Berezka7km.ru

Березка 7км
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Активная и реактивная электрическая мощность

Активная и реактивная электрическая мощность

Общая зависимость электрической мощности от электрического тока и напряжения известна давно: это произведение. Помножим ток на напряжение – получим значение этой величины, потребляемой цепью из сети.

Но на деле все может оказаться не так просто. Потому что, просто умножив напряжение на ток, мы получим значение полной мощности. Казалось бы – это то, что нужно! Ведь обычно нас интересует именно полное значение любой величины.

Однако на электрическую мощность такое отношение распространять нельзя, так как электроэнергия и мощность, на основании которых изменяются показания нашего квартирного счетчика – не полные, а активные.

Активная мощность – это та мощность, которая потребляется в тот момент, когда в сети в один и тот же момент есть и напряжение, и синхронный с ним электрический ток. На самом деле, в цепях постоянного тока за исключением переходных процессов при включении-выключении так оно и бывает.

Постоянно «жмет» напряжение, если цепь замкнута – постоянно «давит» некоторый ток. В итоге полная и активная мощность становятся равны, поскольку ток и напряжение действуют согласованно.

Иное дело – цепи переменного тока. Напряжение в них меняет свое направление пятьдесят раз в секунду, а ток… иногда приотстает, а иногда опережает напряжение. К примеру, если в цепи имеется «индуктивность», то есть, катушка из провода, имеющая множество витков, то ток на таком элементе цепи «отстанет» от напряжения.

Причина заключается в противо-ЭДС самоиндукции, сопротивляющейся изменению тока в катушке. Получается, что напряжение к индуктивности уже приложено, а ток еще никак не может возрасти из-за помех со стороны противо-ЭДС.

В среде учащихся многих электротехнических ВУЗов бытует такое художественное сравнение: «Для тока требуется время, чтобы он мог пробежать через каждый виток, а напряжение – вот оно, уже на концах катушки».

ЭДС противоиндукции вызывает падение напряжения и снижение тока в цепи. То есть, катушка является источником индуктивного сопротивления. Но оно отличается от активного сопротивления тем, что на нем не выделяется никакого тепла и вообще не потребляется никакой мощности в привычном понимании.

Происходит просто «пустопорожнее» переливание электроэнергии от источника к индуктивности. И энергия, перенаправляемая туда и обратно как мяч в настольном теннисе, никуда из сети не уходит. Это реактивная энергия и потребителю в быту за нее не приходится платить энергосбытовой компании.

Реактивная энергия, производимая в сети в единицу времени, может считаться реактивной мощностью. Вычисляется она так же, как и активная – произведением реактивной составляющей тока на напряжение.

Реактивной же составляющей тока является та, которая не совпадает с напряжением по своей фазе. Величина «несовпадения» характеризуется углом сдвига фаз. В случае с чистой индуктивностью сдвиг фаз составляет максимум – 90°. Это означает, что когда напряжение достигает самого большого своего значения, ток только начинает расти.

А если в цепи расположен конденсатор (емкость), то напряжение, напротив, будет отставать от тока на 90 градусов по причине того, что для возникновения падения напряжения конденсатору требуется зарядить свои обкладки.

Точно так же источник и конденсатор в одной цепи будут обмениваться реактивной энергией, которая ни на что не будет тратиться.

В реальной цепи не бывает чисто активной или чисто реактивной нагрузки, поэтому полная мощность всегда состоит из активной и реактивной составляющей, а угол сдвига фаз находится в пределах между нулем и 90°.

Реактивная составляющая тока равна его произведению на синус угла сдвига фаз, а активная – произведению на косинус этого угла:

Полную мощность можно найти по теореме Пифагора:

При этом, реактивную мощность, в отличие от активной, нельзя исчислять в ваттах, потому что она неэффективна. Поэтому для реактивной мощности придумали особую единицу измерения – вольт-амперы реактивные (ВАРы). А полная измеряется в вольт-амперах, без уточнения характера нагрузки.

Компенсация реактивной мощности для экономии электроэнергии

Анонс: Особенности компенсации реактивной мощности в сетях объектов. Компенсация реактивной мощности для экономии электроэнергии в сети на балансе потребителя. Экономическая целесообразность компенсации и выбор коэффициента реактивной мощности.

