Закрыть

Реактивная мощность что это: Реактивная мощность кратко и понятно: что такое, формулы

Реактивная мощность - это... Что такое Реактивная мощность?

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

Содержание

Мгновенная электрическая мощность

Мгновенная электрическая мощность P (t), выделяющаяся на элементе электрической цепи — произведение мгновенных значений напряжения U (t) и силы тока I (t) на этом элементе:

 P = I \cdot U

Если элемент цепи — резистор c электрическим сопротивлением R, то

 P = I^2 \cdot R = \frac{U^2}{R}

Мощность постоянного тока

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то среднюю мощность можно вычислить по формулам:

 P = I \cdot U = I^2 \cdot R = \frac{U^2}{R}

Мощность переменного тока

Активная мощность

Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью: ~ P = \frac{1}{T} \int\limits_0^T p(t)dt . В цепях однофазного синусоидального тока P = U \cdot I \cdot cos \varphi , где U и I — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле P = I^2 \cdot r =V^2 \cdot g. В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением P = S \cdot cos \varphi . Единица активной мощности — ватт (W, Вт). Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом активной мощности является мощность, поглощаемая нагрузкой.

Реактивная мощность

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = UI sin φ. Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (var, вар). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: ~ Q = \sqrt{S^2 - P^2}

. Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом реактивной мощности является мощность, отраженная от нагрузки.

Необходимо отметить, что величина sinφ для значений φ от 0 до плюс 90 ° является положительной величиной. Величина sinφ для значений φ от 0 до минус 90 ° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sinφ реактивная мощность может быть отрицательной величиной. Но отрицательное значение мощности нагрузки характеризует нагрузку как генератор энергии. Активное, индуктивное, емкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии. Модуль величины Q = UI sinφ приблизительно описывает реальные процессы преобразования энергии в магнитных полях индуктивностей и в электрических полях емкостей. Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения. Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sinφ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Полная мощность

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: S = \sqrt{(P^2 + Q^2)}, где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (VA, ВА).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой: \stackrel{\longrightarrow}{S}=\stackrel{\longrightarrow}{P}+\stackrel{\longrightarrow}{Q}

Измерения

Литература

  • Бессонов Л. А. — Теоретические основы электротехники: Электрические цепи — М.: Высш. школа, 1978

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Что такое реактивная мощность и её компенсация

17.08.2017

Что такое реактивная мощность и что с ней делать.

Асинхронные двигатели, трансформаторы, газоразрядные и люминесцентные лампы, индукционные и дуговые печи и т.д. в силу своих физических свойств вместе с активной энергией потребляют из сети также и реактивную энергию, которая необходима для создания электромагнитного поля. В отличие от активной энергии, реактивная не преобразуется в другие виды – механическую или тепловую – и не выполняет полезной работы, однако вызывает потери при ее передаче. На Рис.1 изображены направления протекания тока при работе с реактивными нагрузками.

Тепловой компонент = полезная работа, циркулирующий компонент работы не совершает

Рис.1. Полная мощность.

Наличие в сети реактивной мощности (Q, Вар) характеризуется коэффициентом мощности (PF, cos ф) и является соотношением активной (P, Вт) к полной (S, ВА). Ниже можно увидеть зависимость полной мощности от ее составляющих как на векторной диаграмме, так и на более житейском уровне – бокале пива, где пиво является активной составляющей, а пена – реактивной. Никто же не хочет иметь бокал только с пеной?

Что такое коэффициент мощности?

Рис.2. Треугольник мощностей. Расчет коэффициента мощности.

При низких значениях коэффициента мощности в сети будет возникать ряд нежелательных явлений, которые могут привести к существенному уменьшению срока службы оборудования. Рекомендуется иметь cos ф не менее 0,9 (например, в Чехии за cos ф менее 0,95 штрафуют). Для этого разработан ряд мероприятий по регулированию баланса реактивной мощности в сети – компенсация реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности (КРМ).

Следует понимать, что реактивная мощность бывает двух характеров – индуктивная и емкостная. Нас интересует компенсация только первого типа, т.к. второй встречается редко. В нашем случае – сетях с индуктивной нагрузкой – для увеличения cos ф требуется устанавливать компенсационные конденсаторы. Но как это сделать?

Выбор способа компенсации предполагает определение места установки конденсаторов (зачастую в составе конденсаторной установки (далее КУ)). Существует три основных варианта:

  • Индивидуальная компенсация

Размещение конденсаторов у устройств с низким cos ф и включение одновременно с последними.

  • Групповая компенсация

Размещение конденсаторов у группы устройств (например, пожарных насосов).

  • Централизованная компенсация

Предусматривает установку КУ на главном распределительном щите. Если предыдущие варианты могли быть как регулируемыми, так и нет, то этот, как правило, регулируемый.

Способы компенсации реактивной мощности

Рис.3. Способы компенсации.

При правильном подборе КУ мероприятия по компенсации реактивной мощности позволяют:

  • существенно уменьшить нагрузку на трансформаторах, а следовательно уменьшить их нагрев и увеличить срок службы

  • при включении КУ в расчет при проектировании новых объектов, существенно уменьшить сечение проводников

  • при включении КУ в уже существующие сети, разгрузить их, повышая пропускную способность без реконструкции

  • снизить расходы на электроэнергию за счет снижения потери в проводниках

  • повысить стабильность напряжения (все) и качество электроэнергии (при использовании ФКУ)

Где мы можем сэкономить видно невооруженным глазом, но для начала придется и потратиться.

Во-первых, необходимо заказать проект, который следует доверить проверенной организации. Которая в свою очередь проведет ряд измерений или сделает расчеты для новых объектов и исходя из них даст рекомендации по способу компенсации, типу КУ и их параметрам.

Во-вторых, следует выбрать организацию-сборщика, которая соберет, установит и настроит наши КУ.

Схема конденсаторной установки Что может входить в состав КУ?

Рассмотрим максимально возможную комплектацию конденсаторной установки:

  1. Вводное устройство – автоматический выключатель, разъединитель предохранительный или выключатель нагрузки (при наличии еще одного вводного устройства, например, в ГРЩ).

  2. Защитные устройства ступеней – большинство производителей (например, ZEZ Silko) рекомендуют использовать плавкие вставки с характеристикой gG (см. таблицу ниже), но нередко можно встретить и защиту автоматическими выключателями.

  3. Коммутационное устройство (для статической компенсации НН) – контактор с токоограничевающей приставкой (контакты предварительного включения с сопротивлениями). Важно выбрать качественного производителя, т.к. через контактор при включении ступени проходят огромные токи (до 200Iе), обусловленные зарядом конденсатора, например, Benedict-Jager или Eaton (Moeller).

  4. Антирезонансные дроссели (реакторы) – используются для защиты от перегрузки токами конденсаторов при наличии в сети высших гармоник.

  5. Компенсационные конденсаторы – главный компонент всей установки – емкостной элемент. Читать подробнее о применении, конструкции и монтаже низковольтных цилиндрических компенсационных конденсаторов в предыдущей статье.

  6. Регулятор реактивной мощности – своего рода анализатор сети с функцией управления ступенями. В зависимости от модели разные регуляторы кроме основных параметров (U, I, P, cos ф, количество подключенных ступеней) контролируют и ряд дополнительных (нелинейные искажения, температура и т.д). Также могу быть и дополнительные функции, например, коммуникация или автонастройка.

* Рассмотрена только основная комплектация без оболочек и микроклимата, защиты вторичных цепей.

Номинальный ток 3-фазного конденсатора

[A]

3-фазн. компенсационная мощность при 400 V

[kvar]

Рекомендуемое сечение Cu проводников

[mm2]

Номинальный ток предохранителя

[A]

2,9

2

2,5

8

3,6

2,5

2,5

8

4,5

3,15

2,5

10

5,8

4

2,5

10

7,2

5

2,5

16

9

6,25

2,5

16

11,5

8

4

20

14,4

10

4

25

18,1

12,5

6

32

21,7

15

6

40

28,8

20

10

50

36,1

25

10

63

43,4

30

16

80

50,5

35

16

100

57,7

40

25

100

72,2

50

25

125

86,6

60

35

160

115,5

80

70

200

144,3

100

95

250

Таблица 1. Подбор предохранителей и проводников.

В заключение хочется напомнить, что неверно спроектированные, собранные и настроенные компенсационные установки или из материалов сомнительного происхождения имеют обыкновение громко выходить из строя.


Коммерческое предложение действительно на 18.07.2020 г.

Реактивная мощность: от возникновения к практике

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.
Возвращённая электрическая энергия

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 на графике

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.

Соотношения для вычисления напряжений

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!
Коэффициент мощности

Коэффициент мощности

Величина энергии, запасаемой полем, определяется размером индуктивности или емкости. Прочитаете в любом учебнике физики для ВУЗов (Курс физики Жданова и Маранджяна, т. 2, стр. 234), точнее – пропорциональна квадрату величины. Теория реактивной мощности предполагает: некая энергия запасается каждый период паразитной индуктивностью, емкостью, потом уходит во внешнюю цепь. Получается своеобразная циркуляция внутри колебательного контура. Сильно нагреваются соединительные провода, если индуктивность находится слишком далеко от ёмкости.

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.

Что такое реактивная мощность?

В настоящее время взаимоотношения энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии рассматриваются широким кругом лиц неэнергетического образования (коммерческие менеджеры, юристы и другие специалисты). Использование понятия реактивная мощность (реактивная энергия) в практике денежных расчетов между поставщиками и потребителями электроэнергии и наличие отдельных счетчиков активной и реактивной энергии вызывает у многих представление о поставке потребителям двух видов продукции. Это не так. По электрической сети не передаются электроны разного цвета — красные активной энергии и голубые реактивной. Так что же такое реактивная мощность и реактивная энергия?

Рассмотрим в самом простом виде свойства переменного тока. Переменный ток называют так не в том смысле, что его значение изменяется в процессе потребления энергии. Оно может оставаться и постоянным. Под переменным током в узком смысле понимают периодический ток, мгновенные значения которого в течение каждого небольшого периода (для переменного тока частоты 50 Гц это 1/50 доля секунды) проходят цикл изменения от минимального до максимального значения, и наоборот. Графически этот цикл отображается синусоидой. Переменным в этом смысле является и напряжение. В целом же для цепей, в которых и напряжение, и ток циклически изменяются, используется термин «цепи переменного тока».

В цепях переменного тока существует много элементов, которые разделены воздушными промежутками — обмотки высокого и низкого напряжения трансформаторов или статор и ротор вращающейся машины (двигателя и генератора) не имеют электрической связи между собой. Тем не менее электрическая энергия передается через это воздушное пространство, являющееся фактически непроводящим ток диэлектриком. Это происходит в связи с возникновением под действием переменного тока переменного магнитного поля в индуктивности, а под действием переменного напряжения — переменного электрического поля в емкости (в комбинации — электромагнитного поля). Полям, как известно, воздух не преграда. Переменное магнитное поле, образуемое одной из разделенных обмоток, постоянно пересекает своими магнитными линиями витки другой обмотки, наводя в ней электродвижущую силу. Ее величина такова, что вся мощность первичной обмотки переходит на вторичную обмотку. В конденсаторе те же самые функции осуществляет электрическое поле.

Магнитное и электрическое поля существуют вокруг любого проводника, который находится под напряжением и по которому идет ток. Теоретически можно передать мощность по воздуху с одной из параллельно проложенных линий на другую. Правда, чтобы передать существенную мощность, линии должны быть длиной в сотни тысяч километров. Для переброски через воздушные промежутки большой мощности в устройстве приемлемого размера нужно сильное магнитное поле, сконцентрированное в небольшом пространстве. Это достигается обматыванием вокруг металлического сердечника (ярма) многочисленных витков, расположенных близко друг к другу, и применением для изготовления сердечников специальной стали, обеспечивающей большую взаимоиндукцию.

Электромагнитная энергия непосредственно преобразуется в тепловую, механическую, химическую и другие виды полезной работы в элементах, обладающих активным сопротивлением, обозначаемым R. В элементах, представляющих собой индуктивность L и емкость С, электромагнитная энергия на половине периода запасается, а на второй половине периода возвращается в источник. При этом синусоида тока, создающего магнитное поле, всегда на четверть периода (90 эл. градусов) отстает от синусоиды напряжения, а синусоида тока, создающего электрическое поле, опережает.

Сопротивления таких элементов связаны с индуктивностью и емкостью и частотой f соотношениями: XL = 2πfL и XС = 1/2πfС. Из этих соотношений видно, что эти сопротивления существуют только в цепях переменного тока, а в цепях постоянного тока (f = 0) XL превращается в 0 (короткое замыкание), а XС — в бесконечность (разрыв цепи). В связи с возвратным характером их действия эти сопротивления называют реактивными, а ток, обусловленный обменной электромагнитной энергией, — реактивным током. Так как реактивный ток сдвинут относительно активного на 90°, то естественно, что полный ток определяется как корень квадратный из суммы квадратов активного и реактивного тока.

Прохождение через сеть «сдвинутого» тока можно сравнить с продвижением людей через проход, пропускная способность которого составляет, например, 10 человек одновременно. При этом в восьми рядах люди все время идут в одном направлении, а в двух рядах одни и те же люди то идут, то возвращаются. В результате число людей, перешедших на другую сторону, следует считать исходя из пропускной способности восемь человек, а проход все время загружен десятью рядами. Аналогична ситуация и с пропускной способностью электрической сети. Разница лишь в том, что активная и реактивная составляющие тока складываются не арифметически, а в квадрате, поэтому реактивная составляющая в меньшей степени занимает сечение. Для полноты сравнения можно считать, что два ряда людей ходят боком и потому занимают меньше места.

Полупериоды запасания и возврата электромагнитной энергии индуктивностью и емкостью сдвинуты на 180° (у первой ток сдвинут на -90°, а у второй на +90°), то есть они находятся в противофазе. Поэтому при наличии рядом сопротивлений XL = XС обменная часть электромагнитной энергии не возвращается в источник, а эти элементы постоянно обмениваются ею между собой. Уже должна возникнуть мысль, а не поставить ли у потребителя электроэнергии, в сетях которого полно индуктивностей, емкость? И пусть они обмениваются между собой этой частью электромагнитной энергии, разгрузив от нее сеть и предоставив ей возможность передавать только ту часть электромагнитной энергии, которая преобразуется в полезную работу? Эта операция и называется компенсацией реактивной мощности (КРМ).

Реактивная энергия не выполняет никакой работы в том смысле, что она не может, как активная энергия, превращаться в тепловую или механическую энергию. Так как в физике понятия энергии и работы тождественны, то, строго говоря, словосочетание «реактивная энергия» физически бессмысленно. Тем не менее, применение на практике этого условного понятия удобно. Раз уж возникает дополнительный ток, названный реактивным, то его произведение на напряжение вроде бы по-другому как мощностью не назовешь, а интегрирование мощности по времени формально называется энергией. Более того, сдвинув на 90° обмотку электрического счетчика, можно заставить его считать произведение на напряжение только тока, сдвинутого на 90°, — появляется наглядное подтверждение существования реактивной энергии (счетчик ведь показывает!).

Реактивный ток не только отнимает у активного тока часть пропускной способности сети, но и на его прохождение по проводам затрачивается определенная часть активной энергии, так как потери мощности ΔР = 3I²R, где I — полный ток. Счетчик активной энергии (по большому счету только ее и можно назвать энергией, поэтому он называется просто счетчик электроэнергии) покажет одно и то же значение и при наличии, и при отсутствии реактивной составляющей тока. Поэтому только по его показаниям нельзя правильно оценить режимы линий передачи электроэнергии (в приведенном выше примере счетчик будет показывать движение восьми рядов, полностью игнорируя два двигающихся туда и обратно). Для оценки же режима сети необходимо знать обе составляющие. Активная и реактивная составляющие полного тока по-разному влияют на напряжение в точках потребления энергии. Потери напряжения от передачи активной составляющей тока в подавляющей степени определяются сопротивлением R, а реактивной — сопротивлением XL. В элементах линий электропередачи обычно XL >> R, поэтому прохождение по сети реактивного тока приводит к гораздо большему снижению напряжения, чем активного тока той же величины.

Итак, в сети переменного тока нет ничего, кроме циклически изменяющихся мгновенных значений тока и напряжения, циклы которых сдвинуты относительно друг друга на некоторую часть периода. При графическом изображении их в виде векторов говорят, что они сдвинуты на некоторый угол φ. Поэтому анекдотический ответ студента на экзамене, что три провода нужны потому, что по первому передается напряжение, по второму ток, а по третьему cos φ, можно считать более близким к истине, чем представление о поставке потребителям двух видов продукции.

Источник: Ю. С. Железко. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии.

Видео о реактивной мощности:

Помощь студентам
Реактивная мощность - это... Что такое Реактивная мощность?

Реактивная мощность
        величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока (См. Переменный ток). Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз (См. Сдвиг фаз) φ между ними: Q = UI sinφ. Измеряется в Варах. Р. м. связана с полной мощностью (См. Полная мощность) S и активной мощностью (См. Активная мощность) Р соотношением: Мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности (см. Компенсирующие устройства).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Реактивная лампа
  • Реактивная сила

Смотреть что такое "Реактивная мощность" в других словарях:

  • реактивная мощность — Величина, равная при синусоидальных электрическом токе и электрическом напряжении произведению действующего значения напряжения на действующее значение тока и на синус сдвига фаз между напряжением и током двухполюсника. [ГОСТ Р 52002 2003]… …   Справочник технического переводчика

  • РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — электр. мощность в цепи переменного тока, расходуемая на поддержание вызываемых переменным током периодических изменений: 1) магнитного поля при наличии в цепи индуктивности; 2) заряда конденсаторов при наличии конденсаторов и проводов (напр.… …   Технический железнодорожный словарь

  • РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q =… …   Большой Энциклопедический словарь

  • РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — величина, характеризующая скорость обмена энергией между генератором переменного тока и магнитным (млн. электрическим) полем цепи, создаваемым электротехническими устройствами (индуктивностью и ёмкостью). Р. м. возникает в цепи при наличии сдвига …   Большая политехническая энциклопедия

  • Реактивная мощность — Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность 2 Мощность постоянного тока …   Википедия

  • реактивная мощность — 3.1.5 реактивная мощность (вар): Реактивная мощность сигналов синусоидальной формы какой либо отдельной частоты в однофазной цепи, определяемая как произведение среднеквадратических значений тока и напряжения и синуса фазового угла между ними.… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • реактивная мощность — reaktyvioji galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Menamoji kompleksinės galios dalis, skaičiuojama pagal formulę Q² = S² – P²; čia Q – reaktyvioji galia, S – pilnutinė galia, P – aktyvioji galia. Matavimo vienetas –… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • реактивная мощность — reaktyvioji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. reactive power; wattless power vok. Blindleistung, f; wattlose Leistung, f rus. безваттная мощность, f; реактивная мощность, f pranc. puissance déwatée, f; puissance réactive, f …   Fizikos terminų žodynas

  • реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними:… …   Энциклопедический словарь

  • реактивная мощность — reaktyvioji galia statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. reactive power vok. Blindleistung, f; wattlose Leistung, f rus. реактивная мощность, f pranc. puissance réactive, f …   Automatikos terminų žodynas


Реактивная мощность

Реактивная мощность представляет собой часть полной мощности, которая не производит работы, но необходима для создания электромагнитных полей в сердечниках магнитопроводов. Ее величина определяется конструктивными особенностями двигателей (оборудования), их режимами работы и характеризуется коэффициентом мощности – PF. В отечественной практике показателем реактивной мощности является значение cos (φ) и требования к нему находится в пределах 0,75 - 0,85 для нормального режима работы асинхронных двигателей, самого распространенного вида электрических машин в современной промышленности. Режимы работы электрических сетей предприятий могут значительно отличаться от этих значений. В таких случаях соотношение активных и реактивных мощностей могут измениться в худшую сторону, т.е. потребление реактивной мощности от поставщиков электроэнергии может увеличиться. Это приводит к дополнительным потерям в проводниках, вследствие увеличения тока, отклонения напряжения сети от номинального значения. В результате таких изменений параметров сети ухудшаются режимы работы как технологического (основного), так и энергетического (вспомогательного) оборудования – трансформаторов подстанций, кабелей (ускоренное старение изоляции).

Представим себе асинхронный электромотор, который работает на холостом ходу, едва не входя в синхронизм. В этом случае обмотка возбуждения имеет максимальную реактивную мощность, так как в короткозамкнутых витках ротора (беличьей клетке) практически не наводятся вихревые токи. С точки зрения источника питания эта конструкция представляет собой огромную индуктивную катушку с сотнями метров провода. На неё подается напряжение, которое не в состоянии создать электрический ток в таком количестве проводов, он, в свою очередь, и должен производить работу. В результате напряжение есть, а тока почти нет. Но этому двигателю и не нужно много энергии он работает вхолостую, преодолевая только сопротивление подшипников и вязкость воздуха. В данном случае нет синхронного воздействия на потребителя тока и напряжения.

На рисунке 1 изображен треугольник мощностей. P – активная мощность, Q – реактивная мощность, S – полная мощность, φ – сдвиг фаз между током и напряжением. Из треугольника мощностей видно, что при компенсации реактивной мощности будет снижаться и полная мощность потребляемая из сети.


Рисунок 1.

Конденсаторная установка для компенсации реактивной мощности

Как осуществляется компенсация реактивной мощности. Параллельно индуктивной нагрузке устанавливается емкостная. Напряжение не в силах быстро протолкнуть электрический ток через сотни метров проводов в статоре мотора. Но ток не будет из-за этого отставать от напряжения, он будет в это время заполнять (заряжать) батарею конденсаторов, включенную параллельно с мотором. И источник энергии не почувствует препятствия для протекания тока. Ток и напряжение для источника энергии будут работать синфазно.

Поэтому для разгрузки электрических сетей промышленных предприятий необходима компенсация реактивной мощности, т. е. оборудование, потребляющее реактивную мощность, должно быть оснащено соответствующими установками. Подключение установок компенсации реактивной мощности (КРМ, УКРМ) должно осуществляться как можно ближе к оборудованию потребителей с целью уменьшения влияния реактивных токов на силовые линии связи (кабельные и воздушные).

Что такое реактивная энергия или реактивная мощность?
W.Shop
Актуальные акции
Светильники бактерицидные
Светильники промышленные
Delux
Ecostrum
Electrum
E.next
Eurolamp
Horoz Electric
Lezard
Magnum
Sokol
Optima
Евросвет
Автоматика
Автоматический выключатель
Автоматы защиты двигателя
Воздушные автоматические выключатели
Силовые автоматические выключатели
Дифференциальная защита
Устройство защитного отключения
Лампы светодиодные
Delux
Ecostrum
ekoteX
Electrum
Enerlight
E.next
Eurolamp
ELM
Feron
Global
Horoz Electric
Ledlife
Ledex
Ledstar
Lezard
Magnum
Maxus
Mi-Light
Osram
Optima
Philips
Sokol
Venom
Videx
Brille
Евросвет
Комплектующие
[Подбор по характеристикам]
С цоколем Е14
С цоколем Е27
С цоколем Е40
С цоколем G4 и GU4
С цоколем G9
С цоколем G13 (T8)
С цоколем G24
С цоколем G53 и GX53
С цоколем GU5.3 и G5.3
С цоколем GU10
С цоколем R7s
С цоколем S14d и S14s
Высокомощные
Декоративные
Линейные
Потолочные
Рефлекторные
Стандартные
Специальные
PLS
Filament
Светильники светодиодные
Crystal
Delux
Ecostrum
ekoteX
Electrum
ELM
Enerlight
Enext
Erka
Eurolamp
Feron
Global
Horoz Electric
Intelite
Ledeffect
Ledex
Ledlife
Ledstar
Lezard
Magnum
Maxus
Nami lighting
Optima
Osram
Sokol
Venom
Videx
Евросвет
Комплектующие для светильников
Светкомплект
Velmax
Mi-Light
Z-Light
[Подбор по характеристикам]
Smart
Аварийные
Архитектурные
Безрамочные
Влагозащищённые
Врезные
Декоративные
для АЗС
ЖКХ
С датчиком движения
Кольцевые
Консольные
Купольные
Линейные
Магистральные
Накладные
Настенные
Настольные
Ночники
Подвесные
Потолочные
Прожекторы
Промышленные
Светодиодные модули
Светодиодные панели
Трековые
Торшерные
Точечные
Уличные
Универсальные
Кабель и провод
Светильники декоративные
Electrum
Maxus
Feron
Erka
Delux
Horoz Electric
Enext
Квадратные
Круглая
Линейные
Настольные
Овальные
Светильники гипсовые
Квадратные
Круглая
Светильники садово-парковые
Фонари светодиодные
Лампы люминесцентные
Electrum
Delux
Лампы энергосберегающие
Delux
Electrum
Eurolamp
Евросвет
Enext
Лампы газоразрядные
Electrum
Delux
E.next
Евросвет
Дизайнерские лампы
Eurolamp
Лампы галогенные
Eurolamp
Electrum
Osram
Delux
Enext
Horoz Electric
Бытовая электроника
Беспроводные звонки
Блоки защиты
Вилка
Вставка
Выключатель
Выключатели нагрузки
Двойник
Диммер
Дистанционные выключатели
Дроссель
Колодка
Модульные контакторы
Модульные устройства подачи команд и сигналов
Переходник
Предохранители и держатели предохранителей на DIN-рейку
Розетка
Розетки на DIN-рейку
Розетки с таймером
Рамка
Сетевые шнуры
Тройник
Удлинитель
Шнур
Энергосавер (карточного типа)
Кнопка
Заглушка
Комплекты
Лента светодиодная
Лампы накаливания
Electrum
Delux
Philips
Osram
Enext
Электрообогрев
Промышленный обогрев
Теплый пол
Терморегуляторы
Иллюминация
Конструкции
Комплектующие
Стабилизаторы и системы бесперебойного питания
Стабилизаторы напряжения
КПП и кабеленесущие системы
Аксессуары для кабеля
Кабельные хомуты КО
Колодцы кабельные
Короб кабельный пластиковый
Лотки металлические и аксессуары
Металлорукав и аксессуары
Системы прокладки кабеля в грунте
Трубы гофрированные и аксессуары
Трубы металлические и аксессуары
Трубы пластиковые и аксессуары
Детекторы
Уничтожители насекомых
Щиты в сборе
Монтажные наборы
ЯПРП
ЯРП
ЯТП
Аккумуляторы и батарейки
Аккумуляторы
Зарядные устройства
Батарейки
Датчики движения
Euroelectric
Electrum
Delux
Feron
E.next
Schneider
Horoz Electric
Maxus
Mi-Light
Z-Light
Евросвет
Силовое низковольтное оборудование
Выключатели-разъединители
Контакторы
Магнитные пускатели
Пакетные переключатели
Переключатели
Силовые предохранители
Устройства подачи команд и сигналов
Частотные преобразователи
Инструмент
Гидравлический инструмент
Изолированный инструмент
Инструмент для затяжки хомутов
Инструмент для обжимки наконечников
Инструмент для резки кабеля
Инструмент для сетевого провода
Инструмент для снятия изоляции
Мультиметры
Наборы инструментов
Отвертки
Отвертки-тестеры
Плоскогубцы, круглогубцы, кусачки
Ящики для инструментов
Измерительные инструменты
Многофункциональные инструменты
Инструмент обрабатывающий
Фен промышленный
Инструменты для скрепления
Краскораспылитель
Миксер
Пилы, лобзики
Дрели, шуруповёрты и перфораторы
Реле контроля и управления
Промежуточные реле
Реле защиты двигателя
Реле импульсное
Реле контроля напряжения
Реле мощности
Регуляторы температуры
Сумеречные реле
Таймеры и реле времени
Шкафы и корпуса
Климат-контроль щитовой
Корпуса металлические модульные
Корпуса металлические монтажные
Корпуса пластиковые модульные
Приборы учета, контроля и измерения
Шкафы пластиковые противоударные
Щиты этажные
Элементы систем компенсации реактивной мощности
Молниезащита и заземление
УЗИП
Элементы внешней молниезащиты
Элементы заземления
Приборы учета энергоресурсов
Счетчики электроэнергии
Аксессуары к счетчикам
Комплектующие (весь каталог)
Арматура для СИП
Балласты
Блоки питания
Все для монтажа
Диоды
Драйверы
Линзы
Патрон
Подложки
Светодиодные аксессуары
Солнечные батареи
Соединители
Средства подключения
Устройства управления
Светодиодные экраны
Умный дом
Зарядные устройства
Все для автомобиля
Мойки высокого давления
Пылесосы
Полировальные машины
Внешние аккумуляторы
Гайковерты
Автомобильные компрессоры
Стационарное оборудование
Настольные пилы
Режущие станки
Оборудование для мастерской
Стационарные рубанки
Деревообрабатывающие станки
Сверлильные станки
Ко
Полезна ли реактивная мощность? Важность реактивной мощности

Что такое реактивная мощность и почему она полезна?

В последние годы контроль реактивной мощности был предметом систематического исследования, поскольку он играет важную роль в поддержании безопасного профиля напряжения в крупномасштабной системе передачи. Хотя это побочный продукт систем переменного тока, он необходим для приемлемого функционирования различных электрических систем, таких как линии электропередачи, двигатели, трансформаторы и т. Д.

Это важно для работы всех большинства всех электромагнитных энергетических устройств для создания магнитного поля. В некоторых случаях он принудительно вводится в сеть энергосистемы для поддержания более высокого напряжения узла. Давайте кратко обсудим важность реактивной мощности . Is Reactive Power Useful? Importance of Reactive Power Is Reactive Power Useful? Importance of Reactive Power

Что такое реактивная мощность?

Это количество, которое стало фундаментальной концепцией для анализа и понимания электрической системы переменного тока.Как правило, эта величина определяется только для электрических систем переменного тока.

Примечание. Вы можете проверить забавное, но логичное определение реактивной мощности здесь.

Это один из компонентов общей мощности в цепи переменного тока, который берет свое начало в фазовом сдвиге между синусоидальным напряжением и формами тока. Он определяется как амплитуда колебаний мощности без чистой передачи энергии. Active and Reactive power Active and Reactive power

Это является следствием или побочным продуктом системы переменного тока, которая перемещается назад и вперед в силовом проводнике, т.е.течь к реактивным компонентам от источника в течение одного полупериода и обратно к источнику в течение другого полупериода сигнала переменного тока.

Следовательно, среднее значение мощности равно нулю, что означает, что нагрузка никогда не получает, потребляет реактивную мощность. В случае трехфазного контура, в любой момент реактивные мощности трех фаз равны нулю. Чтобы отличить активную мощность, которая выполняет полезную работу, реактивную мощность измеряют в «VAR», что означает «Вольт-ампер-реактивная», а не в ваттах.What is Reactive Power? Var What is Reactive Power? Var Это можно выразить как Q = S sin ϕ

Q = VI sin ϕ

Q = P tan ϕ

Где S = полная мощность и P = активная мощность.

Реактивная мощность временно сохраняется в виде электрических или магнитных полей, которые текут взад и вперед благодаря емкостным и индуктивным компонентам . Реактивная мощность может генерироваться, а также поглощаться элементами системы передачи энергии посредством шунтирования и последовательного реактивного сопротивления соответственно.

Как уже говорилось, это происходит из-за сдвига фаз, если ток через устройство отстает от напряжения, то устройство потребляет реактивную мощность.В зависимости от сдвига фаз между напряжением и током определяется величина потребляемой устройством реактивной мощности и потребления.

Поскольку реактивная мощность просто движется вперед и назад по линии (линия передачи или любой другой проводник), она действует как дополнительная нагрузка. Таким образом, реактивная мощность учитывается для всех кабелей, трансформаторов, распределительных устройств и другого электрического оборудования.

Это означает, что все эти установки должны быть рассчитаны на полную мощность, которая учитывает как активную, так и реактивную мощность.Если реактивная мощность существует в избыточных количествах, это значительно уменьшит коэффициент мощности системы и, следовательно, снизит эффективность работы. Это вызывает нежелательные падения напряжения, большие потери проводимости, чрезмерный нагрев и более высокие эксплуатационные расходы. Reactive power equipment Reactive power equipment

Чтобы преодолеть эти ограничения, методы компенсации реактивной мощности обычно используются в электрических системах передачи для повышения эффективности системы и даже для коррекции коэффициента мощности. С другой стороны, реактивная мощность важна для правильной работы электрооборудования по нескольким причинам, которые мы кратко обсудим в этой статье.

Цель этой статьи - дать нормальное утверждение, что достаточное количество реактивной мощности необходимо для работы многих электрических устройств, а также сети энергосистемы, и которое обеспечивается источниками реактивной энергии именно в том месте, где оно потребляется. ,

Источники и приемники реактивной мощности

Реактивная мощность вырабатывается или поглощается многими устройствами, подключенными к сети энергосистемы. Поэтому поток реактивной мощности через сеть контролируется этим оборудованием.Давайте посмотрим на эти реактивные источники энергии. Reactive power control by Alternator Sources and Sinks of Reactive Power Reactive power control by Alternator Sources and Sinks of Reactive Power

Генераторы: Синхронные машины, способные генерировать или поглощать реактивную мощность в зависимости от возбуждения постоянного тока на его обмотке возбуждения. Он генерирует реактивную мощность при избыточном возбуждении и поглощает реактивную мощность при недостаточном возбуждении. Это наиболее часто используемый источник реактивной мощности для контроля напряжения.

Конденсаторы и реакторы: Емкостные и индуктивные устройства используются последовательно и методом шунтирующей компенсации для управления реактивной мощностью, таким образом, для регулирования напряжения и стабильности системы.Емкостный компенсатор генерирует реактивную мощность, тогда как индуктивный компенсатор поглощает реактивную мощность.

Компенсация конденсаторов серии

обычно применяется для линий передачи для выработки реактивной мощности, когда это больше всего необходимо, в то время как шунтирующие конденсаторы устанавливаются на подстанциях в зонах нагрузки для выработки реактивной мощности и для поддержания напряжения в определенных пределах. Реакторы (шунт) в основном используются для поглощения реактивной мощности, чтобы снизить напряжение, а также для компенсации емкостной нагрузки в линии.

Линии передачи и подземные кабели : Линии передачи и кабели поглощают и генерируют реактивную мощность. Сильно нагруженная линия электропередачи потребляет реактивную мощность, уменьшая напряжение линии, в то время как слабо нагруженная линия электропередачи генерирует реактивную мощность, увеличивая напряжение линии.

Твердотельные преобразователи : В работе энергосистемы используется несколько твердотельных преобразователей, таких как преобразователи HVDC. Эти преобразователи всегда потребляют реактивную мощность, когда они работают.По этой причине большинство преобразователей используют устройства реактивной компенсации для управления потребностью реактивной мощности в преобразователях.

Трансформаторы: Для создания магнитного поля трансформатору нужна реактивная мощность, поэтому он поглощает реактивную мощность. Реактивная потребляемая мощность трансформатора зависит от номинальной и текущей нагрузки.

Нагрузки: Существует множество нагрузок, потребляющих реактивную мощность, которые оказывают большое влияние на напряжение и стабильность шины или системы.Некоторые из этих нагрузок включают в себя асинхронные двигатели, индукционные генераторы, дуговые печи, разряженное освещение, постоянные нагрузки, такие как (индукционный нагрев, отопление помещений, нагрев воды и кондиционирование воздуха.

Важность реактивной мощности

Реактивная мощность - это обе проблема и решение для сети энергосистемы . По нескольким причинам она играет важную роль в системе электроснабжения для различных функций, таких как удовлетворение требований по реактивной мощности, улучшение профилей напряжения, уменьшение потерь в сети, обеспечение достаточного резерва для обеспечения система безопасности в чрезвычайных ситуациях и ряд других функций.Давайте кратко обсудим некоторые причины, которые делают реактивную мощность очень важной.

  1. Управление напряжением

Importance of Reactive Power. Voltage Control by Reactive Power Importance of Reactive Power. Voltage Control by Reactive Power В целом, все электрооборудование рассчитано на удовлетворительную работу в определенных пределах номинального напряжения (то есть ± 6%) на клеммах потребителя. Изменения напряжения в основном вызваны изменением нагрузки на источник питания системы.

Если нагрузка на источник энергосистемы увеличивается, падение напряжения в компонентах энергосистемы увеличивается, в результате чего напряжение на клеммах потребителя уменьшается, и наоборот.Эти изменения напряжения в системе электропитания нежелательны, поскольку они отклоняют фактические характеристики оборудования на стороне потребителя, такого как лампы, двигатели и другое оборудование, чувствительное к изменениям напряжения.

Таким образом, система питания должна быть спроектирована таким образом, чтобы выдерживать эти колебания напряжения, обеспечивая оборудование для контроля напряжения в подходящих местах. Наиболее распространенный метод поддержания профиля напряжения заключается в подаче и поглощении реактивной мощности. Как правило, увеличение реактивной мощности вызывает повышение напряжения системы, тогда как уменьшение реактивной мощности вызывает падение напряжения.Reactive power and Voltage Control Reactive power and Voltage Control

Оборудование для контроля напряжения размещается в двух или более двух местах (избегая передачи реактивной мощности на большие расстояния из-за чрезмерных потерь реактивной мощности) в сети энергосистемы, поскольку в разных участках передачи будут различные падения напряжения и системы распределения, а также характеристики нагрузки будут различными в разных цепях энергосистемы.

Чаще всего это оборудование размещается на электростанциях, передающих подстанциях и фидерах.

Для управления напряжением в линии электропередачи используются различные методы, такие как управление возбуждением, трансформаторы с переключением ответвлений, шунтирующие конденсаторы, последовательные конденсаторы, синхронные конденсаторы и усилители. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. В зависимости от пригодности, доступности и дороговизны эти методы используются для управления напряжением на приемном конце.

В случае состояния высокой нагрузки (т.е. потребляемая реактивная мощность больше, чем потребляемая мощность), тем больше тока поступает от источника питания, что приводит к резкому падению напряжения на приемном конце.Если существует большее падение напряжения, это приводит к отключению генерирующих блоков, отказам оборудования и перегреву двигателей.

При этом условии автоматический рабочий механизм или реле активируют оборудование реактивной мощности так, что реактивная мощность увеличивается (например, увеличивается напряжение на клемме возбуждения генератора, чтобы обеспечить больше переменного тока для генератора), чтобы вернуть напряжение к номинальному значению. Это также достигается с помощью последовательных реакторов и последовательных конденсаторов.

В случае легкого нагружения (то есть, потребляемая мощность меньше, чем подача реактивной мощности), напряжение на приемном конце возрастает до большего значения. Это приведет к повреждению изоляции машин, снижению коэффициента мощности и автоматическому отключению оборудования.

При этом условии дополнительная реактивная мощность в линиях компенсируется автоматическими устройствами компенсации реактивной мощности, такими как синхронные конденсаторы, управление возбуждением от генератора переменного тока, шунтирующих конденсаторов и реакторов.

  1. Для удовлетворения потребности в реактивной мощности

Некоторым нагрузкам, таким как трансформаторы и преобразователи HVDC, для правильной работы требуется реактивная мощность. Когда нагрузка имеет большую потребность в реактивной мощности, произойдет падение напряжения.

По мере падения напряжения из источника будет потребляться больше тока для поддержания мощности, в результате чего линии будут потреблять больше реактивной мощности и, следовательно, падение напряжения будет продолжаться. Это приведет к падению напряжения, если напряжение упадет слишком низко.Это падение напряжения приводит к отключению генераторов, нестабильности системы и отключению другого оборудования, подключенного к энергосистеме. Reactive Power Demand By the Loads Reactive Power Demand By the Loads

Это падение напряжения связано с тем, что энергосистема не может обеспечить нагрузку реактивной мощности нагрузки, которая не удовлетворяется из-за нехватки выработки и передачи реактивной мощности.

Чтобы преодолеть это, источники реактивной мощности, такие как последовательные конденсаторы, подключаются к нагрузкам локально, где нагрузка требует реактивной мощности.Однако коммунальные предприятия взимают с потребителей плату за реактивную мощность, если нагрузки потребляют избыточную реактивную мощность сверх допустимой реактивной мощности.

  1. для уменьшения отключения электроэнергии

Reduce Electrical Blackouts by kVAR Reactive power Reduce Electrical Blackouts by kVAR Reactive power Недостаточная реактивная мощность в сети электроснабжения является основной причиной перебоев в подаче электроэнергии во всем мире. Как уже говорилось, недостаточное количество реактивной мощности вызывает падение напряжения, что в конечном итоге приводит к отключению генерирующих станций и различного оборудования.Некоторые из этих отключений включают в Токио 23 июля 1987 года; в Лондоне 28 августа 2003 года; в Швеции и Дании 23 сентября 2003 года.

  1. Для создания магнитного потока

Supplying Reactive Power to Motors-Produce Magnetic Flux by reactive power Supplying Reactive Power to Motors-Produce Magnetic Flux by reactive power Большинство индуктивных нагрузок, таких как двигатели, трансформаторы, балласты и оборудование для индукционного нагрева, требуют реактивной мощности для создания магнитного поля. В каждой электрической машине часть входной энергии, то есть реактивная мощность, расходуется на создание и поддержание магнитного потока для этого.Однако это приводит к снижению коэффициента мощности. Для достижения высокого коэффициента мощности конденсаторы обычно подключаются к этим устройствам для подачи реактивной мощности.

Это небольшая заметка о значении реактивной мощности. Надеюсь, вы получите представление об этой концепции. Возможно, у вас есть отличные знания по этой теме, поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь добавлять любые комментарии, опыт и дополнительную информацию по этой теме в разделе комментариев ниже.

.
Что такое реактивная мощность и почему она имеет значение?

читать | Доля:

Реактивная мощность имеет решающее значение для поддержания уровня напряжения в системе передачи.

Но что именно?

Используя аналогию с муниципальной системой водоснабжения, представьте, что напряжение равнозначно «давлению» в системе водоснабжения - без этого вода просто сидит в трубах и, если их слишком много, взрывается.Поэтому очень важно, чтобы давление воды было постоянным и постоянным.

Напряжение играет аналогичную роль в электрической системе в обеспечении стабильности потоков электроэнергии. Однако последствия несоблюдения напряжения в электрической системе гораздо более тяжелые, поскольку падение напряжения может серьезно повредить оборудование для генерации, передачи и распределения и привести к широко распространенным каскадным отключениям.

Реактивная мощность генерируется или поглощается электрическими генераторами (или, в некоторых случаях, устройствами, известными как «конденсаторы») для поддержания постоянного уровня напряжения, обычно называемого обеспечением «поддержки напряжения».«Генераторы, обеспечивающие поддержку напряжения, часто несут потери на нагрев, что приводит к снижению способности генерировать« реальную »мощность. Мы все больше знакомы с реальной силой: она зажигает лампочки, заводит моторы и заряжает айфоны. Критически важно, что реальная мощность - это то, что компенсируется на оптовых рынках электроэнергии RTO. Таким образом, когда системные операторы приказывают производителям генерировать или поглощать реактивную мощность для поддержания напряжения, они теряют способность генерировать реальную мощность и получать рыночные доходы RTO. Расчетная маржа по таким упущенным рыночным доходам выплачивается производителям, обеспечивающим поддержку напряжения посредством внереализационных платежей.

Основная проблема использования реактивной мощности для управления напряжением заключается в том, что реактивная мощность не распространяется так далеко, как реальная мощность в электрической системе. Во многих случаях самые дешевые источники реальной мощности расположены удаленно от центров нагрузки, и системные операторы должны контролировать уровни напряжения в центрах нагрузки, чтобы обеспечить поддержание постоянного уровня напряжения. Если уровни напряжения становятся слишком высокими или слишком низкими, генераторы в центре нагрузки работают для стабилизации уровней напряжения путем генерирования или потребления реактивной мощности.

Проблема реактивной мощности вышла на первый план на территории PJM Interconnection. По мере расширения зоны обслуживания PJM и использования более дешевой удаленной генерации для обслуживания центров нагрузки, PJM расширила свои возможности контроля напряжения за счет внедрения интерфейсов передачи. Такие интерфейсы измеряют потоки энергии по выбранным линиям электропередачи высокого напряжения в удаленные центры нагрузки, чтобы указать, когда необходимо дополнительное локальное генерирование (в пределах центра нагрузки) для поддержания уровней напряжения.

Еще несколько лет назад способность генерировать реактивную мощность в PJM воспринималась как должное. Поддержка напряжения обычно оказывалась устаревшими станциями, генерирующими базовую нагрузку, которые уже давно оплатили капитальные затраты на оборудование, необходимое для предоставления этой услуги, либо с помощью исторической регулируемой базы тарифов, либо положений о тарифах PJM, которые позволяют возмещать такие затраты.

Две тенденции изменили статус-кво. Во-первых, поскольку цены на природный газ снизились, объекты генерации базовой нагрузки, которые исторически обеспечивали поддержку напряжения (т.е.е. угольные заводы) больше не работают так же последовательно или экономически. В некоторых случаях они были запущены и работали с потерями, чтобы обеспечить реактивную мощность. Во-вторых, из-за экономической ситуации и предстоящих экологических норм многие из тех же объектов, генерирующих базовую нагрузку, в настоящее время требуют выхода на пенсию. Эти тенденции привели к значительным внебиржевым выплатам тем генераторам базовой нагрузки, поскольку они были направлены исключительно для обеспечения поддержки напряжения. В некоторых случаях контракты «Надежность должны работать» использовались для обеспечения работоспособности генерирующих мощностей в целях обеспечения реактивной мощности, включая некоторые угольные установки в Пенсильвании.

Итак, что все это значит для наших клиентов в будущем?

В связи с увеличением количества внебиржевых платежей за запросы на поддержку напряжения и выход на пенсию PJM провела модернизацию системы передачи, чтобы уменьшить основные проблемы с напряжением, расходы на которые несут плательщики. Ожидается, что разработка таких обновлений будет продолжена.

PJM в настоящее время начинает обсуждения по моделированию потребностей в реактивной мощности на своих рынках Day Ahead и Real Time, что означает, что рыночные цены могут начать отражать реактивную мощность.Кроме того, с увеличением распределенных ресурсов повышенное внимание уделяется обеспечению адекватной реактивной способности, особенно с учетом того, что высокое проникновение солнечной энергии требует большей реактивной мощности. Это может привести к необходимости возмещения капитальных затрат через рынки или тарифные планы PJM. Поскольку FERC фокусируется на ценообразовании - что в некотором смысле является кодом для поиска дополнительных доходов для производителей в эпоху низких цен на природный газ - существует вероятность того, что реактивная мощность станет более явным продуктом, который требует дополнительной компенсации.

Следите за новостями в блоге Direct Energy для дальнейшего развития политики и регулирования. Читайте о том, как законопроект 380 сената штата Калифорния может потенциально повлиять на цены на природный газ в Южной Калифорнии.

Опубликовано: 23 мая 2016 г.

,
Какова связь между активной мощностью и реактивной мощностью? Как мы можем изменить реактивную мощность на активную мощность?

Мы знаем, что реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, рассеивают нулевую мощность, но тот факт, что они падают напряжение и потребляют ток, создает обманчивое впечатление, что на самом деле они действительно рассеивают мощность. Эта «фантомная мощность» называется реактивной мощности , и она измеряется в единицах, называемых Вольт-ампер-реактивная (VAR), а не в ваттах.Математическим символом реактивной мощности является (к сожалению) заглавная буква Q. Фактическая величина мощности, используемой или рассеиваемой в цепи, называется истинной мощности , и она измеряется в ваттах (обозначается заглавной буквой P, как всегда). Комбинация реактивной мощности и истинной мощности называется полной мощности и представляет собой произведение напряжения и тока цепи без привязки к фазовому углу. Кажущаяся мощность измеряется в единицах Вольт-ампер (ВА) и обозначается заглавной буквой S.

Как правило, истинная мощность является функцией диссипативных элементов схемы, обычно сопротивлений (R). Реактивная мощность является функцией реактивного сопротивления цепи (X). Кажущаяся мощность является функцией полного сопротивления цепи (Z). Поскольку мы имеем дело со скалярными величинами для расчета мощности, любые сложные начальные величины, такие как напряжение, ток и полное сопротивление, должны быть представлены их полярными величинами , а не действительными или воображаемыми прямоугольными компонентами. Например, если я рассчитываю истинную мощность по току и сопротивлению, я должен использовать полярную величину для тока, а не просто «реальную» или «мнимую» часть тока.Если я вычисляю кажущуюся мощность по напряжению и импедансу, обе эти ранее сложные величины должны быть уменьшены до их полярных величин для скалярной арифметики.

Существует несколько степенных уравнений, связывающих три типа мощности с сопротивлением, реактивным сопротивлением и импедансом (все используют скалярные величины):

Обратите внимание, что для расчета истинной и реактивной мощности существует два уравнения. Для расчета кажущейся мощности доступны три уравнения, для которых P = IE используется только , а для этой цели - только .Изучите следующие цепи и посмотрите, как эти три типа мощности взаимосвязаны: чисто резистивная нагрузка на рисунке Белв, чисто реактивная нагрузка на рисунке Белв и резистивная / реактивная нагрузка на рисунке Белв.

Только резистивная нагрузка:

Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто резистивной нагрузки.

Только реактивная нагрузка:

Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто реактивной нагрузки.

Резистивная / реактивная нагрузка:

Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для резистивной / реактивной нагрузки.

Эти три типа власти - истинная, реактивная и очевидная - связаны друг с другом в тригонометрической форме. Мы называем это энергетическим треугольником : (рисунок белу).

Силовой треугольник, связывающий кажущуюся мощность с истинной мощностью и реактивной мощностью.

Используя законы тригонометрии, мы можем определить длину любой стороны (количество любого типа мощности), учитывая длину двух других сторон или длину одной стороны и угол.

  • ОБЗОР:
  • Мощность, рассеиваемая нагрузкой, называется истинной мощности . Истинная мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).
  • Мощность, которая просто поглощается и возвращается в нагрузке благодаря своим реактивным свойствам, называется реактивной мощностью . Реактивная мощность обозначается буквой Q и измеряется в единицах вольт-ампер-реактив (VAR).
  • Общая мощность в цепи переменного тока, как рассеиваемая, так и поглощаемая / возвращаемая, называется полной мощности .Кажущаяся мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА).
  • Эти три типа силы тригонометрически связаны друг с другом. В прямоугольном треугольнике P = соседняя длина, Q = противоположная длина и S = ​​длина гипотенузы. Противоположный угол равен фазовому углу полного сопротивления (Z).
,
Разница между активной и реактивной мощностью (со сравнительной таблицей)

Наиболее существенным различием между активной и реактивной мощностью является то, что активная мощность - это фактическая мощность, которая рассеивается в цепи. Принимая во внимание, что реактивная мощность - бесполезная мощность, которая течет только между источником и нагрузкой. Другие различия между активной и реактивной мощностью объяснены ниже в сравнительной таблице.

Активная, полная и реальная мощность индуцируется в цепи только тогда, когда их ток отстает от приложенного напряжения на угол Φ.Прямоугольный треугольник, показанный ниже, показывает соотношение между активной, реактивной и полной мощностью.

active-power

power-factor

Где, S - полная мощность
Q - реактивная мощность
P - активная мощность

Сравнительная таблица

.
Основа для сравнения Активная мощность Реактивная мощность
Определение Активная мощность - это реальная мощность, которая рассеивается в цепи. Мощность, которая движется взад и вперед между нагрузкой и источником, такой тип мощности известен как реактивная мощность
Формула reactive-power active-power-1
Измерительный блок Ватт VAR
Представлено P Q
Причины Вырабатывает тепло в нагревателе, свет в лампах и крутящий момент в двигателе. Измеряет коэффициент мощности цепи.
Измерительный прибор Ваттметр VAR Meter

Определение активной мощности

Мощность, которая рассеивается или выполняет полезную работу в цепи, называется активной мощностью. Измеряется в ваттах или мегаваттах. Активная мощность обозначается заглавным алфавитом P. Среднее значение мощности в цепи определяется выражением.

difference-between-active-and-reactive-power-equation-1

Активная мощность определяет цепь и нагрузку.

Определение реактивной мощности

Реактивная мощность перемещается между источником и нагрузкой цепи. Эта сила не делает никаких полезных работ на нагрузку. Q представляет реактивную мощность, и она измеряется в VAR. Реактивная мощность сохраняется в цепи и разряжается асинхронным двигателем, трансформатором или соленоидами.

difference-between-active-and-reactive-power-equation-2

Основные различия между активной и реактивной мощностью

  • Активная мощность - это реальная мощность, потребляемая нагрузкой.Принимая во внимание, что реактивная сила - бесполезная сила.
  • Активная мощность - это произведение напряжения, тока и косинуса на угол между ними. Принимая во внимание, что реактивная мощность - это произведение напряжения и тока на синус угла между ними.
  • Активная мощность - это реальная мощность, и она измеряется в ваттах. При этом реактивная мощность измеряется в VAR.
  • Буква P представляет активную мощность, а Q представляет реактивную мощность.
  • Крутящий момент, который развивается в двигателе, тепло, рассеиваемое в нагревателе, и свет, излучаемый лампами, все это создает из-за активной мощности.Реактивная мощность определяет коэффициент мощности цепи.
  • Ваттметр измеряет активную мощность, а измеритель VAR используется для измерения полной мощности.

Заключение

Активная мощность выполняет полезную работу в цепи. И реактивная мощность просто течет в цепи, не делая никакой полезной работы.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *