категории: Препоръчани статии » Новаци електротехници
Брой преглеждания: 525960
Коментари към статията: 16

Какво е реактивна сила и как да се справим с нея

 


реактивна мощностФизика на процеса и практика на използване на единици за компенсация на реактивна мощност

За да разберем понятието реактивна мощност, първо си припомняме какво е електрическа енергия. Електрическа мощност Е физическо количество, характеризиращо скоростта на генериране, предаване или потребление на електрическа енергия за единица време.

Колкото по-голяма е мощността, толкова повече работа може да свърши електрическата инсталация за единица време. Измервана мощност във ватове (продукт Volt x Ampere). Моментното захранване е резултат от моментните стойности на напрежението и силата на тока в някаква част от електрическата верига.


Процесна физика

В веригите за постоянен ток стойностите на мигновената и средната мощност за определен период от време съвпадат, но концепцията за реактивната мощност отсъства. В променливотокови вериги това се случва само ако натоварването е чисто активно. Това е например електрически нагревател или лампа с нажежаема жичка. При такова натоварване в променливотоковата верига фазата на напрежението и тока съвпадат и цялата мощност се прехвърля към товара.

Ако натоварването е индуктивно (трансформатори, електродвигатели), токът изостава фазата на напрежението, ако натоварването е капацитивно (различни електронни устройства), тогава фазовият ток изпреварва напрежението. Тъй като токът и напрежението не съвпадат във фаза (реактивно натоварване), само част от мощността (пълната мощност) се прехвърля към товара (консуматор), който може да бъде прехвърлен към товара, ако фазовото изместване е било нулево (активно натоварване).


Активна и реактивна мощност

Обажда се частта от общата мощност, която е била прехвърлена на товара през периода на променлив ток активна мощност, Тя е равна на продукта текущи стойности на напрежение и ток върху косинуса на фазовия ъгъл между тях (cos φ).

Извиква се силата, която не се предава на товара, но води до загуби при отопление и радиация реактивна мощност, Той е равен на произведението на текущите стойности на тока и напрежението по синуса на фазовия ъгъл между тях (sin φ).

По този начин реактивната мощност е стойност, характеризираща натоварването, Измерва се във волтово-реактивни ампери (var, var). На практика понятието косину фи се среща по-често като количество, характеризиращо качеството на електрическата инсталация от гледна точка на икономия на енергия.

реактивна мощност

Всъщност, колкото по-голям е cos φ, толкова повече енергия, подавана от източника, навлиза в товара. Така че можете да използвате по-малко мощен източник и по-малко енергия се губи.


Реактивна мощност на битовите потребители

Така че потребителите на променлив ток имат такъв параметър като коефициент на мощност cosφ.

AC графика

На графиката токът се измества 90 ° (за яснота), тоест една четвърт от периода. Например електрическото оборудване има cosφ = 0,8, което съответства на ъгъл на аркос 0,8 ≈ 36,8 °. Това изместване се дължи на наличието на нелинейни компоненти в консуматора на електроенергия - кондензатори и индуктивности (например намотки на електродвигатели, трансформатори и електромагнити).

За да разберем по-нататък какво се случва, е необходимо да се вземе предвид фактът, че колкото по-голям е коефициентът на мощност (максимум 1), толкова по-ефективно потребителят използва електричеството, получено от мрежата (тоест, повече енергия се преобразува в полезна работа) - това натоварване се нарича резистивно.

С резистивен товар токът във веригата съвпада с напрежението. А при нисък коефициент на мощност натоварването се нарича реактивно, тоест част от консумираната мощност не върши полезна работа.

Таблицата по-долу показва класификацията на потребителите по коефициент на мощност.

AC потребителска класификация

AC потребителска класификация

Следващата таблица показва коефициента на мощност на домакинските потребители на електроенергия.

Коефициент на мощност на домакински електрически уреди

Коефициент на мощност на домакински електрически уреди

Хумор електротехник

Какво е реактивната мощност? Всичко е много просто!

Какво е реактивната мощност?

Методи за компенсация на реактивната мощност

Методи за компенсация на реактивната мощностОт горното следва, че ако натоварването е индуктивно, тогава той трябва да се компенсира с помощта на кондензатори (кондензатори) и обратно, капацитивният товар се компенсира с помощта на индуктори (дросели и реактори). Това помага за увеличаване на косинус phi (cos φ) до приемливи стойности от 0,7-0,9. Този процес се нарича компенсация на реактивна мощност.


Икономическият ефект на компенсация на реактивната мощност

Икономическият ефект от въвеждането на съоръжения за компенсация на реактивна мощност може да бъде много голям. Според статистиката, това прави от 12 до 50% от плащането за електроенергия в различни региони на Русия. Инсталирането на компенсация на реактивната мощност се изплаща за не повече от година.

За проектираните съоръжения въвеждането на кондензатор на етапа на разработка позволява да се спестят разходите на кабелните линии чрез намаляване на напречното им сечение. Автоматичната кондензаторна инсталация например може да повиши cos φ от 0,6 до 0,97.


данни

Методи за компенсация на реактивната мощностТака инсталациите за компенсация на реактивната мощност носят осезаеми финансови ползи. Те също така ви позволяват да поддържате оборудването в работно състояние по-дълго.

Ето няколко причини, поради които това се случва.

1. Намаляване на натоварването на силови трансформатори, увеличаване във връзка с това техния експлоатационен живот.

2. Намаляване на натоварването на проводниците и кабелите, възможността да се използват кабели с по-малко напречно сечение.

3. Подобряване на качеството на електроенергията от потребителите на електроенергия.

4. Премахване на възможността за глоби за намаляване на cos φ.

5. Намаляване на нивото на по-високи хармоници в мрежата.

6. Намаляване на нивото на потребление на електроенергия.

Вижте също на electrohomepro.com:

  • Има ли реактивно електричество?
  • Опции за компенсация на реактивната енергия в дома с помощта на спестяващата кутия
  • Какво е индуктивно и капацитивно натоварване?
  • Механични и електрически характеристики на индукционни двигатели
  • Седем начина за борба със загубите в въздушните енергийни мрежи

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написа: Constantin | [Цитиране]

     
     

    Коефициент на мощност е съотношението на активната мощност (ватове, киловати) към видимата мощност (волт-ампери, киловолт-ампери). Коефициентът на мощност в общия случай винаги е по-малък от единство. Само с чисто активно натоварване (осветителни уреди, отоплителни устройства) тя е равна на единство. Стойността на коефициента на мощност определя частта от привидната (пълна) мощност на генератора или трансформатора, която те могат да дадат на електрическия приемник под формата на активна мощност.

     
    Коментари:

    # 2 написа: | [Цитиране]

     
     

    Благодаря ви много, наистина разбираема информация.

     
    Коментари:

    # 3 написа: Андрю | [Цитиране]

     
     

    Това е само статията, която забравих да добавя, че по-голямата част от реактивната мощност се връща обратно в електрическата система! Ако обяснявате на пръстите, токът тече през проводника от двете страни едновременно, ако има разногласия - от генератора до товара и от товара (той връща енергия) към генератора. И естествено, това е възможно само при променлив ток. А потребителят ПЛАЩА за енергия, която всъщност не използва! Следователно някои неща (като например понижаване на нивото на потребление) се случват само на практика поради идиотския принцип, че измервателният апарат взема предвид преминаващата енергия и КЪДЕ отива на барабана. Разбира се, компенсацията е нещо необходимо, но в по-голямата си част за енергийните компании. Е, ако мислите логично - как въвеждането на ДОПЪЛНИТЕЛЕН елемент със загуби във веригата може да повиши неговата ефективност ???? Но като метод за борба с хармониците и слягане (превишения) на напрежението в една линия, той е ефективен, защото съвпадение генератор и зареждане. Естествено могат да се използват по-тънки проводници (за теоретично cos = 0, токът в проводника ще се удвои, защотоще тече през жицата в двете посоки една и съща СИМУЛТАННО). Натоварването на устройствата за управление и разпределение също ще намалее поради същото. И генераторите с трансформатори с обратен ток не харесват. И тези процеси се случват по време на ВСЯКА промяна в натоварването (ако тя не е чисто активна, което в общи линии не се случва наистина, дори обикновена лампа има незначителна индуктивност). През 70-те години в Съединените щати, поради ОТКАЗВАНЕ, централата веднага под линията, поставена под сто разпределителни трансформатори в няколко щата ...

     
    Коментари:

    # 4 написа: | [Цитиране]

     
     

    Андрей, електромерите за домакинството са „активни електромери“. С всички произтичащи от това. Те не отчитат реактивната енергия.

     
    Коментари:

    # 5 написа: MaksimovM | [Цитиране]

     
     

    АндрюПърво, централата винаги се захранва от няколко електропровода. И дори ако централата е напълно обезвъздушена, което по принцип е невъзможно, тъй като винаги има няколко независими източника на енергоснабдяване, това не може да послужи като причина за обеззаразяване на разпределителни подстанции. Заводът работи - натоварването е на подстанциите, инсталацията се е затворила - товарът е намалял с някаква стойност. Това не е авариен режим за електрозахранването. Може само обратното - централата се обезвъздушава в резултат на обеззаразяването на няколко подстанции.

    Косин фи (коефициент на мощност) е съотношението на активната мощност към общото потребление на енергия. По принцип тя не може да бъде равна на нула. Всички трансформатори, разположени на подстанции, проектирани за определена мощност и тази мощност е пълна, тоест като се вземе предвид активният и реактивен компонент. Консумираната електрическа енергия, макар и активна, дори реактивна, винаги върви в една посока. Мощността може да има различна посока на транзитните линии на подстанции, в този случай, в зависимост от състоянието на определен участък от електроенергийната система, активната и реактивната мощност могат да имат различна посока (консумация или връщане на електрическа енергия).

     
    Коментари:

    # 6 написа: БАБ | [Цитиране]

     
     

    Скъпи приятели (авторът на статията и коментар), не съм съгласен с вас по всичко, но няма да обсъждам това. Искам да заявя моето виждане за физиката на процеса. Като цяло в природата такъв тип енергия (сила) като "Реактивна", разбира се, не съществува. Но има концепция: Реактивна енергия (мощност). Тази концепция характеризира явлението, което се случва в електрически вериги на променлив ток. Същността на явлението е проста. Индуктивните и капацитивни елементи създават (възникват) магнитни и електрически полета. При вериги с променлив ток тези полета са естествено също променливи. Енергията се изразходва за създаването на тези полета. Например, когато ток тече в индуктивност, възниква магнитно поле. Освен това, когато токът се увеличава, енергията от електрическата мрежа (т.е. от генератора) се изразходва за създаване на това поле, а когато токът намалява, енергията, съхранявана в индуктивността, се връща в мрежата. Очевидно е, че за всеки период магнитното поле се удвоява от нула до максимум и два пъти намалява в обратна посока. Подобно явление се случва в резервоара. Само в капацитета електрическите полета осцилират и това се случва синхронно с промяна на напрежението. Фазите на трептене на електрически полета в капацитет и магнитни полета в индуктивност винаги са в антифаза. Подобни явления се срещат в механичните системи: например, когато пружината се компресира, се изразходва енергия, а когато не се стиска, запаметената потенциална енергия се освобождава (защо не капацитетът?), Или например, за да се изпомпва вода с постоянна скорост в затворена водоснабдителна система, отнема известно време, докато помпата работи, ако след това помпата изключете, тогава циркулацията на водата ще продължи известно време по инерция поради запаметената кинетична енергия (това е аналог на индуктивността).

    Заключение: Реактивната енергия не е някакъв специален вид енергия, а електрическата енергия, която периодично се консумира и доставя на реактивни елементи в вериги с променлив ток.

    PS. - Реактивната енергия (мощност) може да бъде измерена, което означава, че съществува.

     
    Коментари:

    # 7 написа: | [Цитиране]

     
     

    Единственото, с което се съгласявам с автора, е, че има много легенди около концепцията за „реактивна енергия“ ... Очевидно авторът е изложил собственото си отмъщение ... Объркан ... противоречив ... всякакъв вид изобилие: "' идва, енергията отива ... "Резултатът като цяло беше шокиращ, истината беше обърната с главата надолу:" Заключение - реактивният ток кара проводниците да се нагряват, без да вършат никаква полезна работа "Господине, скъпи! отоплението вече работи !!! Моето мнение, тук хората с технически опит без векторна диаграма на синхронен генератор под товар не могат да сглобят правилно описанието на процеса и за тези, които се интересуват, мога да предложа проста опция, без фантазия.

    Така че за реактивната енергия. 99% електроенергия с напрежение 220 волта или повече се генерира от синхронни генератори. Използваме различни електрически уреди в ежедневието и работата, повечето от тях „затоплят въздуха“, отделят топлина до една или друга степен… Почувствайте телевизора, компютърния монитор, аз дори не говоря за кухненската електрическа фурна, навсякъде, където е топло. Това са всички консуматори на активна мощност в захранването на синхронен генератор. Активната мощност на генератора е безвъзвратната загуба на генерирана енергия от топлина в проводници и устройства. За синхронен генератор прехвърлянето на активна енергия се придружава от механично съпротивление на задвижващия вал. Ако вие, драги читателю, завъртете генератора ръчно, веднага бихте почувствали повишена устойчивост на вашите усилия и това би означавало това, някой включи допълнителен брой нагреватели във вашата мрежа, тоест активното натоварване се увеличи. Ако имате дизел като генератор, бъдете сигурни, че разходът на гориво се увеличава със светкавична скорост, защото именно активното натоварване изразходва вашето гориво. С реактивната енергия е различно ... Ще ви кажа, невероятно е, но някои потребители на електроенергия са източници на електричество, макар и за много кратък момент, но те са. И ако вземем предвид, че променливият ток на индустриалната честота променя посоката си 50 пъти в секунда, тогава такива (реактивни) потребители прехвърлят енергията си в мрежата 50 пъти в секунда. Знаете как в живота, ако някой добави нещо към оригинала си, без последствия това не остава. Така че тук, при условие че има много реактивни потребители или те са достатъчно мощни, синхронният генератор се вълнува. Връщайки се към предишната ни аналогия, където сте използвали мускулната си сила като задвижване, ще забележите, че въпреки факта, че не сте променили ритъма чрез завъртане на генератора или не сте почувствали скок на съпротивление на вала, светлините в мрежата ви изведнъж угаснаха. Парадокс, харчим гориво, въртим генератора с номинална честота, но в мрежата няма напрежение ... Уважаеми читателю, изключете реактивните консуматори в такава мрежа и всичко ще бъде възстановено. Без да навлизаме в теория, възбуждането възниква, когато магнитните полета вътре в генератора, полето на възбудителната система, въртяща се заедно с вала и полето на неподвижната намотка, свързана към мрежата, се въртят в обратна посока, като по този начин се отслабват взаимно. Генерирането на електроенергия намалява с намаляването на магнитното поле вътре в генератора. Технологията е отишла далеч напред, а съвременните генератори са оборудвани с автоматични регулатори на възбуждане и когато реактивните потребители „провалят” напрежението в мрежата, регулаторът веднага ще увеличи тока на възбуждане на генератора, магнитният поток ще се върне в нормално състояние и напрежението в мрежата ще се възстанови. Ясно е, че токът на възбуждане има активен компонент, така че моля добавете гориво и дизел ..Във всеки случай реактивното натоварване се отразява негативно на работата на електрическата мрежа, особено когато реактивният консуматор е свързан към мрежата, например, асинхронен електромотор ... Със значителна мощност на последния всичко може да свърши зле, случайно. В заключение мога да добавя за любознателен и напреднал противник, че има и реактивни потребители с полезни свойства. Това са всички, които имат електрически капацитет ... Свържете такива устройства към мрежата и електрическата компания вече ви дължи)). В чист вид това са кондензатори. Те също отделят електричество 50 пъти в секунда, но в същото време магнитният поток на генератора, напротив, се увеличава, така че регулаторът може дори да намали тока на възбуждане, спестявайки разходи. Защо не бяхме направили резервация по този въпрос преди ... защо ... Уважаеми читателю, обиколете къщата си и потърсете капацитивен потребител на струя ... няма да намерите ... Освен ако не разглобите телевизор или пералня ..., но няма да е полезно .... <

     
    Коментари:

    # 8 написа: | [Цитиране]

     
     

    Е, сякаш 50 Hz е промяна в посоката на тока 100 пъти в секунда, отне още 1 година ... Така че всички са грамотни.

     
    Коментари:

    # 9 написа: | [Цитиране]

     
     

    Евгений, през първата година на семинарията или в Института по физическо възпитание? Няма да бъде обезчестен! Този, който има мозък, е научил дори в клас по този начин в 7-ми до 8-ми, че херцът е пълен период на трептене в секунда! Т.е. със синусоидална форма на вълната с честота 50 Hz, знакът се променя на противоположните 50 пъти в секунда, но полувълната ще бъде вече 100! Вие четете тук, по дяволите го приема: електротехниката сега стана като езическа вяра: цялото мракобесие и ерес ...

     
    Коментари:

    # 10 написа: | [Цитиране]

     
     

    Приятели, като намалявате реактивността, вие намалявате активните, факт е! Броячът ще покаже и това!

    Помнете елементарната физика!

    За да разберете показателя за активна мощност, е необходимо да се знае общата мощност, за нейното изчисление се използва следната формула: S = U \ I, където U е напрежението на мрежата, а I е текущата сила на мрежата.

    Изчисляването на активната мощност взема предвид фазовия ъгъл или коефициент (cos), тогава: S = U * I * cos

    Затова вземете кърлежи, измерете реагент, ако е по-малко от 0,9, сложете кондери с подходяща оценка и ще се радвате!

     
    Коментари:

    # 11 написа: Анатолий | [Цитиране]

     
     

    Всичко това е правилно, но ако поставим диоден мост във веригата с кондензатор (всички загуби на активна мощност за загряване на диодния мост и кондензатор, разбира се, ще бъдат взети под внимание от брояча като активна мощност), а след като свържете диодния мост, свържете електролитичния кондензатор, тогава той ще се зареди до максимум мрежово напрежение, след което, няма начин за неговото разреждане, ще започне да стои заредено при максимално мрежово напрежение. Времето за зареждане може да бъде произволно дълго, но кондензаторът консумира само ток от мрежата през диодния мост, като постепенно натрупва своя заряд и увеличава напрежението върху своите плочи до максималното напрежение на мрежата, а кондензаторът консумира само тока, който е на 90 фази градуса пред фазовото напрежение, т.е. реактивен ток от мрежата. Да, кондензаторът не върна заряда си към електрическата мрежа през следващото тримесечие на периода, както би трябвало да направи, ако беше свързан към електрическата мрежа без диоден мост. И тогава мощността на кондензатора, без да се вземат предвид активните загуби, дължащи се на нагряване на неговите плочи, би се считала за чисто реактивна мощност. Но кондензаторът беше зареден с ток от източник на ток под формата на диоден мост и този ток беше реактивен ток по отношение на електрическата мрежа, тъй като във веригата към диодния мост има друг кондензатор. Тоест, измервателният апарат не е взел предвид тази електрическа мощност, тъй като тя е била реактивна мощност и токът изпреварва напрежението с почти ъгъл от 90 електрически градуса, а измервателният апарат като активна мощност взема предвид само мощността, която съвпада във фаза с тока. В този случай електролитичният кондензатор, свързан след диодния мост, вече не може да се разрежда към мрежата; след зареждане до максималното напрежение на мрежата, той ще остане в заредено състояние.Тоест, част от електрическата енергия, която не се взема предвид от електромера, се избира от електрическата мрежа. Ако кондензаторът се разрежда достатъчно бързо до някакъв товар, като резистор, тогава зарядът, натрупан от електролитичния кондензатор, се преобразува в топлинна енергия и той ще загрее резистора. Кондензаторът отново ще се зарежда от мрежата. Ако ток протича непрекъснато през резистора, кондензаторът ще изглади пулсациите на изправеното напрежение, презареждайки се от мрежата с реактивен ток. Но в същото време през самия резистор ще тече изправен реактивен ток. Величината на спада на напрежението през резистора ще зависи от величината на неговото съпротивление. Постоянният компонент на тока през резистора няма да може да повлияе на електрическия ъгъл между тока и напрежението в частта на веригата към диодния мост, тъй като напрежението след диодния мост е 1,41 пъти по-високо от напрежението към диодния мост. Разбира се, поради факта, че напрежението на натоварване на диодния мост съвпада във фаза с изтичането при пулсационния ток и пулсациите на ректифицираното напрежение са напълно изгладени, глюкомерът няма да вземе предвид част от мощността на натоварването като активната мощност в мрежата с променлив ток. За голяма мощност на натоварване такава схема е неприемлива поради размера на кондензаторите и високите токове. Но такава схема се използва в схемите за захранване на LED лампи с баластен кондензатор. Ако вместо баластен кондензатор е инсталиран баластен резистор, консумацията на енергия на LED лампата веднага се увеличава 20-25 пъти поради големи загуби при нагряване на баластния резистор. Такава схема може да се използва само при ниски мощности и изключително за преобразуване на електрическа енергия в топлина, например, в топла енергия върху вътрешното съпротивление на светодиодите с излъчване на светлина.

     
    Коментари:

    # 12 написа: Сергей | [Цитиране]

     
     

    Всички коментатори са толкова умни, пишете или копирате коментари от различни сайтове или книги. Затова ми кажете, какво живеем в такъв задник, че трябва сами да изучаваме видовете енергия и какво работи и за какво плащаме. Уважение към автора.

     
    Коментари:

    # 13 написа: хамстер | [Цитиране]

     
     

    в коментарите е написано още по-лошо, отколкото в статията - никой не е ясен

     
    Коментари:

    # 14 написа: шевиот | [Цитиране]

     
     

    И какъв трик е този вид. Активната енергия е 53435. Реактивна консумация-7345, а реактивно освободена-36456 и това е според електромера. Защо има такава разлика между реактивните енергии и правилно ли е, че сме принудени да плащаме за това

     
    Коментари:

    # 15 написа: Елена Александровна | [Цитиране]

     
     

    Откъде взехте тези формули ?! Брутна мощност: S = корен на (P * P + Q * Q), където P е активен и Q е реактивна мощност. За да намерите реактивния, трябва да умножите активния (който P) по определен коефициент (tg f), който се намира от cos f според паспортните данни на приемника (ако имате нужда от него, лесно ще го намерите). Arr ... Сега, вие търсите информация в интернет и попадате на глупости ... Намаляването на реактивната мощност по никакъв начин не намалява активната !!! Напротив, пълната мощност трябва да се стреми към активно !!!

     
    Коментари:

    # 16 написа: ВВМ | [Цитиране]

     
     

    "...при теоретично cos = 0, токът в проводника ще се удвои"м ... да!
    Е, нарисувайте вече, дори за себе си, този проклет единичен кръг и товашибан Декартов кръст със стрелки (една вдясно, една към върха).