С учетом интенсивного увеличения индуктивной нагрузки у потребителей – промышленных и непромышленных объектов компенсация реактивной мощности практически всегда актуальна и обеспечивает экономию электроэнергии и, соответственно, энергосбережение и энергетическую эффективность предприятия, организации, однако:

  • несмотря на очевидные технические выгоды от стабилизации основных параметров сети и вывода электрооборудования на оптимальный режим работы, приоритетом выбора для подавляющего большинства объектов остается экономическая целесообразность реализации мероприятий по компенсации реактивной мощности;
  • экономический эффект внедрения установок компенсации реактивной мощности (или иных мероприятий по повышению коэффициента мощности, энергосбережению) рассчитывается по нескольким показателям и по актуальным на текущий момент «Методическим рекомендациям по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнес-планов в электроэнергетике» (утв. приказом ОАО РАО «ЕЭС России» от 31.03.2008 N 155).
    Расчеты экономического эффекта многоплановые, сложные, требуют большого числа вводных данных, значительного времени и поэтому для оперативной оценки экономической целесообразности мероприятий по компенсации реактивной мощности используют срок окупаемости капитальных вложений, который сегодня принято определять по процентной ставке по кредитам на текущий момент. Так, согласно оф. данным ПАО Сбербанк на конец весны текущего года актуальные средневзвешенные процентные ставки кредитных организаций по кредитным операциям для нефинансовых организаций при кредитовании на срок более года составляли 9.72% годовых, а значит срок окупаемости Тн, как величина, обратная процентной ставке по кредитам, будет 10 лет, и коэффициент экономической эффективности (величина, обратная Тн) равен 0.1;
  • в качестве ключевого критерия экономической целесообразности компенсации реактивной мощности правильно принимать снижение объемов оплачиваемой мощности ΔР (и энергии), поскольку сегодня скидки и надбавки к тарифам на электроэнергию за потребление и генерацию реактивной мощности не действуют и это формализовано Постановлением Правительства РФ от 29 декабря 2011 года N 1178 «О ценообразовании в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике» (с изменениями на 29 мая 2019 года) и Приказом Федеральной службы по тарифам от 6 августа 2004 года N 20-э/2 «Об утверждении Методических указаний по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке (с изменениями на 29 марта 2018 года) (редакция, действующая с 28 апреля 2018 года)».
Читайте так же:
Кому передать показания счетчика электроэнергии

В свою очередь ΔР по факту определяется снижением потерь активной энергии на передачу реактивной благодаря снижению фактического значения tg(φ) до нормативного (и ниже), установленного для сетей разного напряжения в приложении Приказа Минэнерго РФ от 23 июня 2015 года N 380 «О Порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии» и/или договором потребителя с электроснабжающей организацией.

Таблица. Актуальные максимальные значения коэффициента реактивной мощности в часы больших суточных нагрузок электрической сети согласно Приказа Минэнерго РФ от 23 июня 2015 года N 380.

Уровень напряжения в точке поставки потребителяМаксимальное значение tg(φ)
110 кВ (154 кВ)0,5
35 кВ (60 кВ)0,4
1-20 кВ0,4
ниже 1 кВ0,35

Компенсация реактивной мощности для экономии электроэнергии в сети на балансе потребителя.

Безусловными сегодня следует признать факты того, что:

  • финансовая выгода от компенсации реактивной мощности в сети на балансе потребителя происходит не за счет снижения потребления объема реактивной энергии, как заявляют производители установок повышения коэффициента мощности, а исключительно благодаря сокращению объемов оплачиваемой мощности ΔР;
  • коэффициент мощности был и остается малоинформативным для ответа на вопрос, когда необходимо делать компенсацию реактивной мощности, поскольку даже при cos(φ) = 0.97 реальный коэффициент реактивной мощности tg(φ) = 0.25 и реактивная мощность составляет Q = S*tg(φ)/√(1+tg²(φ)) = 0.25*S/1.03 = 0.24*S или 24% объема потребляемой энергии (см. таблицу соотношения cos(φ) и tg(φ), а также формулу зависимости реактивной и полной мощности в этом материале);
  • оптимальной взаимовыгодной схемой размещения источников (ИРэ, ИРэс, ИРп) и потребителей (ПРэс, ПРп) реактивной мощности будет вариант «б» на рис. ниже, когда полностью отсутствуют перетоки реактивной мощности по сетям и обеспечивается качество электроэнергии.

Т.е. даже при мало ощутимой в финансовом плане, выгода от компенсации реактивной мощности в сети на балансе потребителя будет всегда, и она будет выражена в улучшении работы оборудования, оптимизации производственно-технологических процессов, повышении качества и, соответственно, конкурентоспособности продуктов/услуг.

Когда необходимо делать компенсацию реактивной мощности.

Если на объекте:

  • существует система автоматизированного учета электроэнергии на базе электронных многофункциональных счетчиков, регистрирующих текущие усредненные значения активной Рф и реактивной Qф мощности в определенных временных интервалах;
  • осуществляется энергоаудит с замерами активной Рф и реактивной Qф мощности во время пиковых (и минимальных) загрузок, то с помощью фактических значений Рф и Qф можно просчитать коэффициент реактивной мощности tg(φ)ф, который при сравнении с нормативным tg(φ)н покажет состояние компенсации реактивной мощности в сети.

Вместе с тем, однозначное решение, когда необходимо делать компенсацию реактивной мощности, принимается по значению ΔР (см. рис. ниже), которое можно определить по формуле ΔР = Рф – Рн = Кип*(Qф – Qн), где коэффициент изменения потерь активной мощности Кип при отсутствии заданной величины для промышленных предприятий принимают равным 0.07.

Учитывая, что Qф = Рф*tg(φ)ф после преобразований получим

Подставив Qн в формулу ΔР получаем:

и после преобразований

Полученная формула показывает, что при:

  • tg(φ)ф = tg(φ)н отсутствует экономия оплачиваемой мощности и компенсация реактивной мощности даст только техническую выгоду в плане стабилизации параметров сети и оптимизации работы электрооборудования;
  • tg(φ)ф > tg(φ)н ΔР > 0, т.е. потребителю придется заплатить за больший объем потребляемой мощности;
  • tg(φ)ф ˂ tg(φ)н ΔР ˂ 0, а значит экономится мощность, энергия и счета на оплату будут меньше.

Так, например, если усредненное значение Qф в интервале пиковой нагрузки по показаниям счетчика (или результатам энергоаудита) 10000 кВАР и расчетный tg(φ)ф = 0.55 при нормативном tg(φ)н = 0.45, то

ΔР = 0.7*10000*(0.55 – 0.45)/(0.55*(1 – 0.7*0.45)) = 1872 кВт, что при 8-часовом режиме работы за месяц добавит почти 450 тыс. кВт*ч электроэнергии к счету оплаты.

В то же время, если за счет компенсации реактивной мощности снизить tg(φ)ф до 0.35, то

ΔР = 0.7*10000*(0.35 – 0.45)/(0.35*(1 – 0.7*0.45)) = — 2917 кВт, а это за месяц 875 тыс. кВт*ч экономии электроэнергии и, соответственно меньше затрат на оплату.

Экономическая целесообразность компенсации и выбор коэффициента реактивной мощности.

Оценка экономии электроэнергии по ΔР в совокупности со сроком окупаемости капитальных вложений Тн позволяет определить не только экономическую целесообразность мероприятий по реактивной мощности, но и выйти на пороговый коэффициент реактивной мощности для установок повышения коэффициента мощности.

Так, ΔР*N*Тсред не должно быть больше Зун, где N – количество часов работы в год (ч/год), Тсред усредненный тариф за оплату электроэнергии в руб/(кВт*ч), Зу – суммарные затраты на установку компенсации реактивной мощности (руб), Тн – срок окупаемости (10 лет).

Реактивная мощность

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

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.

  • alt=»Активная мощность» width=»120″ height=»120″ />Активная мощность
  • alt=»Мощность электрического тока» width=»120″ height=»120″ />Мощность электрического тока
  • alt=»Как определить мощность и ток электродвигателя» width=»120″ height=»120″ />Как определить мощность и ток электродвигателя
  • alt=»Потребляемая мощность стиральной машины» width=»120″ height=»120″ />Потребляемая мощность стиральной машины

Активную или реактивную энергию считает счетчик

Прошу сильно не пинать и не обвинять в технической безграмотности, но, похоже, меня переклинило 🙂
Не могу сообразить: бытовые электросчётчики учитывают только активную энергию, или реативную составляющую тоже считают, т.е. выдают данные по полной энергии? А то на работе спор возник, а мне и сказать нечего 🙂 Тут ещё всплыла информация о каких-то устройствах, которые можно включать в ближайшую к счётчику розетку, и они то ли компенсируют реактивную составляющую, то ли не позволяют счётчику её учитывать ( если, конечно, бытовые счётчики реактивную энергию действительно считают ).

И есть ли в плане учёта полной энергии разница между индукционными счётчиками и электронными?

Традиционные счётчики с диском специально созданы так, чтобы считать только активную энергию. Реактивную они не считают (по крайней мере если счётчик правильно спроектирован и изготовлен), т.к. там после сдвига по фазе на обмотках тока и напряжения ток, а соотв. и магнитное поле, будут попадать в фазе либо в противофазе, т.е. будут работать как если бы это была одна большая обмотка. А от этого вращающего момента на диске не возникнет. Специально суммировать активную с реактивной обычный счётчик с одним диском просто не может. Можно считать их (таким методом) только отдельно: один счётчик, допустим, активной энергии, и отдельный счётчик реактивной. Считать просто полную энергию не имеет физического и экономического смысла для энергетиков, потому что это на самом деле не энергия никакая. Хотя допускаю, что м.б. и существуют какие-то дурацкие электронные счётчики, которые считают путём интегрирования действующих напряжения и тока без учёта фазовых соотношений. Но это вообще говоря, если и так, то несусветная наглость. К примеру, если я у себя дома поставлю электростанцию, которая будет выдавать ток точно в противофазе с напряжением, такой счётчик насчитал бы всё равно положительное потребление, хотя должен был отрицательное, и никакой реактивной энергии в этом случае тоже нет.

Так ведь дело в том, что эти реактивные потери происходят по большей части не внутри квартиры (а которые происходят — те и учитываются счётчиком уже как активная мощность — но это мелочь, какие-то милливатты, максимум), а на линиях, принадлежащих энергетикам, грубо говоря. Т.е. ни о каком потреблении приборами в квартире, по отношению к реактивной мощности, говорить не приходится. Она не потребляется, то есть. Учёт её имеет смысл, но совсем не в том ключе, как активной. Грубо говоря, активная — это прямая зависимость с тем, сколько нужно топлива, например, сжечь на электростанции. А реактивная — это где и сколько и каких устройств компенсации реактивной мощности в сетях надо поставить энергетикам (или, если оказалось неточно рассчитано — терпеть какую-то долю потерь и дополнительного потребного сечения проводов). При этом может оказаться так, что, допустим, два расположенных по соседству потребителя имеют большую реактивную мощность, но в противофазе друг с другом, и тем самым друг друга почти компенсируют по этой части. Т.е. в зависимости от окружающей обстановки и преобладающих фазовых сдвигов в потреблении какое-то направление реактивной мощности может оказаться де-факто даже очень полезным для энергетиков в глобальных масштабах. Поэтому с учётом и оплатой реактивной энергии всё непросто, и уж всяко не годится её как-то так суммировать с активной.

Редактировано 1 раз(а). Последний раз 11.02.11 12:38 пользователем Toman.

Что значит ближайшая розетка? В квартире можно с хорошей точностью считать, что там все розетки одинаково ближайшие к счётчику. Ему абсолютно всё равно, в какую розетку включать какое угодно устройство. Компенсировать реактивную составляющую, конечно, можно. Вотни в розетку конденсатор или дроссель соответственно, и компенсируй. Только для этого надо вначале узнать, в какую сторону и насколько компенсировать. А вот откуда это узнает прибор, просто воткнутый в одну из розеток, совершенно непонятно. Он же не знает общий ток, потребляемый всеми потребителями на всех ветвях в квартире.

И есть ли в плане учёта полной энергии разница между индукционными счётчиками и электронными?

В принципе, если проводка плохая, а токи большие, то лучше воткнуть его в ближайшую к потребителю розетку, просто чтобы минимизировать пути прохождения реактивных токов, и соответственно, нагрев проводов и падение напряжения в них.

Можно сделать, как один мой знакомый у себя в гараже. Основные его потребители — электродвигатели переменного тока, соотстветственно, велика доля индуктивной мощности. Он подключил сразу после счётчика в гараже батарею из четырёх конденсаторов, каждый включается своим тумблером, и амперметр, показывающий полный потребляемый ток. И дальше уже вручную «набирает» тумблерами необходимую ёмкость, чтобы ток минимизировался. Сейчас он хочет усовершенствовать и автоматизировать это дело, используя микроконтроллер. По его замыслу, контроллер будет отслеживать действующее значение тока. Если оно изменилось на какую-то величину за определённый промежуток времени, значит, изменилась нагрузка. Тогда контроллер увеличит ёмкость компенсатора (каждый конденсатор будет управляться своим реле от контроллера). Если ток уменьшился, увеличит ещё; если увеличился, то, наоборот, уменьшит ёмкость и т. д., пока не найдёт, где минимум. Всё это нужно не для счётчика, а для минимизации потребляемого гаражом реактивного тока, чтобы зря не срабатывал вводной автомат и не превышать выделенный кооперативу лимит.
Вообще, с микроконтроллером большое поле для фантазий: если отслеживать мгновенные значения тока и напряжения, то можно вообще в реальном времени рассчитывать необходимую ёмкость компенсирующей батареи конденсаторов. Можно ещё и переменный конденсатор использовать для плавного регулирования.

Я в детстве экспериментировал со своим счётчиком СО-2М2, подключая асинхронные двигатели и конденсаторы в разных комбинациях. Не похоже, чтобы скорость вращения диска существенно менялась.

Редактировано 1 раз(а). Последний раз 11.02.11 13:23 пользователем Неунывающий питерский бродяга.

Что такое реактивная мощность и как с ней бороться

Реактивная мощность определяет периодический обмен электрической энергией между источником и электроприемником с двойной частотой по отношению к частоте переменного тока без преобразования ее в другой вид энергии и может рассматриваться как характеристика скорости обмена электроэнергией между источником и магнитным полем электроприемника.

Суммарная энергия, связанная с существованием этой составляющей мгновенной мощности, равна нулю. Ее появление, очевидно, связано с наличием в системе производства, передачи и распределения электроэнергии элементов, в которых возможно периодическое накопление и последующий возврат определенного количества энергии. В противном случае обмен электрической энергией между источником и электроприемником был бы невозможен.

Физика процесса и практика применения установок компенсации реактивной мощности

Чтобы разобраться с понятием реактивной мощности, вспомним сначала, что такое электрическая мощность. Электрическая мощность – это физическая величина, характеризующая скорость генерации, передачи или потребления электрической энергии в единицу времени.

Чем больше мощность, тем большую работу может совершить электроустановка в единицу времени. Измеряется мощность в ваттах (произведение Вольт х Ампер). Мгновенная мощность – это произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-то участке электрической цепи.

Физика процесса

В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за какой-то промежуток времени совпадают, а понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит только в том случае, если нагрузка чисто активная. Это, например, электронагреватель или лампа накаливания. При такой нагрузке в цепи переменного тока фаза напряжения и фаза тока совпадают и вся мощность передается в нагрузку.

Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели), то ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).

Активная и реактивная мощности

Часть полной мощности, которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на косинус угла сдвига фаз между ними (cos φ ).

Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin φ).

Таким образом, реактивная мощность является величиной характеризующей нагрузку. Она измеряется в вольт амперах реактивных (вар, var). На практике чаще встречается понятие косинус фи, как величины характеризующей качество электроустановке с точки зрения экономии электроэнергии.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector