роль
Преобразует электрическую энергию в другие формы энергии
, такие как оптическая, тепловая, механическая.
Не преобразует энергию. Но он производит электрический или магнитный поток.
12 Мощность
Вклад
В электрической цепи активная мощность вносит вклад в составляющую тока, которая составляет в фазе с напряжением цепи. В электрической цепи реактивная мощность вносит вклад в составляющую тока, которая составляет в противофазе с напряжением цепи.
13 Использование Активная мощность используется в лампах накаливания, духовке, кофеварках, утюге, тостере, нагревателе, машине и т. Д. Реактивная мощность используется в вентиляторах, пылесосах, посудомоечных машинах, стиральных машинах, компрессор в холодильнике, кондиционеры, трансформатор и т. д.

С помощью основных понятий, функций и использования мы разграничили активную и реактивную мощности.

Прочитать похожие сравнения:

Если у вас есть какие-либо сомнения или вопросы относительно разницы между активной и реактивной мощностью, спросите меня в разделе комментариев ниже.

Спасибо за чтение!

Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:

DipsLab — это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.

Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.

Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.

Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.

Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электрике на портале DipsLab.com.

Я счастлив, поделившись своими знаниями в этом блоге.А иногда вникаю в программирование на Python.

Разница между активной и реактивной мощностью

Здравствуйте, друзья, надеюсь, у вас все отлично. В сегодняшнем руководстве мы обсудим разницу между активной и реактивной мощностью . активная мощность — это мощность, которая используется любой схемой, или, можно сказать, мощность, которая используется для генерации выходного сигнала. В то время как реактивная мощность — это потери мощности в системе или потраченная впустую мощность схемы.

В энергосистеме переменного тока обычно наблюдаются три типа мощности: полная мощность, активная мощность и реактивная мощность.Полная мощность — это мощность, которая подается в систему, а активная или активная мощность — это мощность, которая используется системой, а реактивная мощность — это часть полной мощности, которая теряется или рассеивается. Все эти силы представлены в форме треугольника, который называется треугольником власти. Полная мощность обозначается буквой S, реактивная — буквой Q, а активная мощность — буквой P. В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим реактивную и активную мощность системы, сравним их, чтобы найти их различия.Итак, давайте начнем с разницы между активной и реактивной мощностью .

Разница между активной и реактивной мощностью

Активная мощность

  • Мощность, которая используется в схеме для генерации выходного сигнала, называется активной мощностью или реальной мощностью.
  • Его математическое выражение P = VIcos.
  • Измеряется в ваттах, кВт и МВт
  • Его также называют реальной мощностью
  • Ваттметр, используемый для измерения этой мощности
  • активная мощность может подаваться одинарным направлением
  • Используется в двигателе отопителя.
  • Применяется для переменного и постоянного тока
  • Обозначается буквой P ’.
  • Эта мощность генерирует тепло нагревателя, накаливает лампочку и создает крутящий момент в двигателе.
  • Значение активной мощности можно измерить с помощью ваттметра.
  • Его измеряемая единица измерения ватт.

Реактивная мощность

  • Мощность, которая не участвует в выработке выходной мощности, или часть полной мощности, которую теряют, называется реактивной мощностью.
  • Его математическая форма Q = VIsin.
  • Используется в цепях переменного тока
  • Помогает создавать электрическое и магнитное поле
  • Имеется в трансформаторе, очистителе
  • Вызывается бесполезная сила.
  • Его единица измерения — VAR. КВР МВАР
  • Обозначается Q.
  • Помогает найти значение коэффициента мощности схемы.
  • Измеряется с помощью VAR-метра.

Это все о разнице между активной и реактивной мощностью, если у вас есть какие-либо вопросы, спрашивайте в комментариях.Спасибо за прочтение. Хорошего дня.

Автор: Генри
http://www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер и закончил известный инженерный университет, а также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также пишу технический контент, мое хобби — изучать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

Разница между активной и реактивной мощностью (активной и реактивной)

Наиболее важное различие между активной и реактивной мощностью состоит в том, что активная мощность — это реальная мощность, которая используется в цепи, в то время как реактивная мощность колеблется между нагрузкой и источником.

Прежде чем сравнивать активную и реактивную мощность, я хочу объяснить активную и реактивную мощность. Итак, давайте посмотрим на введение активной, реактивной мощности.

Активная мощность:

Активная мощность также называется фактической мощностью, активной мощностью или рабочей мощностью. Это мощность, которая фактически приводит оборудование в действие и выполняет полезную работу. Он измеряется в киловаттах (кВт) или МВт.

Реактивная мощность:

Реактивная мощность — это мощность, необходимая магнитному оборудованию (трансформатору, двигателю и реле) для создания намагничивающего потока.Он течет вперед и назад, что означает, что он движется в обоих направлениях контура.

Реактивная энергия вызывает перегрузку в линиях, трансформаторах и генераторах, не обеспечивая при этом полезной производительности. Однако это записывается в счет, поэтому может значительно увеличить общую сумму к оплате. Реактивная мощность измеряется в киловольт-амперах, реактивная (кВАр) или мвар.

Давайте посмотрим на треугольник мощности, чтобы понять взаимосвязь между активной, реактивной и полной мощностью.

На упомянутом изображении вы можете видеть, что комплексная мощность представляет собой векторную сумму активной и реактивной мощности. Кажущаяся мощность — это величина комплексной мощности. давайте посмотрим на терминологию, которая была использована На изображении

  • P => Активная мощность
  • Q => Реактивная мощность
  • S => Комплексная мощность
  • | S | => Полная мощность
  • φ => Фаза напряжения относительно тока

Следовательно, следующее выражение, показанное ниже, дает активную, реактивную и полную мощность соответственно.

  • Активная мощность P = V x I cosϕ = V I cosϕ
  • Реактивная мощность Pr или Q = V x I sinϕ = V I sinϕ
  • Комплексная мощность S = P + jQ
  • Полная мощность = | S | = √P² + Q²

Теперь я думаю, что мы можем увидеть разницу между активной и реактивной мощностью с помощью диаграммы.

Основа для сравнения

Активная мощность

Реактивная мощность

Определение Активная мощность — это активная мощность, рассеиваемая в цепи. Мощность, которая перемещается между нагрузкой и источником такого типа мощности, известна как реактивная мощность
Формула P = V x I cosϕ = V I cosϕ Q = V x I sinϕ = V I sinϕ
Измерительный блок Вт, кВт, МВт ВАр, кВАр, МВАр
В лице П Q
Причины Вырабатывает тепло в нагревателе, зажигает лампы и крутящий момент в двигателе. Измеряет коэффициент мощности цепи.
Измерительный прибор Ваттметр Измеритель VAR

Рекомендуемый пост

О Amlendra

Я инженер-программист встраиваемых систем и корпоративный инструктор. В настоящее время я работаю старшим инженером-программистом в крупнейшей консалтинговой компании по программному обеспечению. Имею опыт работы с различными микроконтроллерами (stm32, LPC, PIC AVR и 8051), драйверами (USB и виртуальный com-порт), POS-устройством (VeriFone) и платежным шлюзом (глобальные и первые данные).

Мощность

— активная энергия, реактивная энергия или просто энергия?

Могу ли я сказать, что, используя активную мощность, я могу оценить потребление активной энергии двигателем, или что активная энергия не является широко используемым термином, особенно в промышленной среде?

Истинная мощность — это фактическое потребление / преобразование энергии, поэтому нет необходимости оценивать его, если вы это уже знаете. Активная или истинная энергия, если предположить, что это действительные термины, будет просто количеством энергии, которое должно быть преобразовано в неэлектрическую энергию, а активная / истинная мощность — это скорость преобразования.

Если я могу использовать вышеуказанный термин, можно ли вообще не учитывать реактивную энергию? Имеет ли смысл говорить о реактивной энергии?

Я подозреваю, что это сильно зависит от того, что вы делаете. Если это не имеет отношения к вашей задаче, да, вы можете проигнорировать это, но если вы обычно спрашиваете, можете ли вы игнорировать коэффициент мощности или что-то в этом роде, ответ — нет.

Что мы обычно имеем в виду, когда говорим об электроэнергии на заводе?

Когда мы говорим об электрической энергии на заводе или в любой другой системе, мы имеем в виду потенциальную энергию, доступную из-за разницы напряжений, которая вызывает протекание тока для выполнения задач, электрических по своей природе или нет.

Мы имеем в виду сумму активной мощности в кВтч?

кВтч, или тысяча ватт-часов, относится к потреблению / преобразованию энергии, которое они производят путем умножения скорости преобразования энергии (показателя мощности) на период, в течение которого энергия преобразуется, поэтому цифра в кВтч выражает количество используемой или доступной энергии.

Или мы используем полную мощность для расчета энергии в этом случае?

Хммм, я думаю, вы можете быть очень не уверены в том, что в первую очередь означают мощность и энергия.Прежде чем продолжить, я хотел бы отметить, что непонятно, о чем вы говорите. Используем ли мы , что соответствует значению полной мощности , а каким образом рассчитать какое значение энергии? На большинство ваших вопросов также трудно ответить, поэтому я добавлю следующее:

Хмммм … Хорошо, я думаю, небольшое разъяснение может исправить ситуацию для вас.

Истинная мощность — это мощность, которая фактически «используется» (преобразуется в какую-либо другую форму энергии и удаляется из схемы в виде тепла, кинетической энергии и т. Д.).

Реактивная мощность — это мощность, которая накапливается в реакторах (катушках индуктивности и конденсаторах) и позже возвращается в схему.Хотя эта мощность сама по себе не используется схемой, она может способствовать потере тепла, поскольку увеличивает ток в отдельных частях схемы, поскольку он «звенит» взад и вперед между реакторами.

Полная мощность — это мощность, которая появляется, когда вы просто измеряете цепь без выделения реактивной части мощности. Какой-то модный парень понял, что взаимосвязь между этими фигурами может быть выражена с помощью математики, связанной со сторонами треугольника, как вы видите здесь:

Реактивная энергия, во всяком случае, будет энергией, запасенной реакторами в цепи, и ее скорость передачи / накопления, вероятно, будет реактивной мощностью.

Надеюсь, это поможет.

Мгновенная активная и реактивная мощность — обзор

3.2.1 0,

α, β Координаты

В этом подразделе формулировка так называемой исходной мгновенной реактивной мощности будет представлена ​​в координатах 0, α , β . В четырехпроводных трехфазных системах исходная формулировка определяет две мгновенные действительные мощности p 0 и p αβ и мгновенную мнимую мощность q αβ , как описано в (3.6)

(3.6) p0pαβqαβ = u0000uαuβ0 − uβuα i0iαiβ

Матричное уравнение (3.6) предполагает, что p 0 (= v 0 i 0 ) включает мгновенную действительную мощность фазовой цепи нулевой последовательности, и, с другой стороны, продукты v α i α и v β i β также соответствуют мгновенным мощностям, поскольку они определяются как произведение мгновенное напряжение в фазе по мгновенному току в той же фазе.Следовательно, p αβ считается мгновенной активной мощностью в фазной цепи α — и β с размерами ватт, Вт. Напротив, изделия v α i β и v β i α не являются мгновенными мощностями, поскольку они определяются как произведение мгновенного напряжения и мгновенного фазного тока в другой фазе. Соответственно, q αβ , в цепях α, — и β — это не мгновенная активная мощность, а новая переменная мощность, определенная в исходной формулировке, и единица измерения указана в [25] как мнимые ватты, IW.

Поскольку в (3.6) трехфазные напряжения u 0 , u α , u β представляют собой набор трех форм сигналов, налагаемых источником питания, уравнение (3.6 ) можно интерпретировать как геометрическое преобразование (иногда используется термин «отображение») трехмерного вектора текущего пространства в трехмерный вектор пространства мощности, и наоборот [24,25]. Хотя многие из этих матриц «сопоставления» возможны с теоретической точки зрения, лишь немногие из них могут предложить четкое значение с практической точки зрения; действительно, матрица, приведенная в (3.6) оказался полезным при управлении фильтрами активной мощности.

Матрица преобразования (3.6), впервые описанная в 1983 году, поддерживает обратное преобразование:

(3.7) i0iαiβ = 1u0⁡uαβ2 uαβ2000u0⁡uα − u0uβ0u0uβu0⁡uα p0pαβqαβ

uα p0pαβqαβ

, где

) u2β2 .

Из (3.7) получаются члены составляющих мгновенных токов. 0– α β координаты

(3.9) i0 = 1u0p0ia = 1uaβ2uapaβ + 1uaβ2 − uβqaβ = iap + iaqiβ = 1uaβ2uβpaβ + iβp + iβq

, где i 0 — мгновенный ток нулевой последовательности, i αp — мгновенный активный ток фазы α , i βp — мгновенный активный ток для фазы β , i αq — мгновенный реактивный ток фазы α , i αq — мгновенный реактивный ток фазы β .

Вывод уравнения (3.9) из (3.7) возможен всякий раз, когда u 0 ≠ 0, поскольку иначе было бы невозможно вычислить обратную матрицу. Однако i α и i β в (3.9) не зависят от u 0 , даже если оно не равно нулю. Это означает, что исходная формулировка рассматривает цепь нулевой последовательности как однофазную цепь, независимую от цепей α, и β ; следовательно, можно заменить u 0 = 0, когда исходная формулировка применяется к четырехпроводным трехфазным системам без напряжения нулевой последовательности.

Из уравнений (3.6) и (3.9) следуют отношения степенных членов, (3.10) — (3.11):

(3.10) p (t) = p0 (t) + pa (t) + pβ (t ) = p0 (t) + pap (t) + pβp (t) + paq (t) + pβq (t) = u0i0 + ua2uaβ2paβ + uβ2uaβ2paβ + −uauβuaβ2qaβ + uauβuaβ2qaβ.

(3.11) 0 = uaiaq + uβiβq = ua1uaβ2 (−uβqaβ) + uβ1uaβ2uaqaβ = paq + pβq

Мгновенная активная и реактивная мощность в каждой фазе обозначены следующим образом:

4 p 2 906 u 0 i 0 : мгновенная мощность нулевой последовательности

p αp = u α i αp : α- фаза мгновенная активная мощность

p βp = u β i βp : β- фаза мгновенная активная мощность

p αq = u α i αq : α- мгновенная реактивная мощность фазы

90 051 p βq = u β i βq : β- мгновенная реактивная мощность фазы

Рисунок 3.3a и b описывают поток мощности, основанный на исходной формулировке четырехпроводной трехфазной системы. В исходной структуре схема нулевой последовательности мгновенной реактивной мощности рассматривается как отдельная однофазная цепь фазной цепи α, — и β- .

Рисунок 3.3. Поток мощности основан на формулировке исходной мгновенной реактивной мощности.

Этот подход заимствован из метода симметричных компонентов, который делит четырехпроводную трехфазную цепь на схему нулевой последовательности, схему прямой последовательности и схему обратной последовательности; цепь нулевой последовательности рассматривается как независимая однофазная цепь от других цепей последовательности фаз.

Уравнение (3.11) означает, что сумма мгновенной реактивной мощности фазы α- , p αq и мгновенной реактивной мощности фазы β , p βq , всегда равна нуль. Это предполагает, что оба они не участвуют в передаче энергии между источником и нагрузкой в ​​фазовой цепи α – β- . Однако p αq участвует в передаче энергии в фазовой цепи α- , так же, как p βq в фазовой цепи β- , увеличивая значение тока, протекающего через каждую из фаз.Таким образом, исходная формулировка, введенная стороной q αβ как мгновенная мнимая мощность, которая определяет p αq и p βq , а во-вторых, определяет два независимых мгновенных действительных значения. мощности p 0 и p αβ ; три степенных переменных образуют трехмерное силовое пространство.

Пример 3.1

Определение переменных мощности для реактивной сбалансированной трехфазной нагрузки на Рисунке 3.4, который питается от сбалансированной трехфазной системы напряжения (3.12).

(3.12) u1 (t) = 2 VF cos ωtu2 (t) = 2 VF cos (ωt — 120) u3 (t) = 2 VF cos (ωt + 120)

Рисунок 3.4. Сбалансированная трехфазная нагрузка звездой, состоящая из трех индуктивностей.

Линейные токи, циркулирующие в индуктивной сбалансированной трехфазной нагрузке, имеют вид (3.13)

(3.13) i1 (t) = 2 IF cos (ωt − φ) i2 (t) = 2 IF cos (ωt − 120 −φ) i3 (t) = 2 IF cos (ωt + 120 − φ)

, где φ для нагрузки на Рисунке 3.4 — 90 °. Из (3.1) получаются составляющие напряжения в плоскости α, β .

(3,14) uα = 3VF cos ωt; uβ = 3VF sin ωt

Аналогично (3.2) составляющие тока, полученные в плоскости α, β , равны

(3.15) iα = 3IF sin ωt; iβ = −3IF cos ωt

Из (3.6) получаются три переменные мощности:

(3.16) p0 = 0pαβ = 0qαβ = −3VFIF sin90

Сбалансированная трехфазная нагрузка, показанная на рисунке 3.4, питаемая сбалансированной синусоидальной тройкой. -фазное напряжение фаз прямой последовательности поглощает мгновенную активную мощность, равную активной мощности (средней мощности).Активная мощность для чисто реактивной нагрузки равна нулю; в результате (3.16) становится (3.17),

(3.17) p (t) = p0 (t) + paβ (t) = P = 0

С другой стороны, (3.16) показывает, что мгновенная мнимая мощность для Нагрузка на Рисунке 3.4 для условий этого упражнения представляет собой среднее значение реактивной мощности противоположного знака,

(3.18) qaβ = −3VFIF = −Q

Из этого примера вытекают два наблюдения. Во-первых, описание потока энергии между источником и нагрузкой невозможно с помощью только мгновенной переменной реальной мощности, как это происходит в случае однофазных систем.Для трехфазной системы, рассматриваемой как глобальная система, необходимо определить новую переменную мощности. Формулировка исходной мгновенной реактивной мощности вводит мгновенную воображаемую мощность, чтобы завершить описание процесса передачи энергии между источником и нагрузкой. Во-вторых, определение, данное в (3.6), вводит мгновенную мнимую мощность, среднее значение которой является средней реактивной мощностью противоположного знака. Эта ситуация будет преодолена в разделе 3.2.2, где мгновенная мнимая мощность вводится с противоположным знаком; ну, его среднее значение принимает положительное значение для положительной последовательности фаз и отрицательное значение для отрицательной последовательности фаз.Эта модификация кажется более совместимой с условностями стандартного знака.

Таким образом, в этом примере линейные токи включают только мгновенную составляющую реактивного тока.

Формулировка мгновенной реактивной мощности устанавливается посредством использования того, что мы называем матрицей отображения, как было продемонстрировано при разработке этого подраздела, однако возможно развитие вектора. Фактически, как было заявлено в [17, 21], в трехмерном пространстве, определяемом осями 0 αβ, трехмерный вектор пространства напряжений может быть определен как

(3.19) uαβ = 0uαuβ; u0 = u000; u − βα = 0 − uβuα

Пространственный вектор u αβ — это проекция пространственного вектора напряжения u 0 αβ в плоскости αβ , вектор u 0 следует направлению оси 0 и вектора u βα называется ортогональным вектором напряжения, так как u αβ также расположен в плоскости αβ .

Три вектора перпендикулярны друг другу, поэтому скалярное произведение между любыми двумя из них равно нулю. В частности, проверяются следующие соотношения:

(3.20) u0αβ = u0uαuβt = uαβ + u0

(3.21) u − βα⋅u0αβ = 0

Текущий пространственный вектор i (3.22)

(3.22) ) i = i0iαiβt

можно разделить на три составляющие, которые являются проекциями вектора тока на три вектора напряжения (3.19). Фактически

(3.23) i = pαβ (t) uαβ⋅uαβuαβ + qαβ (t) u − βα⋅u − βαu − βα + p0 (t) u0⋅u0u0

Степенная переменная (3.6) появляется в числителе каждого текущего члена, мгновенная активная мощность в фазе αβ-

(3,24) pαβ (t) = uαβ. i

мгновенная активная мощность нулевой последовательности

(3,25) p0 (t) = u0. i

и мгновенная мнимая мощность в плоскости αβ- ,

(3,26) qαβ (t) = u − βα. i

В знаменателях каждой составляющей мгновенного тока фигурируют квадраты норм каждого вектора напряжения,

(3.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *