Активная и реактивная энергия это: Активная и реактивная электроэнергия

Содержание

Как работают различные инверторы с разными типами электроприборов

Прежде чем разбираться во всех тонкостях выбора инвертора для тех или иных электроприборов, давайте подробнее остановимся на самих устройствах, выясним, какими они бывают и чем отличаются.

Активная энергия. Активная нагрузка и полная мощность.

Электрические бытовые приборы, которые мы используем в повседневной жизни, потребляют разные типы энергии – активную и реактивную.

Активная энергия – главный работяга, это та энергия, которые электроприборы перерабатывают напрямую в нужные себе свет или тепло, питаясь ею. Это активная нагрузка.

К электроприборам, использующим активную нагрузку, относятся, например, лампочки накаливания, утюг, электроплита, обогреватель, электропечь. для этих приборов их активная нагрузка будет равна полной, т. е. 1 кВт будет равен 1 кВА.

И то, в чистом виде приборами активной нагрузки можно считать только лампочку накаливания (тонкую проволоку) и ТЭН (более толстую проволоку).

Но мы относим и все другие перечисленные выше приборы к потребителям активной мощности, поскольку доля реактивной в них будет минимальна.

Работа инверторов с приборами активной нагрузки.

— Дли инверторов питание таких приборов – легкая задача. С ней справятся одинаково хорошо инверторы как с чистой, так и с модифицированной синусоидой. Их КПД будет максимальным, а работа – эффективной. Главное, чтобы мощность была подобрана достаточная.

Реактивная энергия. Реактивная нагрузка и полная мощность.

Реактивная энергия – это бесплотный помощник активной, она создаёт электромагнитные поля, без которых, к примеру, не будет крутиться электродвигатель. Большинство электроприборов, которые мы используем в быту потребляют именно реактивную мощность.

Для всех таких приборов полная мощность (ВА) не будет равна активной (Вт). Они будут различаться на коэффициент cosφ. Он равен одному из значений из диапазона от 0,5 до 0,9.

Чем ниже cosφ, тем больше доля реактивной нагрузки и тем больше будет разница между активной и полной мощностью.

Как правило, при выборе стабилизаторв напряжения для бытовых нужд, коэффициент cosφ принимают равным 0,7, апри выборе инверторов — 0,6 (т.к. инвертор небольшую часть мощности таратит на себя).

К примеру, мощность инвертора 500 ВА будет примерно равна 300 Вт.

Работа инверторов с приборами реактивной нагрузки.

— КПД инверторов снизится, т.к. часть энергии потратится на реактивную нагрузку. Инверторы, вследствие этого необходимо подбирать с запасом по мощности (обычно от 10 до 15%).

— При общем понижении КПД инверторов, инверторы с искаженной (модифицированной) синусоидой будут менее эффективны. Поэтому, закладывая запас по мощности, прибавляйте еще 10%, если выбираете инвертор с модифицированным синусом.

Если у электроприбора есть двигатель:

— подойдут инверторы ТОЛЬКО с чистой синусоидой. Искаженная форма выходного тока негативно влияет на работу двигателей. Срок их службы сокращается, а в некоторых случаях они могут вообще не включиться или же сразу перегореть. К таким приборам относятся, к примеру: холодильник, циркуляционный насос, стиральная машина, пылесос, электроинструмент.

Работа инверторов с чувствительной аппаратурой.

— Есть техника реактивной нагрузки без двигателей в своём устройстве, но, тем не менее, чувствительная к качеству напряжения. Ей будут полезны опять же инверторы только с чистым синусом. Такие особенности обычно прописываются в технических паспортах. Типичные примеры чувствительной техники – медицинское оборудование, аудиосистемы, фотовспышки, серверное оборудование, некоторые отопительные котлы.

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

  1. Одинаково эффективно инверторы работают только если питают потребителей с исключительно активной нагрузкой.
  2. Если нагрузка электроприборов реактивная – эффективность инверторов падает, причем в большей степени у инверторов с модифицированной синусоидой – мощность придется рассчитывать с запасом.
  3.  Если в устройстве прибора если электродвигатель или вы имеете дело с чувствительной техникой – выбирайте инверторы с чистой синусоидой.
  4. Модифицированная синусоида годится, если приборы реактивной нагрузки не чувствительны и в их устройстве нет двигателей.

Тэги: инверторы, чистый синус, полезно знать

Активная и Реактивная энергия — ТСЖ Горизонт Пермь

Активная и реактивная электроэнергия

При расчете электрической мощности, потребляемой любым электротехническим или бытовым устройством, обычно учитывается так называемая полная мощность электрического тока, выполняющего определённую работу в цепи данной нагрузки. Под понятием «полная мощность» подразумевается вся та мощность, которая потребляется электроприбором и включает в себя как активную составляющую, так и составляющую реактивную, которая в свою очередь определяется типом используемой в цепи нагрузки.

Активная мощность всегда измеряется и указывается в ваттах (Вт), а полная мощность приводится обычно в вольт-амперах (ВА). Различные приборы — потребители электрической энергии могут работать в цепях, имеющих как активную, так и реактивную составляющую электрического тока.

Активная составляющая потребляемой любой нагрузкой мощности электрического тока совершает полезную работу и трансформируется в нужные нам виды энергии (тепловую, световую, звуковую и т.п.). Отдельные электроприборы работают в основном на этой составляющей мощности. Это — лампы накаливания, электроплиты, обогреватели, электропечи, утюги и т.п.

При указанном в паспорте прибора значении активной потребляемой мощности в 1 кВт он будет потреблять от сети полную мощность в 1кВА.

Реактивная составляющая электрического тока возникает только в цепях, содержащих реактивные элементы (индуктивности и ёмкости) и расходуется обычно на бесполезный нагрев проводников, из которых составлена эта цепь. Примером таких реактивных нагрузок являются электродвигатели различного типа, переносные электроинструменты (электродрели, «болгарки», штроборезы и т. п.), а также различная бытовая электронная техника. Полная мощность этих приборов, измеряемая в вольт-амперах, и активная мощность (в ваттах) соотносятся между собой через коэффициент мощности cosφ, который может принимать значение от 0,5 до 0,9. На этих приборах указывается обычно активная мощность в ваттах и значение коэффициента cosφ. Для определения полной потребляемой мощности в ВА, необходимо величину активной мощности (Вт) разделить на коэффициент cosφ.

Пример: если на электродрели указана величина мощности в 600 Вт и cosφ = 0,6, то отсюда следует, что потребляемая инструментом полная мощность составляет 600/0,6=1000 ВА. При отсутствии данных по cosφ можно брать его приблизительное значение, которое для домашнего электроинструмента составляет примерно 0,7.

При рассмотрении вопроса об активной и реактивной составляющих электроэнергии (точнее — её мощности), обычно имеются в виду те явления, которые происходят в цепях переменного тока. Оказалось, что различные нагрузки в цепях переменного тока ведут себя совершенно по-разному. Одни нагрузки используют передаваемую им энергию по прямому назначению (т.е. — для совершения полезной работы), а другой тип нагрузок сначала эту энергию запасает, а потом снова отдаёт её источнику электропитания.

По виду своего поведения в цепях переменного тока, различные потребительские нагрузки делятся на следующие два типа:

1. Активный тип нагрузки поглощает всю получаемую от источника энергию и превращает её в полезную работу (свет от лампы, например), причём форма тока в нагрузке в точности повторяет форму напряжения на ней (сдвиг фаз отсутствует).

2. Реактивный тип нагрузки характеризуется тем, что сначала (в течение некоторого промежутка времени), в нём происходит накопление энергии, поставляемой источником питания. Затем запасённая энергия (в течение определённого промежутка времени) отдаётся обратно в этот источник. К подобным нагрузкам относятся такие элементы электрических цепей, как конденсаторы и катушки индуктивности, а также устройства, содержащие их.

При этом в такой нагрузке между напряжением и током присутствует сдвиг фаз, равный 90 градусам. Поскольку основной целью существующих систем электроснабжения является полезная доставка электроэнергии от производителя непосредственно к потребителю (а не перекачивание её туда и обратно) — реактивная составляющая мощности обычно считается вредной характеристикой цепи.

Потери на реактивную составляющую в сети напрямую связаны с величиной рассмотренного выше коэффициента мощности, т.е. чем выше cosφ потребителя, тем меньше будут потери мощности в линии и дешевле обойдётся передача электроэнергии потребителю.
Таким образом, именно коэффициент мощности указывает нам на то, насколько эффективно используется рабочая мощность источника электроэнергии. В целях повышения величины коэффициента мощности (cosφ) во всех видах электрических установок применяются специальные приёмы компенсации реактивной мощности.
Обычно для увеличения коэффициента мощности (за счёт уменьшения сдвига фаз между током и напряжением — угла φ) в действующую сеть включают специальные компенсирующие устройства, представляющие собой вспомогательные генераторы опережающего (емкостного) тока.


Кроме того, очень часто для компенсации потерь, возникающих из-за индуктивной составляющей цепи, в ней используются батареи конденсаторов, подключаемые параллельно рабочей нагрузке и используемые в качестве синхронных компенсаторов.

Преобразование энергии в электрической цепи. Мгновенная, активная, реактивная и полная мощности синусоидального тока. (Лекция №7)

Передача энергии w по электрической цепи (например, по линии электропередачи), рассеяние энергии, то есть переход электромагнитной энергии в тепловую, а также и другие виды преобразования энергии характеризуются интенсивностью, с которой протекает процесс, то есть тем, сколько энергии передается по линии в единицу времени, сколько энергии рассеивается в единицу времени. Интенсивность передачи или преобразования энергии называется мощностью р. Сказанному соответствует математическое определение:

. (1)

Выражение для мгновенного значения мощности в электрических цепях имеет вид:

. (2)

Приняв начальную фазу напряжения за нуль, а сдвиг фаз между напряжением и током за , получим:

. (3)

Итак, мгновенная мощность имеет постоянную составляющую и гармоническую составляющую, угловая частота которой в 2 раза больше угловой частоты напряжения и тока.

Когда мгновенная мощность отрицательна, а это имеет место (см. рис. 1), когда u и i разных знаков, т.е. когда направления напряжения и тока в двухполюснике противоположны, энергия возвращается из двухполюсника источнику питания.

Такой возврат энергии источнику происходит за счет того, что энергия периодически запасается в магнитных и электрических полях соответственно индуктивных и емкостных элементов, входящих в состав двухполюсника. Энергия, отдаваемая источником двухполюснику в течение времени t равна .

Среднее за период значение мгновенной мощности называется активной мощностью .

Принимая во внимание, что , из (3) получим:

. (4)

Активная мощность, потребляемая пассивным двухполюсником, не может быть отрицательной (иначе двухполюсник будет генерировать энергию), поэтому , т.е. на входе пассивного двухполюсника . Случай Р=0, теоретически возможен для двухполюсника, не имеющего активных сопротивлений, а содержащего только идеальные индуктивные и емкостные элементы.

1. Резистор (идеальное активное сопротивление).

Здесь напряжение и ток (см. рис. 2) совпадают по фазе , поэтому мощность всегда положительна, т.е. резистор потребляет активную мощность

2. Катушка индуктивности (идеальная индуктивность)

При идеальной индуктивности ток отстает от напряжения по фазе на . Поэтому в соответствии с (3) можно записать
.

Участок 1-2: энергия , запасаемая в магнитном поле катушки, нарастает.

Участок 2-3: энергия магнитного поля убывает, возвращаясь в источник.

3. Конденсатор (идеальная емкость)

Аналогичный характер имеют процессы и для идеальной емкости. Здесь . Поэтому из (3) вытекает, что . Таким образом, в катушке индуктивности и конденсаторе активная мощность не потребляется (Р=0), так как в них не происходит необратимого преобразования энергии в другие виды энергии. Здесь происходит только циркуляция энергии: электрическая энергия запасается в магнитном поле катушки или электрическом поле конденсатора на протяжении четверти периода, а на протяжении следующей четверти периода энергия вновь возвращается в сеть. В силу этого катушку индуктивности и конденсатор называют реактивными элементами, а их сопротивления ХL и ХС , в отличие от активного сопротивления R резистора, – реактивными.

Интенсивность обмена энергии принято характеризовать наибольшим значением скорости поступления энергии в магнитное поле катушки или электрическое поле конденсатора, которое называется реактивной мощностью.

В общем случае выражение для реактивной мощности имеет вид:

(5)

Она положительна при отстающем токе (индуктивная нагрузка- ) и отрицательна при опережающем токе (емкостная нагрузка- ). Единицу мощности в применении к измерению реактивной мощности называют вольт-ампер реактивный (ВАр).

В частности для катушки индуктивности имеем:

, так как .

.

Из последнего видно, что реактивная мощность для идеальной катушки индуктивности пропорциональна частоте и максимальному запасу энергии в катушке. Аналогично можно получить для идеального конденсатора:

.

Полная мощность

Помимо понятий активной и реактивной мощностей в электротехнике широко используется понятие полной мощности:

. (6)

Активная, реактивная и полная мощности связаны следующим соотношением:

. (7)

Отношение активной мощности к полной называют коэффициентом мощности. Из приведенных выше соотношений видно, что коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением. Итак,

. (8)

Комплексная мощность

Активную, реактивную и полную мощности можно определить, пользуясь комплексными изображениями напряжения и тока. Пусть , а . Тогда комплекс полной мощности:

, (9)

где — комплекс, сопряженный с комплексом .

.

Комплексной мощности можно поставить в соответствие треугольник мощностей (см. рис. 4). Рис. 4 соответствует (активно-индуктивная нагрузка), для которого имеем:

Применение статических конденсаторов для повышения cos

Как уже указывалось, реактивная мощность циркулирует между источником и потребителем. Реактивный ток, не совершая полезной работы, приводит к дополнительным потерям в силовом оборудовании и, следовательно, к завышению его установленной мощности. В этой связи понятно стремление к увеличению в силовых электрических цепях.

Следует указать, что подавляющее большинство потребителей (электродвигатели, электрические печи, другие различные устройства и приборы) как нагрузка носит активно-индуктивный характер.

Если параллельно такой нагрузке (см. рис. 5), включить конденсатор С, то общий ток , как видно из векторной диаграммы (рис. 6), приближается по фазе к напряжению, т.е. увеличивается, а общая величина тока (а следовательно, потери) уменьшается при постоянстве активной мощности . На этом основано применение конденсаторов для повышения .

Какую емкость С нужно взять, чтобы повысить коэффициент мощности от значения до значения ?

Разложим на активную и реактивную составляющие. Ток через конденсатор компенсирует часть реактивной составляющей тока нагрузки :

; (10)
; (11)
. (12)

Из (11) и (12) с учетом (10) имеем

,

но , откуда необходимая для повышения емкость:

. (13)

Баланс мощностей

Баланс мощностей является следствием закона сохранения энергии и может служить критерием правильности расчета электрической цепи.

а) Постоянный ток

Для любой цепи постоянного тока выполняется соотношение:

(14)

Это уравнение представляет собой математическую форму записи баланса мощностей: суммарная мощность, генерируемая источниками электрической энергии, равна суммарной мощности, потребляемой в цепи.

Следует указать, что в левой части (14) слагаемые имеют знак “+”, поскольку активная мощность рассеивается на резисторах. В правой части (14) сумма слагаемых больше нуля, но отдельные члены здесь могут иметь знак “-”, что говорит о том, что соответствующие источники работают в режиме потребителей энергии (например, заряд аккумулятора).

б) Переменный ток.

Из закона сохранения энергии следует, что сумма всех отдаваемых активных мощностей равна сумме всех потребляемых активных мощностей, т.е.

(15)

В ТОЭ доказывается (вследствие достаточной громоздкости вывода это доказательство опустим), что баланс соблюдается и для реактивных мощностей:

 , (16)

где знак “+” относится к индуктивным элементам , “-” – к емкостным .

Умножив (16) на “j” и сложив полученный результат с (15), придем к аналитическому выражению баланса мощностей в цепях синусоидального тока (без учета взаимной индуктивности):

или

.

Литература

  1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
  2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

Контрольные вопросы и задачи

  1. Что такое активная мощность?
  2. Что такое реактивная мощность, с какими элементами она связана?
  3. Что такое полная мощность?
  4. Почему необходимо стремиться к повышению коэффициента мощности ?
  5. Критерием чего служит баланс мощностей?
  6. К источнику с напряжением подключена активно-индуктивная нагрузка, ток в которой . Определить активную, реактивную и полную мощности.
  7. Ответ: Р=250 Вт; Q=433 ВАр; S=500 ВА.

  8. В ветви, содержащей последовательно соединенные резистор R и катушку индуктивности L, ток I=2 A. Напряжение на зажимах ветви U=100 B, а потребляемая мощность Р=120 Вт. Определить сопротивления R и XL элементов ветви.
  9. Ответ: R=30 Ом; XL=40 Ом.

  10. Мощность, потребляемая цепью, состоящей из параллельно соединенных конденсатора и резистора, Р=90 Вт. Ток в неразветвленной части цепи I1=5 A, а в ветви с резистором I2=4 A. Определить сопротивления R и XC элементов цепи.
  11. Ответ: R=10 Ом; XС=7,5 Ом.

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

Чем реактивная энергия отличается от активной?

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

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

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

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

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

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

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

Реактивная энергия в электросети. Учет реактивной энергии

Электрическия система вырабатывает полную энергию, которая делится на полезную, или активную и остаточную под названием реактивная энергия. О том, что это такое и как ведётся её учёт, расскажет статья.

Остаточная энергия: что это такое?

Все электрические машины представлены реактивными и активными элементами. Именно они и потребляют электрическую энергию. К ним относят реактивные соединения кабелей, конденсаторные и трансформаторные обмотки.

В процессе течения переменного тока на этих сопротивлениях индексируются реактивные электродвижущие силы, которые создают реактивный ток.

В установках и приборах, создающих переменный ток, используется реактивная энергия в электросети, которая создает магнитное поле электрического поля.

Влияние индуктивного сопротивления на создание магнитного поля

Все приборы, которые питаются от электросети, имеют индуктивное сопротивление. Именно благодаря ему знаки тока и напряжения противоположны. Например, напряжение имеет отрицательный знак, а ток — положительный, или наоборот.

В это время электроэнергия, создаваемая в индуктивном элементе про запас, колебательными движениями исходит по сети за счёт нагрузки от генератора и обратно. Этот процесс и называется реактивной мощностью, которая создает магнитное поле электрического поля.

Для чего необходима реактивная энергия?

Можно сказать, что она направлена на регулировку изменений, которые вызывает в сети электрический ток. Сюда относят:

  • поддержка магнитного поля во время индуктивности в цепи;
  • при наличии конденсаторов и проводов поддержка их заряда.

Проблемы при выработке реактивной мощности

Если в сети существует большая доля выработки реактивной мощности, то приходится:

  • повышать мощность силовых аппаратов, которые предназначены для преобразования электрической энергии одного значения напряжения в электрическую энергию другого значения напряжения;
  • увеличивать сечение кабелей;
  • бороться с ростом потери мощности в силовых аппаратах и линиях передач;
  • увеличивать плату за потребление электроэнергии;
  • бороться с потерей напряжения в сети.

В чём разница между активной и реактивной энергией?

Люди привыкли платить за ту электроэнергию, которую они потребляют. Они оплачивают энергию, используемую для обогрева помещения, приготовления еды, нагревания воды в ванной комнате (кто пользуется индивидуальными водонагревателями) и другую полезную электрическую энергию. Именно она и называется активной.

Активная и реактивная энергии различны в том, что вторая представляет собой оставшуюся часть энергии, которая не используется в полезной работе. Другими словами, они обе образуют полную мощность. Соответственно, потребителям невыгодно оплачивать помимо активной ещё и реактивную энергию в электросети, а поставщикам выгодно, чтобы они платили за полную мощность. Можно ли как-нибудь урегулировать этот вопрос? Давайте рассмотрим это.

Чем измеряют потребление энергии?

Для замера потребленной энергии используют счетчик активной и реактивной энергии. Всё они делятся на счетчики с одной фазой и тремя фазами. В чем же их различие?

Однофазные счетчики применяют для учета электрической энергии у потребителей, которые используют ее для бытовых нужд. Питание выполняется однофазным током.

Трехфазные счетчики используются для учета полной энергии. Они классифицируются исходя из схемы электроснабжения на трех- и четырехпроводные.

Различая счетчиков по способу включения

По тому, как они включаются, их делят на три группы:

  1. Не используют трансформаторы и напрямую включаются в сеть счетчики прямого включения.
  2. С использованием силовых аппаратов включаются счетчики полукосвенного включения.
  3. Счетчики косвенного включения. Они подключаются к сети не только с использованием силовых аппаратов тока, но и с использованием трансформаторов напряжения.

Различая счетчиков по способу оплаты

По способу начисления платы за электроэнергию принято делить счетчики на следующие группы:

  1. Счетчики, основанные на применении двух тарифов – их действие состоит в том, что тариф за потребляемую энергию меняется в течение суток. То есть в утренние часы и днем он меньше, чем в вечернее время.
  2. Счетчики с предварительной оплатой – их действие основано на том, что потребитель платит за электроэнергию заранее, так как находится в отдаленных местах проживания.
  3. Счетчики с указанием максимальной нагрузки – потребитель платит отдельно за потребленную энергию и за максимальную нагрузку.

Учет полной мощности

Учет полезной энергии направлен на определение:

  1. Электрической энергии, вырабатываемой машинами по производству напряжения на электростанции.
  2. Количества энергии, которая расходуется на собственные потребности подстанции и электростанции.
  3. Электроэнергии, направленной на расходование ее потребителями.
  4. Энергии, переданной для других энергосистем.
  5. Электрической энергии, которая пущена по шинам электростанций к потребителям.

Учитывать реактивную электрическую энергию при передаче потребителям от электростанции необходимо только в том случае, если эти данные подсчитывают и контролируют режим работы устройств, компенсирующих эту энергию.

Где проводят контроль оставшейся энергии?

Счетчик реактивной энергии устанавливают:

  1. Там же, где и счетчики по учету полезной энергии. Устанавливают их для потребителей, которые платят за полную используемую ими мощность.
  2. На источниках присоединения реактивной мощности для потребителей. Это делается, если приходится контролировать процесс работы.

Если потребителю разрешено пускать оставшуюся энергию в сеть, то ставят 2 счетчика в элементах системы, где идет учет полезной энергии. В других случаях ставят отдельный счетчик для учета реактивной энергии.

Как сэкономить на потреблении электричества?

Большой популярностью в этом направлении пользуется прибор для экономии электричества. Его действие основано на подавлении остаточной электроэнергии.

На современном рынке можно найти много подобных устройств, в основе которых лежит трансформатор, направляющий электроэнергию в нужное русло.

Прибор для экономии электричества направляет эту энергию на разнообразное бытовое оборудование.

Рациональное использование электроэнергии

Для рационального использования электроэнергии применяется компенсация реактивной энергии. Для этого применяют конденсаторные установки, электродвигатели и компенсаторы.

Они помогают уменьшить потери активной энергии, которые обусловлены перетоками реактивной мощности. Это существенно влияет на уровень транспортных технологических потерь распределительных электрических сетей.

Чем выгодна компенсация мощности?

Применение установок для компенсации мощности способно принести большую выгоду в экономическом плане.

Согласно статистическим данным, их применение приносит до 50 % экономии трат за пользование электрической энергией во всех уголках Российской Федерации.

Денежные вложения, которые потрачены на их установку, окупаются в течение первого же года их использования.

Кроме того, там, где проектируются данные установки, кабель приобретается с меньшим сечением, что также очень выгодно.

Преимущества конденсаторных установок

Применение конденсаторных установок имеет следующие положительные стороны:

  1. Небольшая потеря активной энергии.
  2. В конденсаторных установках отсутствуют вращающиеся части.
  3. Они легки в работе и эксплуатации.
  4. Инвестиционные затраты не высоки.
  5. Работают бесшумно.
  6. Их можно установить в любой точке электрической сети.
  7. Можно подобрать любую требуемую мощность.

Отличие конденсаторных установок от компенсаторов и синхронных двигателей состоит в том, что фильтрокомпенсирующие установки синхронно осуществляют компенсацию мощности и частично сдерживают присутствующие в компенсируемой сети гармоники. От того, насколько компенсируется мощность и будет зависеть стоимость за электроэнергию, ну и, соответственно, от действующего тарифа.

Какие виды компенсации существуют?

В процессе применения конденсаторных установок выделяют следующие виды подавляемой мощности:

  1. Индивидуальная.
  2. Групповая.
  3. Централизованная.

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Индивидуальная мощность

Конденсаторные установки располагаются прямо у электрических приемников и коммутируются в то же время, что и они.

Недостатками этого вида компенсации считается зависимость времени включения конденсаторной установки от времени начала работы электроприемников. Кроме того, перед проведением работ необходимо согласовывать емкость установки и индуктивность электрического приемника. Это необходимо для предупреждения резонансных перенапряжений.

Групповая мощность

Название говорит само за себя. Эта мощность используется при компенсации мощности нескольких индуктивных нагрузок, которые одновременно присоединены к одному распределительному устройству с общей конденсаторной установкой.

В процессе одновременного включения нагрузки увеличивается коэффициент, что приводит к понижению мощности. Это способствует лучшей работе конденсаторной установки. Остаточная энергия подавляется эффективнее, чем при индивидуальной мощности.

Отрицательной стороной данного процесса является частичная разгрузка реактивной энергии в электросети.

Централизованная мощность

В отличие от индивидуальной и групповой мощности, эта мощность регулируется. Она применяется для обширного диапазона изменения потребления остаточной энергии.

Большую роль в регулировании мощности конденсаторной установки играет функция реактивного тока нагрузки. При этом установка должна быть оснащена автоматическим регулятором, а её полная компенсационная мощность разделена на отдельно коммутируемые ступени.

Какие проблемы решают конденсаторные установки

Конечно, в первую очередь они направлены на подавление реактивной мощности, но на производстве они помогают решать следующие задачи:

  1. В процессе подавления реактивной мощности, соответственно, снижается и полная мощность, что приводит к понижению загрузки силовых трансформат

2.4. Активная, реактивная и полная мощности. Баланс мощностей

Мгновенной мощностью называют произведение мгновенного напряжения на входе цепи на мгновенный ток.       Пусть напряжение и ток являются синусоидальными функциями времени:

.

 Получим выражение для мгновенной мощности:  (2.29)

Из (2.29) следует, мгновенная мощность изменяется с частотой , в два раза превышающей частоту тока и напряжения.

  Среднее значение мгновенной мощности за период T называют активной мощностью и обозначают буквой P:

(2.30)

При выводе (2.30) учтено равенство

Учитывая из треугольника сопротивлений (рис.2.15) соотношение и из треугольника проводимостей (рис.2.16), получаем из (2.30) следующие выражения для активной мощности:

(2.31)

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт) и характеризует необратимое преобразование электрической энергии, которая выделяется в виде теплоты на участках цепи в активных сопротивлениях. В электрических двигателях потребляемая из сети активная мощность преобразуется в механическую мощность (за вычетом потерь в процессе преобразования) и является их основной характеристикой.

Множитель называется коэффициентом мощности. Коэффициент  мощности  является одной из важнейших характеристик электротехнических устройств, и повышение его до предельного значенияостается одной из основных задач энергосбережения.

Рассмотрим идеальные реактивные элементы (индуктивность и емкость). Активная мощность в этих элементах равна нулю, так как напряжение и ток в индуктивности или емкости различаются по фазе на 90o и

В реактивных элементах отсутствуют необратимые потери электрической энергии, не происходит нагрева элементов. Происходит обратимый  процесс в  виде обмена электрической энергией между источником и приемником. Для качественной оценки интенсивности обмена энергией вводится понятие реактивной мощности Q.

 Преобразуем выражение (2.29) для мгновенной мощности:

где — мгновенная мощность в активном сопротивлении;

— мгновенная мощность в реактивном элементе (в индуктивности или в емкости).

Максимальное или амплитудное значение мощности p2 называется реактивной мощностью:

Q =(2.32)

где x, b – соответственно реактивные сопротивление и проводимость. Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр) и расходуется на создание магнитного поля в индуктивности или электрического поля в емкости. Энергия, накопленная в емкости или в индуктивности, периодически возвращается источнику питания.

Амплитудное значение суммарной мощности p = p1 + p2 называется полной мощностью. Полная  мощность,  измеряемая в вольт-амперах (ВА), равна произведению действующих значений напряжения и тока:

. (2.33)

Возьмем треугольник сопротивлений (рис.2.15) и умножим его стороны на квадрат тока в цепи. Получим подобный треугольник мощностей (рис. 2.17).

Рис. 2.17

Из треугольника мощностей получим соотношения между мощностями P, Q, S:

Q =,   . (2.34)

При расчете электрических цепей комплексным методом используют выражение комплексной мощности, равное произведению комплексного напряжения на сопряженный комплекс тока.     Для цепи, имеющей активно-индуктивный характер, ток по фазе отстает от напряжения на угол

,

где    — комплекс напряжения;- комплекс тока;- сопряженный комплекс тока;- сдвиг по фазе между напряжением и током.           Вещественной частью полной комплексной мощности является активная мощность, мнимой частью комплексной мощности — реактивная мощность:

Q = . (2.35)

     Для цепи, имеющей активно-емкостной характер, ток по фазе опережает напряжение .

Активная мощность всегда положительна. Реактивная мощность в цепи, имеющей индуктивный характер, — положительна, а в цепи с емкостным характером — отрицательна.

При выводе полученных соотношений предполагалось, что на зажимах цепи действует напряжение U. Если к зажимам цепи присоединен идеальный источник синусоидальной ЭДС с действующим значением E, то выражения (2.31)-(2.33), (2.35) для источника имеют следующий вид:

Q=

; Q = . (2.36)

Из закона сохранения энергии следует, что для электрической цепи соблюдается закон баланса активных мощностей: активная мощность, генерируемая источниками, равна активной мощности, потребляемой всеми приемниками.

Покажем, что соблюдается баланс и для комплексных, и, следовательно, для реактивных мощностей. Определим комплексные мощности для схемы (рис.2.7), содержащей идеальный источник синусоидальной ЭДС, последовательно соединенные активные и реактивные сопротивления приемника.

Запишем уравнение по второму закону Кирхгофа, умножим левую и правую части уравнения на сопряженный комплекс тока и учтем свойства произведения комплексно сопряженных чисел:

, ,

где   — результирующее реактивное сопротивление.

,

где    — полная комплексная, активная и реактивная мощности источника питания.

,

 где активная и реактивная мощности, потребляемые элементами схемы.

Получим уравнение для комплексных мощностей источника и приемника:

     (2.37)

Равенство (2.37) выражает баланс комплексных мощностей источника и приемника. При равенстве комплексных чисел равны по отдельности их вещественные и мнимые части, следовательно, уравнение (2.37) можно записать в следующей форме:

 .    (2.38)

Из следует (2.38), что для электрической цепи соблюдается закон баланса реактивных мощностей: реактивная мощность, отдаваемая источниками, равна реактивной мощности, потребляемой всеми приемниками.

Рассмотрим условие передачи источником максимальной мощности при заданном коэффициенте мощности приемника.

В схеме на рис. 2.18 обозначены :  — полное, активное и реактивное сопротивления источника ЭДС,- полное, активное и реактивное сопротивления нагрузки.

Рис. 2.18

 Активная мощность может выделяться только в активных сопротивлениях цепи переменного тока. Активная мощность, выделяемая в нагрузке,

.    (2.39)

Активная мощность, развиваемая генератором . Коэффициент полезного действия (КПД) для данной схемы:

.

Из (2.39) видно, что выделяемая в нагрузке мощность будет максимальной, когда знаменатель минимален. Последнее имеет место при , т.е. при. Это означает, что реактивные сопротивления источника и нагрузки должны быть одинаковы по модулю и иметь разнородный характер. При индуктивном характере реактивного сопротивления источника реактивное сопротивление нагрузки должно быть емкостным, и наоборот:

. (2.40)

   Установим условие,  при котором  от источника к нагрузке будет передаваться наибольшая мощность:

.

отсюда .

 От источника к нагрузке передается наибольшая мощность, когда

;      .  (2.41)

     Величина наибольшей мощности

. (2.42)

 Режим передачи наибольшей мощности от источника к нагрузке называется согласованным режимом, а подбор сопротивлений согласно равенствам (2.41) — согласованием нагрузки с источником.

   В согласованном режиме величина КПД составляет:

.

Половина мощности теряется внутри источника. Поэтому согласованный режим не используется в силовых энергетических цепях. Этот режим используют в информационных цепях, где мощности могут быть малыми, и решающими являются не соображения экономичности передачи сигнала, а максимальная мощность сигнала в нагрузке.

Измерение реактивной мощности в счетчиках энергии

Измерение реактивной мощности в счетчиках энергии

Освещение с электронным балластом, компьютерные мониторы и кондиционеры — долгожданные дополнения к нашим домам, но они создают дополнительную нагрузку. Один из них находится в электрической сети, поскольку эти устройства генерируют больше гармоник сигнала .

Это изменение в профиле конечного потребителя является недостатком для распределителей энергии, которые выставляют счет за энергию только на основе активной мощности.При применении нелинейных нагрузок к линиям электропередач активная энергия больше не представляет собой общую поставленную энергию. В ответ на улучшение выставления счетов растет интерес к измерению реактивной энергии. Например, ведущий поставщик энергии в Италии принял решение установить более 20 миллионов бытовых счетчиков электроэнергии с измерениями активной и реактивной мощности.

Этот растущий интерес к измерению реактивной энергии приводит к вопросу: какой метод должен реализовать разработчик счетчика энергии, чтобы точно измерить реактивную энергию?

Хотя сегодняшняя электронная цифровая обработка сигналов (DSP) позволяет измерениям реактивной энергии быть ближе к теоретическим значениям, в области измерения энергии нет единого мнения о методах измерения.Эта статья призвана объяснить и сравнить три основных используемых метода, а именно: треугольник мощности, временную задержку и фильтр нижних частот.

Системные требования


Электромеханические счетчики создали прецедент в счетах за реактивную энергию. Хотя они имеют ограниченную полосу пропускания и не могут учитывать гармоники сетевой частоты, они поддерживаются международным стандартом для статических счетчиков реактивной энергии переменного тока (IEC-1268).Стандарт определяет измерения реактивной энергии на основной частоте линии, что означает, что включение гармоник не обязательно. Он также определяет дополнительные условия тестирования для проверки устойчивости измерений к третьей гармонике, смещению постоянного тока на токовом входе и изменению частоты сети. Различные методы измерения реактивной мощности, представленные в этом документе, сравниваются с этими критическими испытаниями стандарта IEC-1268 (таблица 1).

Теория реактивной мощности


Реактивная мощность определена в Стандартном словаре IEEE 100-1996 под словом «magner» энергии как:

, где Vn и In — соответственно действующие значения напряжения и тока n-й гармоники частоты сети, а jn — разность фаз между n-й гармоникой напряжения и тока.Также принято соглашение, согласно которому реактивная энергия должна быть положительной, когда ток опережает напряжение (индуктивная нагрузка).

В электрической системе, содержащей чисто синусоидальные формы сигналов напряжения и тока на фиксированной частоте, измерение реактивной мощности легко и может быть выполнено без ошибок несколькими методами. Однако при наличии несинусоидальных сигналов энергия, содержащаяся в гармониках, вызывает ошибки измерения.

Согласно теореме Фурье любую периодическую форму волны можно записать как сумму синусоидальной и косинусной волн.Поскольку счетчики энергии имеют дело с периодическими сигналами на сетевой частоте, входы тока и напряжения однофазного счетчика могут быть описаны как:

, где Vn, In и jn определены, как в уравнении 1.

Активная мощность


Средняя активная мощность определяется как:

Внедрение измерения активной мощности относительно просто и выполняется точно в большинстве полевых счетчиков энергии.

Полная мощность


Полная мощность — это максимальная активная мощность, которая может быть передана нагрузке.Поскольку Vrms и Irms являются действующими напряжением и током, подаваемыми на нагрузку,

Полная мощность = В действующее значение • I действующее значение (5)

Правильная реализация измерения полной энергии зависит от точности среднеквадратичных измерений.

Расчет реактивной мощности


Как объяснено выше, для расчета реактивной мощности можно использовать разные методы. Теоретическое определение реактивной мощности трудно реализовать в электронной системе по разумной цене.Для обработки преобразования Гильберта, необходимого для получения постоянного фазового сдвига 90 ° на каждой частоте, требуется специальный DSP. Для преодоления этого ограничения было разработано несколько решений. Их можно разделить на три группы:

Метод 1: треугольник мощности


Метод треугольника мощности основан на предположении, что три энергии, полная, активная и реактивная, образуют прямоугольный треугольник, как показано на рисунке 1. Реактивная мощность может

затем обработать, оценив активную и кажущуюся энергии и применив:
Хотя этот метод дает отличные результаты с чисто синусоидальными сигналами, заметные ошибки появляются в присутствии гармоник (Таблица 1).

Метод 2: Задержка по времени


Вводится временная задержка для сдвига одной из форм сигнала на 90 ° на основной частоте и умножения двух форм сигнала:

где T — период основной гармоники. В электронной системе DSP этот метод может быть реализован путем задержки выборок одного входа на количество выборок, представляющих четверть цикла основной частоты (Fline) (рисунок 2)

Этот метод имеет недостатки, если частота линии изменяется, а количество выборок больше не представляет четверть цикла основной частоты.Затем в результаты вносятся значительные ошибки (Таблица 1).

Метод 3: фильтр нижних частот


Введен постоянный фазовый сдвиг на 90 ° по частоте с затуханием 20 дБ / декада. Это решение, реализованное Analog Devices, может быть реализовано с использованием однополюсного фильтра нижних частот на одном канальном входе (рисунок 3). Если частота среза фильтра нижних частот намного ниже основной частоты, это решение обеспечивает сдвиг фазы на 90 ° на любой частоте выше основной частоты.Он также ослабляет эти частоты на 20 дБ / декаду (Рисунок 4).

Подобно методу 2, это решение чувствительно к изменениям частоты сети. Однако динамическая компенсация затухания усиления с частотой линии может быть достигнута путем оценки периода линии сигнала (таблица 1).

Заключение

Поскольку в бытовых приборах появляется все больше и больше нелинейных нагрузок, точное измерение реактивной энергии становится ключевой проблемой для энергораспределителей.Традиционные методы измерения, такие как треугольник мощности и временная задержка, соответствуют международным стандартам, но имеют ограничения при наличии гармоник или колебаний частоты сети. Благодаря последним достижениям в разработке интегральных схем, предложенным Analog Devices, разработчики счетчиков энергии теперь могут легко выполнять более точные измерения реактивной энергии и тем самым удовлетворять возникающие потребности поставщиков энергии.

Активная мощность, реактивная мощность и коэффициент мощности

1.0 Введение

Многие практикующие инженеры-электрики, некоторые даже в коммунальном хозяйстве, не имеют четкого представления о концепциях активной и реактивной мощности, а также отстающих и опережающих коэффициентов мощности в линиях электропитания. Многие действительно имеют о них неявное знание, достаточное при любых нормальных обстоятельствах. В этой заметке сделана попытка вывести эти концепции из основных принципов закона Ома и I 2 R power. Это также приведет к лучшему пониманию вопросов качества электроэнергии, поставляемой потребителям.

2.0 Основы

Мощность в электрической цепи обычно понимается как произведение I 2 R сопротивления и тока в квадрате. По закону Ома это также выражается как VI или V 2 / R, где I, V и R — обычные представления для тока, напряжения и сопротивления. Приведенные выше выражения остаются в основном верными, пока мы рассматриваем цепи постоянного тока (DC). Когда вы рассматриваете переменные токи, входное напряжение чередуется между положительным и отрицательным напряжением в виде синусоидальной волны (обычно) с частотой 50 или 60 циклов в секунду.В этой динамической ситуации важность приобретают два других основных элемента схемы, а именно, индуктивность (L) и емкость (C). Они вместе называются реактивным сопротивлением (X), и они, наряду с сопротивлением (R), сильно влияют на ток в цепи. Когда напряжение прикладывается к цепи с реактивным сопротивлением (X), требуется некоторое время, чтобы ток установился в состоянии устойчивого состояния из-за наведенного напряжения на индуктивности и из-за зарядки емкости.Даже в случае подачи переменного напряжения результирующий переменный ток достигает состояния устойчивого состояния, но из-за эффектов наведенного напряжения и заряда емкости возникает смещение между формами волны тока и напряжения. Это смещение известно как фазовый угол между переменным напряжением и током. Возвращаясь к нашему обсуждению электрической мощности, V * I по-прежнему является мощностью, но в данном случае это переменная мощность. Сначала рассмотрим цепь переменного тока только с резистивной нагрузкой.Как и раньше I 2 R — мощность, потребляемая в цепи. Поскольку ток переменный, мощность также будет «переменной». Таким образом, средняя мощность в цепи будет R, умноженной на среднее значение I 2 за цикл переменного тока. Это среднее значение I 2 за цикл называется среднеквадратическим значением. Квадратный корень из этого тока известен как среднеквадратическое значение или I RMS . Таким же образом мы можем определить V RMS для формы волны напряжения.Не вдаваясь в строгую математику, мощность в цепи переменного тока с резистивной нагрузкой можно выразить как:

Мощность, P = I RMS 2 .R = V RMS 2 / R = V RMS * I RMS .

Для чисто синусоидальной формы сигнала среднеквадратичное значение = пиковое значение / √2

3,0 Комплексная мощность

Теперь давайте рассмотрим цепь переменного тока с сопротивлением (R) и реактивным сопротивлением (X). Чтобы представить сопротивление и реактивное сопротивление вместе, у нас есть термин, известный как импеданс (Z).Как обсуждалось ранее, мощность может быть выражена как I 2 Z или V 2 / Z. Чтобы включить анализ цепи переменного тока, все эти параметры выражаются в виде векторов или комплексных чисел, как показано ниже:

Напряжение V = V e jo = V + j0 —- (Ссылка)

Ток C = I e — j Ø = Ia — jIr

Импеданс Z = Z e j Ø = R + jX

Общая мощность = V * C * = V * I e j Ø = P + jQ

[где Ø = arctan (X / R)]

Общая мощность, указанная в приведенном выше выражении, обычно известна как полная мощность, S, выраженная в вольт-амперах (ВА).В Z, если реактивное сопротивление X равно нулю, тогда Ir будет нулевым, следовательно, Ir известен как реактивный ток. Таким же образом, если R равно нулю, Ia будет равно нулю, поэтому он известен как резистивный ток или более широко известный как активный ток.

Теперь у нас сверху

S = V * (I cos Ø + j I sin Ø) = P + jQ = V * Ia + jV * Ir

Этот угол Ø сразу распознается как сдвиг фаз между сигналами напряжения и тока, возникающий из-за наличия реактивного сопротивления X в цепи. В момент, когда «V» достигает своего пикового значения синусоидальной волны от, «I» будет отставать и будет иметь значение только I cosØ.Активная мощность P — это фактическая активная мощность в цепи, тогда как Q — это мнимая мощность, генерируемая наведенной ЭДС в индуктивности (и ЭДС заряда в емкости) в качестве реакции на (синусоидально) изменяющееся приложенное напряжение. Следовательно, Q называется реактивной мощностью, выраженной в вольта-амперных реактивных единицах (ВАР).

Теперь мы готовы записать полные выражения для мощности в цепи переменного тока с сопротивлением и реактивным сопротивлением как,

Величина кажущейся мощности | S | = В СКЗ .I RMS (ВА)

Активная мощность P = В RMS . I RMS cos Ø, (Ватт)

Реактивная мощность Q = В RMS . I RMS sin Ø (VAR)

Термин «cos Ø» известен как коэффициент мощности.

4,0 Влияние частоты и искажений

Еще одним важным фактором является то, что значение реактивного сопротивления X зависит от частоты. Индуктивное реактивное сопротивление X L увеличивается прямо пропорционально частоте, тогда как емкостное реактивное сопротивление X C уменьшается обратно пропорционально частоте.В современных энергосистемах есть потребители, нагрузки которых включают намного больше динамических элементов в дополнение к L и C в виде выпрямителей, нелинейных нагрузок и импульсных источников питания для электронных схем и т. Д. Эти нагрузки имеют тенденцию искажать формы волны тока и напряжения. вдали от чистой синусоиды. Для анализа таких схем считается, что формы тока и напряжения имеют несколько гармонических составляющих, наложенных на базовую синусоидальную волну 50 или 60 Гц. Расчеты мощности усложняются, если эти гармоники значительно выше.Даже в цепях постоянного тока так называемая рябь оказывает аналогичное негативное влияние на расчеты мощности.

5,0 3-фазное питание

Пока что мы ограничились обсуждением однофазных цепей переменного тока. Теперь перейдем к 3-фазному переменному току.

С этого момента V и I означают только среднеквадратичные значения, если не указано иное.

Тривиально мы можем написать для 3-фазного переменного тока,

P = 3 (В I) cosØ

Однако мы должны указать, что и V, и I относятся к фазам.В нормальной ситуации напряжение между фазами (известное как линейное напряжение) более важно, чем напряжение каждой фазы (фазовые напряжения). В 3-фазной системе

V = V (линия) = √3 * V (фаза) и, следовательно,

P = √3 (V I) cosØ и Q = √3 (V I) sinØ

6.0 Фазовый угол отставания и опережения

Ø уже распознается как угловое смещение между синусоидами напряжения и тока цепи. Это смещение является результатом наличия в цепи индуктивности и / или емкости.Индуцированное напряжение на индуктивности заставляет ток отставать от напряжения на фазовый угол Ø, тогда как задержка в зарядке емкости заставляет ток опережать напряжение на фазовый угол Ø. Соответственно, фазовый угол Ø будет (+) положительным или (-) отрицательным. Активная мощность P остается положительной в любом случае, тогда как реактивная мощность Q меняет знак в соответствии с индуктивностью или емкостью в цепи. Можно заметить, что запаздывающая реактивная мощность Q отображается как положительная в более ранних выражениях для комплексной мощности.Отставание Q рассматривается как , потребление отстающей реактивной мощности. Опережающая реактивная мощность отрицательна и иногда рассматривается как поколение отстающей реактивной мощности.

7,0 Активная и реактивная мощность.

Активная мощность — это реальная мощность, в результате которой выполняется фактически выполненная работа. Реактивная мощность — необходимая неприятность. Индуктивная нагрузка требует более высокого тока при той же мощности, и поэтому источник питания также должен обеспечивать этот повышенный ток.Поскольку этот увеличенный ток не приводит к выполнению какой-либо фактической работы, он называется реактивным током Ir. Ток I в цепи разделен на две составляющие: одна составляющая Ia находится в фазе с напряжением, а другая составляющая Ir с фазовым углом 90 градусов отстает от напряжения. Эта запаздывающая реактивная мощность требует компенсации от источника за счет «генерации» этой реактивной мощности. Это выполняется динамически с помощью следующего процесса: при неизменной активной мощности (скажем), если реактивная нагрузка увеличивается, это приводит к: (а) потребности в более высоком токе, (б) что приводит к постоянному падению напряжения, (в) напряжению регулятор на стороне генератора определяет это, (d) напряжение на клеммах генератора снимается автоматически или вручную (практически для той же выходной мощности), (e) фазовый угол между напряжением и током увеличивается, что приводит к более высокой выработке реактивной мощности в соответствии с требованиями система.Но генераторы в системе имеют ограничения мощности по выработке реактивной мощности и общей выработке вольт-ампер. Это может в конечном итоге привести к более низким напряжениям во всей системе, когда требуемая реактивная мощность системы превышает общую реактивную мощность генераторов в системе. Выработка реактивной мощности сравнительно бесплатна. Но генерировать то же самое на стороне генератора, а затем передавать его на конец нагрузки, где это необходимо, энергоснабжающей организации обходится в более высоких потерь при передаче .Следовательно, компенсация реактивной мощности более эффективно выполняется на стороне нагрузки за счет использования шунтирующих конденсаторных батарей. Мы знаем, что конденсаторы действуют как опережающие реактивные нагрузки. Но в этом контексте мы используем их как запаздывающие источники. В общем, в энергосистеме общего пользования — , точно так же, как мы уравновешиваем потребность в активной мощности с выработкой активной мощности, используя частоту в качестве нашего индекса — потребность в реактивной мощности уравновешивается генерацией реактивной мощности с использованием напряжения системы в качестве индекса .В этом процессе, помимо генераторов, шунтирующие конденсаторы также участвуют в качестве отстающих реактивных источников. Для управления напряжением / реактивностью в энергосистемах коммунальные предприятия также используют устройство, известное как синхронные конденсаторы, в общих чертах описываемое как генераторы переменного тока без первичного двигателя, которые могут генерировать только реактивную мощность, как опережающую, так и запаздывающую.

8,0 Направление потока активной и реактивной мощности

Даже если переменный ток попеременно течет в обоих направлениях, направление переменного тока всегда оказывается положительным в направлении потока мощности.При расчетах баланса мощности в любом узле энергосистемы по соглашению, принятому большинством коммунальных предприятий, исходящая мощность от узла принимается как положительная, а входящая мощность — как отрицательная. Для подробного обсуждения направлений потоков активной и реактивной мощности перейдите по ссылке ниже

Направление потока активной и реактивной мощности

Ссылка также включает рисунок, показывающий квадрантный принцип коэффициента мощности.

9,0 Контроль коэффициента мощности

Коэффициент мощности уже был определен ранее как косинус фазового угла между формами волны напряжения и тока в электрической цепи переменного тока.Это важный параметр, который влияет на качество электроснабжения, а также на производительность энергосистемы. Следовательно, коэффициент мощности требует, чтобы контролировался на всех важных узлах в энергосистеме, а также во всех точках основного источника питания. Но что такое коэффициент мощности? Это просто мера требуемой реактивной мощности, требуемой для различных типов подключенных нагрузок. В трехфазной системе электроснабжения переменного тока коэффициент мощности является довольно неоднозначным измерением по следующим причинам — фазовый угол между формами сигналов тока и напряжения, скорее всего, будет значительно различаться между тремя фазами — формы сигналов как тока, так и напряжения могут не сохраняться. строго синусоидальный из-за наличия гармоник, влияющих на фазовый угол и коэффициент мощности.Чтобы решить некоторые из этих неоднозначностей в определенном коэффициенте мощности (иногда называемом , коэффициент мощности смещения ), другой член, истинный коэффициент мощности определяется как отношение полной активной мощности к полной полной мощности. Штрафы энергосистемы и другие решения по повышению производительности энергосистемы основаны на этом фактическом коэффициенте мощности .

Кроме того, возникают проблемы с онлайн-мониторингом коэффициента мощности.Коэффициент мощности варьируется в диапазоне от 0 до 1. Значение как таковое не говорит о том, является ли оно отстающим или опережающим. Некоторые коммунальные предприятия используют диапазон от «-1 до 0 до +1», чтобы коэффициент мощности изменялся от отставания до опережающего коэффициента мощности! В этом представлении средний диапазон, скажем, от -0,5 до +0,5 является неприемлемым диапазоном. Концы этого диапазона, -1 и +1, по существу одинаковы, представляя единичный коэффициент мощности без фазовой задержки или опережения. Такое представление коэффициента мощности, как измерение, кажется нелепым. (для этого параметра невозможно определить даже пределы для условий LOLO, LO, HI и HIHI).

Некоторые производители счетчиков энергии используют диапазон от 0 до 100 до 200 для pf; От 0 до 100 представляют «отставание от pf от 0 до 1» и от 100 до 200, представляющее «опережающее значение pf от 1 до 0». Многим инженерам-коммунальным компаниям не нравится такое использование. Автор этой заметки решил эту проблему в индийской утилите, определив две pfs, а именно: ‘Leading pf’, изменяющуюся от 0 до 1 и ‘Lagging pf’, изменяющуюся от 0 до 1. Оба были получены как расчетные точки на основе фактического измерения пф.

Кроме того, pf — параметр, который сложно измерить, и он сильно колеблется.По всем вышеперечисленным причинам автор этой заметки считает, что pf может не служить хорошим параметром для мониторинга, и мы можем подумать о других способах достижения мониторинга требований реактивной мощности в системе. Возможно, для этой функции лучше подходит tan Ø вместо cos Ø. Tan Ø изменяется от — (бесконечность) до 0 до + (бесконечность), а Ø изменяется от -90 до 0 до +90. Он дает отношение реактивной мощности к активной мощности и, следовательно, может быть назван «реактивным фактором». Штрафы коммунальных предприятий и другие решения по повышению производительности энергосистемы могут быть основаны на этом реактивном коэффициенте . Этот реактивный фактор легко контролировать . Это только предложение для дальнейшего рассмотрения операторами энергосистем и экспертами.

10,0 Заключение

В приведенном выше примечании была предпринята попытка разрешить некоторые неоднозначности, которые ощущают многие практикующие инженеры-электрики и промышленные инженеры-электрики при понимании концепций реактивной мощности и коэффициента мощности. Также объясняется влияние требований к высокой реактивной мощности на энергосистему и необходимость штрафовать потребителей с низким КПД.Буду рад предложениям и комментариям.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Теги: Электричество

Эта запись была опубликована 19 февраля 2010 г. в 11:11 и размещена в разделе «Электроэнергетика, инженерия». Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через канал RSS 2.0. Вы можете оставить отзыв или откликнуться со своего сайта.

Компенсация реактивной энергии, потребляемой трансформатором

Если измерение выполняется на стороне среднего напряжения трансформатора, может потребоваться компенсация потерь реактивной энергии в трансформаторе (в зависимости от тарифа).

Природа индуктивных сопротивлений трансформатора

Все предыдущие ссылки были связаны с шунтирующими подключенными устройствами, например, используемыми в обычных нагрузках, конденсаторных батареях с коррекцией коэффициента мощности и т. Д.Причина этого в том, что для оборудования с шунтирующим подключением требуется (на сегодняшний день) наибольшее количество реактивной энергии в энергосистемах; однако последовательно соединенные реактивные сопротивления, такие как индуктивные реактивные сопротивления линий электропередач, реактивное сопротивление рассеяния обмоток трансформатора и т. д., также поглощают реактивную энергию.

Если измерение выполняется на стороне СН трансформатора, потери реактивной энергии в трансформаторе могут (в зависимости от тарифа) должны быть компенсированы. Что касается потерь только реактивной энергии, трансформатор может быть представлен элементарной схемой, показанной на фиг. , фиг. , L20.Все значения реактивного сопротивления относятся к вторичной обмотке трансформатора, где шунтирующая ветвь представляет путь тока намагничивания. Ток намагничивания остается практически постоянным (примерно 1,8% от тока полной нагрузки) от холостого хода до полной нагрузки в нормальных условиях, то есть при постоянном первичном напряжении, так что шунтирующий конденсатор фиксированной емкости может быть установлен на СН или Сторона НН для компенсации поглощенной реактивной энергии.

Рис. L20 — Реактивные сопротивления трансформатора на фазу

Потребление реактивной мощности при последовательном включении (поток рассеяния) реактивное сопротивление XL

Реактивной мощностью, потребляемой трансформатором, нельзя пренебрегать, и она может составлять (около) 5% от номинальной мощности трансформатора при питании его полной нагрузки.Компенсация может быть обеспечена батареей конденсаторов. В трансформаторах реактивная мощность поглощается как шунтирующим (намагничивающее), так и последовательным (поток утечки) реактивными сопротивлениями. Полная компенсация может быть обеспечена за счет установки параллельно подключенных низковольтных конденсаторов.

Простая иллюстрация этого явления дается векторной диаграммой Рис. L21.

Составляющая реактивного тока через нагрузку = I sin φ, так что QL = VI sin φ.

Составляющая реактивного тока от источника = I sin φ, так что QE = EI sin φ ‘.

Видно, что E> V и sin φ ‘> sin φ.

Разница между EI sin φ ‘и VI sin φ дает квар на фазу, поглощаемую XL.

Можно показать, что это значение квар равно I 2 XL (что аналогично потерям активной мощности (кВт) I 2 R из-за последовательного сопротивления линий электропередач и т. Д.).

Из формулы I 2 X L очень просто вывести потребляемую квар, потребляемую при любом значении нагрузки для данного трансформатора, следующим образом:

Если используются удельные значения (вместо процентных значений), можно выполнить прямое умножение I и X L .

Пример

Трансформатор 630 кВА с реактивным напряжением короткого замыкания 4% полностью загружен.

Каковы его потери реактивной мощности (квар)?

X L = 0,04 о.е., а I = 1 о.е.

потери = I 2 X L = 1 2 x 0,04 = 0,04 о.е. квар

, где 1 о.е. = 630 кВА

Потери в трехфазной кВАр составляют 630 x 0,04 = 25,2 кВАр (или, проще говоря, 4% от 630 кВА).

При половинной нагрузке, т.е. I = 0,5 о.е. потери будут

0.5 2 x 0,04 = 0,01 о.е. = 630 x 0,01 = 6,3 квар и так далее …

Этот пример и векторная диаграмма Рис. L21 показывают, что:

  • Коэффициент мощности на первичной стороне нагруженного трансформатора отличается (обычно ниже), чем на вторичной стороне (из-за поглощения вар.)
  • Потери квар при полной нагрузке из-за реактивного сопротивления утечки равны процентному реактивному сопротивлению трансформатора (реактивное сопротивление 4% означает потери в квар, равные 4% номинальной мощности трансформатора в кВА). Потери
  • кВАр из-за реактивного сопротивления утечки зависят от тока (или нагрузки кВА) в квадрате

Рис.L21 — Потребление реактивной мощности последовательной индуктивностью

Для определения общих потерь в кВАр трансформатора необходимо добавить потери в цепи постоянного тока намагничивания (примерно 1,8% от номинальной мощности трансформатора, кВА) к вышеуказанным «последовательным» потерям. На рисунке L21 показаны кварцевые потери холостого хода и полной нагрузки для типичных распределительных трансформаторов. В принципе, последовательные индуктивности могут быть скомпенсированы последовательными конденсаторами постоянной емкости (как это обычно бывает в длинных линиях передачи среднего напряжения).Однако такая компоновка трудна в эксплуатации, поэтому на уровнях напряжения, описываемых в данном руководстве, всегда применяется шунтирующая компенсация.

В случае измерения среднего напряжения достаточно поднять коэффициент мощности до точки, при которой трансформатор плюс потребляемая реактивная мощность нагрузки ниже уровня, при котором производится выставление счетов. Этот уровень зависит от тарифа, но часто соответствует значению tan ϕ, равному 0,31 (cos φ, равному 0,955).

Рис. L22 — Потребляемая реактивная мощность распределительных трансформаторов с первичной обмоткой 20 кВ

Номинальная мощность (кВА) Реактивная мощность (квар), подлежащая компенсации
Без нагрузки Полная нагрузка
100 2.5 6,1
160 3,7 9,6
250 5,3 14,7
315 6,3 18,4
400 7,6 22,9
500 9,5 28,7
630 11,3 35,7
800 20 54.5
1000 23,9 72,4
1250 27,4 94,5
1600 31,9 126
2000 37,8 176

Интересно, что потери квар в трансформаторе можно полностью компенсировать, отрегулировав батарею конденсаторов, чтобы дать нагрузке (немного) опережающий коэффициент мощности. В таком случае вся квар трансформатора питается от конденсаторной батареи, в то время как вход на стороне среднего напряжения трансформатора имеет единичный коэффициент мощности, как показано на рис. L23.

Рис. L23 — Чрезмерная компенсация нагрузки для полной компенсации потерь реактивной мощности трансформатора

Таким образом, на практике компенсация потребляемой трансформатором квар включается в конденсаторы, в первую очередь предназначенные для коррекции коэффициента мощности нагрузки, глобально, частично или в индивидуальном режиме. В отличие от большинства других устройств, поглощающих квар, поглощение трансформатора (то есть часть, обусловленная реактивным сопротивлением утечки) значительно изменяется при изменении уровня нагрузки, поэтому, если к трансформатору применяется индивидуальная компенсация, то средний уровень нагрузки должен быть предполагаться.

К счастью, это потребление квар обычно составляет лишь относительно небольшую часть общей реактивной мощности установки, и поэтому несоответствие компенсации во время изменения нагрузки вряд ли будет проблемой.

На рисунке L22 показаны типичные значения потерь в квар для цепи намагничивания (столбцы «квар без нагрузки»), а также для общих потерь при полной нагрузке для стандартного ряда распределительных трансформаторов, питаемых напряжением 20 кВ (включая потери из-за реактивного сопротивления утечки).

Власть и оценка: активная и реактивная сила

Когда политические теоретики говорят о власти, они обычно имеют в виду способы, которыми одни агенты управляют или осуществляют контроль над действиями других. Так было не всегда. Сдвиг от более общей концепции власти как способности к более узкой концепции власти, преобладающей в современной политической теории, проиллюстрирован в дискуссии Хоббесса в Leviathan , где, после определения власти как настоящего средства для получения некоторого видимого блага в будущем, он продолжает рассматривать только средства, с помощью которых отдельные люди могут усиливать свои собственные силы, контролируя силы других.Тот факт, что он рассматривает дружбу как инструментальную силу наряду с богатством и репутацией, привлекает внимание к важной особенности этой концепции, а именно к тому, что в проявлении силы нет ничего предосудительного (Hobbes 1968: 150 и сл.). Как мы видели выше, предлагать совет, наставление или поддержку также означает действовать в соответствии с действиями других. Широко распространенное представление о власти как о репрессивном по существу предполагает, что власть по своей природе враждебна интересам тех, над кем она осуществляется. Напротив, для Делёза и Фуко власть не всегда наносит ущерб интересам тех, над кем она осуществляется. 10 Действительно, в некоторых отношениях именно использование власти формирует и определяет эти интересы. Их концепция власти не является нормативной в том смысле, что она включает в себя все способы, которыми агенты могут действовать на других или на самих себя. Вот почему Делез может прокомментировать, что нет смысла спрашивать, лучше или хуже новая форма власти, воплощенная в механизмах контроля, чем старая: в каждом случае существует конфликт между способами их освобождения и порабощения. нас (Делёз 1995b: 178).

Вопрос, поднятый таким подходом к власти, заключается в том, существуют ли оценочные средства дифференциации, имманентные самому осуществлению власти? Можем ли мы провести различие между формами доминирования и более мягкими способами воздействия на действия других в терминах, присущих осуществлению власти? Критики, такие как Фрейзер и Хабермас, указали на отсутствие у Фуко каких-либо критериев, которые позволили бы проводить нормативную дискриминацию между способами осуществления власти. Другие указали на его неспособность решить какие-либо нормативные вопросы, касающиеся либеральной политической теории и традиции общественного договора: когда и какими способами власть, особенно государственная, оправдана? Эти вопросы в значительной степени, хотя и не полностью отсутствуют, в дискуссиях Фуко о власти вплоть до публикации Истории сексуальности, том I, в 1976 году. 11

Напротив, в Deleuzes Nietzsche and Philosophy (1983) есть смысл, в котором теория воли к власти Ницше действительно дает основания для оценки, но таким образом, который вряд ли удовлетворит критиков Фуко. Делез утверждает, что проект Ницше является воплощением и радикализацией критики Канта. Для Ницше нужно оценивать сами ценности, в отличие от некритического принятия установленных ценностей.



Стр. 60

, который характеризует кантовскую критику.Согласно Делезу, мы находим у Ницше явное качественное различие между активными и реактивными модальностями власти, и именно это качественное измерение воли к власти позволяет оценивать ценности. Критика Ницше принимает форму генеалогической интерпретации явлений, которая оценивает их смысл и ценность. Смысл или значение данного явления определяется качеством преобладающей силы (силы либо активны, либо противодействуют), а его ценность — качеством присутствующей воли к власти (положительной или отрицательной).

Другими словами, помимо различий между различными естественными видами силы, Делёз обращает внимание на различие между активной и реактивной силой. Это находит наиболее яркое выражение в описании Ницше различий между моралью господина и раба в О генеалогии морали (Ницше 1994: эссе 1, параграфы 10, 11). Принципиальное различие заключается между теми, кто отличает добро (себя и им подобных) от зла, и теми, кто отличает зло (других) от хорошего (самих себя).Это разница в направлении того, что Ницше называет ценностным взглядом, между действием, направленным на себя, и действием, направленным на других:

Для того, чтобы существовать, мораль рабов всегда сначала нуждается во враждебном внешнем мире; физиологически говоря, ему нужны внешние раздражители, чтобы действовать вообще, его действие, по сути, является реакцией. Обратное дело с благородным способом оценки: он действует и растет спонтанно.

(Ницше 1994: эссе 1, параграф 10)

В систематической переформулировке Делёза это различие проводится в первую очередь со ссылкой на относительную силу присутствующих сил: превосходящая сила, под которой понимается сила, доминирующая в данном столкновении с другой силой, активна, в то время как подчиненная или доминирующая сила является реактивной.Таким образом, разница между этими двумя видами силы заключается в различии в способе их действия. Реактивные силы — это силы, деятельность которых обусловлена ​​или ограничена превосходящими силами. Это парадигматические силы адаптации или сохранения, регулирующие силы, механическое и утилитарное приспособление которых выражает всю мощь подчиненных и доминируемых сил (Deleuze 1983: 41). Напротив, активные силы — это те присваивающие, доминирующие или подчиненные силы, которые навязывают формы деятельности другим.Хотя они до некоторой степени ограничены своей собственной природой, даже это ограничение является относительным, поскольку активные силы по существу преобразуют: сила преобразования, сила Диониса, является основным определением деятельности (Deleuze 1983: 42).

Делез описывает разницу между активными и реактивными силами как разницу между двумя качествами силы, где качества соответствуют

Стр.61

с разницей в количестве.В действительности, поскольку силы существуют только по отношению к другим силам, количественное различие составляет сущность силы как таковой (в природе нет равных сил). Но это количественное различие, в свою очередь, порождает различие в качестве: взаимосвязанные силы отражают одновременный двойной генезис: взаимный генезис их количественного различия и абсолютный генезис их соответствующих качеств (Deleuze 1983: 51). Воля к власти — это дифференциальный и генетический принцип, который определяет отношения между силами.Это внутренний принцип, который дает начало этому двойному генезису: воля к власти — это элемент, из которого проистекает как количественное различие связанных сил, так и качество каждой силы в этом отношении (Deleuze 1983: 50). Хотя это не приводит силы во взаимосвязь, эта задача остается на усмотрение случая, воля к власти производит различие в количестве и результирующем качестве, которые каждая сила приобретает в данном отношении (Deleuze 1983: 53).

Хотя качество сил берет свое начало в количественной разнице, оно не связано с исходным положением вещей.Культурные явления не в меньшей степени, чем физические события, связаны с динамическими системами. Как неоднократно доказывал Ницше, слабый может восторжествовать над сильным. В О генеалогии морали он анализирует некоторые из основных форм реактивной силы, господствовавшие над человеческой природой, а именно ресентимент, нечистая совесть и аскетический идеал. Реактивные силы могут взять верх над активными, но при этом они не станут активными по той причине, что их режим работы отличается.Согласно Делёзу, точка зрения Ницше заключается в том, что различие между активными и реактивными силами проистекает в первую очередь из разницы в количестве: активные силы — это те, которые доминируют, а реактивные — доминируют. Но эту разницу в качестве сил нельзя сводить только к количественной разнице. Если бы это было возможно, то различие не служило бы критической цели, в то время как Делёз явно хочет, чтобы это было так: подчиненные силы могут преобладать, не переставая быть меньшими по количеству и реактивными по качеству (Deleuze 1983: 58). 12 Таким образом, он проводит различие в терминах разницы между двумя режимами работы или функционирования: силы реакции — это силы ограничения или разложения, которые противостоят действию других сил. Они отделяют активную силу от того, что она может сделать (Deleuze 1983: 57), и таким образом способны преодолевать активные силы, нейтрализуя часть или всю их силу. Напротив, активная сила — это сила, действующая сама по себе. Поступая так, он может навязывать формы меньшим силам или иным образом присваивать или подчинять их своим собственным целям.Активная сила достигает предела своих возможностей, вплоть до собственного разрушения и превращения во что-то еще.

Здесь, утверждает Делез, необходимо еще одно различие, чтобы завершить оценочную функцию воли к власти: чтобы быть таким образом источником силовых качеств, сама воля к власти должна обладать качествами, особенно свободными. единицы, даже более тонкие, чем силы (Deleuze 1983: 53). Эти качества положительные и отрицательные

стр.62

символ воли к власти.Хотя может показаться, что разница в способах действия активных и реактивных сил вытекает из исходной количественной разницы, доминирующие силы — это те силы, которые в состоянии осуществлять свою собственную деятельность, в то время как доминирующие силы вынуждены реагировать и ограничены в своих возможных ответах, разница также соответствует разница между утверждением и отрицанием. Активная сила утверждает свою собственную природу, а не пытается противодействовать или ограничивать другую.

Утверждение и отрицание или отрицание — это изначальные выражения воли к власти.Они, как говорит Делез, являются непосредственными качествами самого становления (Deleuze 1983: 54). Вот почему воля к власти не может означать отсутствие власти: то, чего хочет воля, выражаясь антропоморфными терминами, есть определенное соотношение сил, особое качество сил. А также особое качество силы: утверждение или отрицание (Deleuze 1983: 85). Учитывая, что во всех событиях действует воля к власти, отсюда следует, что каждое явление выражает определенную комбинацию сил и, следовательно, определенный тип.И наоборот, хотя воля к власти выражена в каждом типе тела, она, тем не менее, принимает более высокие и низкие формы. Сила в том смысле, который превозносится Заратустрой выше всех остальных, активна и созидательна. Это особенно проявляется в даровании добродетели: воля к власти по своей сути творческая и отдающая: она не стремится, не ищет, не желает и, прежде всего, не желает власти. Это дает (Делёз 1983: 85).

Введение этого изначального различия между качествами воли к власти вносит дополнительную сложность в генеалогическую интерпретацию Ницше.Интерпретация включает определение смысла и ценности вещи, где ее смысл определяется качеством силы, которая присутствует, а ее ценность определяется качеством воли к власти. Между утверждением и активной силой, а также между отрицанием и реактивной силой существует родство или соучастие, но никогда не происходит смешение этих двух уровней. Это означает, что активные силы могут на самом деле обладать ценностью отрицательной воли к власти или, что то же самое, что силы нигилизма, отрицающие жизнь силы, могут стать активными.И наоборот, силы утверждения могут сами стать реактивными: есть реактивные силы, которые становятся грандиозными и завораживающими, следуя воле к ничто, и есть активные силы, которые ослабевают, потому что они не знают, как следовать силам утверждения (Делёз 1983: 67) .

Различие между качествами силы и волей к власти нельзя просто определить по относительной силе сил, действующих в данном случае: вот почему оно обеспечивает основу для критической оценки, которая могу судить о настоящем.Но это не моральная форма критики, которая судит о том, что противоречит тому, что должно быть, скорее это генеалогическая критика, которая оценивает то, что есть, определяя качество присутствующих сил и их сходство с тем или иным персонажем

стр.63

воли к власти. Результатом является сложная и детализированная система суждений, не допускающая простого аксиологического приоритета активного над реактивным, положительного над отрицательным.

Возьмем, к примеру, христианскую религию: для Ницше она берет свое начало в восстании рабов в морали и имеет существенное сходство с отрицательной стороной воли к власти.Это явно вдвойне отрицательное явление, тем не менее, породило до сих пор одни из самых высоких форм человеческой жизни. 13 Это одновременно и строгая, и грандиозная глупость (Ницше 1973: часть 5, параграф 188), но также и главное средство, с помощью которого (европейский) человеческий дух воспитывался и развивался до его нынешнего состояния чувствительности и возможностей. Речь идет об историческом разнообразии форм, которые приняла эта религия, различном характере (активном или реактивном) и нюансах (сходство с утверждением или отрицанием) сил, господствовавших в различных контекстах.Реактивное сознание греха, которое становится евангелизационным и обличительным, — это не то же самое, что активное воздержание от всего греховного. Существуют формы религиозной жизни, которые демонстрируют внутреннюю силу утверждения и наслаждения собой. Реактивные силы духовной дисциплины и самоотречения могут приобрести сходство с утвердительным аспектом воли к власти. Или возьмем пример болезни или травмы, которая отделяет здорового человека от его или ее способностей и ограничивает возможности для действий.Хотя это явно реактивная сила, ее ценность зависит от природы субъекта и от того, как он реагирует на болезнь, которая действует на него. Одно и то же физиологическое состояние может ослабить некоторые силы, но также открыть новые возможности чувств или вызвать новые способности действовать и подвергаться действию. Ницше говорил о своей болезни в этих терминах, когда он предположил, что она позволила ему заново открыть для себя жизнь и себя, и что именно в годы его самой низкой жизнеспособности он перестал быть пессимистом (Nietzsche 1969: Почему я так мудр , раздел 2).В зависимости от того, как переживается болезнь, мы должны задаться вопросом, является ли она одним и тем же состоянием или одной и той же болезнью в каждом случае: один и тот же инвалид является рабом своей болезни и использует ее как средство исследования, доминирования и самосохранения. мощный? (Делез 1983: 67). В конечном итоге именно отношения между болезнью и пациентом определяют положительное или отрицательное качество этой реактивной силы.

Динамические аспекты взаимодействия между качествами воли к власти и качествами, которые проявляются в силовых отношениях, означают, что оценка конкретных явлений — непростая задача.Внутренняя сложность, которая возникает из-за возможности того, что активные силы могут стать реактивными и приобретать сходство с отрицательным, а не утвердительным качеством воли к власти, или возможностью того, что реактивные силы могут стать активными и приобрести сходство с утвердительным измерение воли к власти подразумевает, что значение и ценность определенных явлений могут быть оценены только терпеливой и скрупулезной практикой генеалогии. Не существует алгоритма, с помощью которого мы можем определить качество данного события или

.

стр. 64

феномен.В самом деле, как предполагает концепция истории Ницше как последовательных событий подчинения и становления господином, философия, задуманная как интерпретация значения вещей, должна быть искусством (Nietzsche 1994: эссе 2, параграф 12). Тем не менее, защитники веры Просвещения, цепляющиеся за возможность объективного суждения, могут по-прежнему настаивать на том, что должны быть основания для заверений. Даже учитывая сложность явлений и извилистые пути их исторического развития, безусловно, существует объективная ценность, которая принадлежит только им: в конце концов, данному явлению должно быть присвоено единственное, пусть даже сложное и тонкое, значение.

В этом месте в реконструкции Делёза метафизики власти Ницше появляется еще одна бифуркация. На уровне эмпирических актов суждения отдельными, исторически сложившимися субъектами не существует трансцендентной точки или единого стандарта суждения. В конце концов, именно воля к власти интерпретирует и оценивает (Deleuze 1983: 534), а воля к власти разделяется. В результате всякая оценка должна основываться на том или ином характере воли к власти, том или ином качестве силы.Ценности нельзя абстрагироваться от той точки зрения, с которой они черпают свою ценность, и эта точка зрения в конечном итоге является положительным или отрицательным характером воли к власти. На этом уровне оценки отражают качество сил, которые их создают, и будет столько оценок данного явления, сколько субъектов оценки. Не существует трансцендентного стандарта, точки зрения Бога, чтобы обосновать возможность объективной оценки. Любое конкретное суждение будет выражением характера того, что судит.По этой причине, утверждают Ницше и Делез, у нас есть иерархия, которую мы заслуживаем, мы, по сути, реактивные, мы, принимающие триумф реакции за преобразование действия и рабы для новых хозяев (Deleuze 1983: 61). В этом смысле ницшеанская философия власти поддерживает отказ Фуко увлекаться игрой оправданий, поскольку она показывает, почему нет возможности согласования между конфликтующими точками зрения.

В то же время, рассматриваемая как трансцендентный принцип качеств силы, воля к власти действительно позволяет критически взглянуть на ценности:

Высокое и благородное обозначают для Ницше превосходство активных сил, их близость к утверждению, их склонность к восхождению, их легкость.Низкое и низкое обозначают торжество реактивных сил, их близость к негативу, их тяжесть или неуклюжесть.

(Делёз 1983: 86)

Воля к власти не только разделена, но и упорядочена изнутри, так что качество утверждения и активные силы являются первичными. Для Ницше воля к власти в конечном итоге утвердительна. Везде, где он принимает отрицательный характер, это можно понять только в связи с более фундаментальным положительным характером: таким образом, нигилизм, воля к ничто, есть и остается

.

стр. 65

будет (Ницше 1994: эссе 3, п.28). Точно так же есть важный смысл, в котором активная сила является первичным качеством силы: хотя реактивная сила не меньше присутствует в источнике, ее можно понимать только как реактивную по отношению к активному и на его основе (Deleuze 1983: 42).

В этом смысле воля к власти уже является партийным принципом, принципом, который не может претендовать на нейтральный статус объективной истины, а только соответствует своей собственной фундаментальной природе. Воля к власти сама по себе является утвердительной мыслью, способной выражать новые силы: мыслью, которая доведет до предела того, что может сделать жизнь, мыслью, которая приведет жизнь к пределу того, что она может сделать (Deleuze 1983: 101).Нет самостоятельного ответа на вопрос: в каком смысле и по какому праву благородство выше или лучше подлости? Нет никакого внешнего оправдания преобладанию позитивного и активного. Недостаточно указать на логическое преобладание активного над реактивным, утвердительного над отрицательным, поскольку, если воля к власти существует только в ее определенных и определенных формах, то она в не меньшей степени присутствует на стороне отрицательное и реактивное. Делез утверждает, что для того, чтобы служить основой для критической оценки, волю к власти необходимо рассматривать в контексте философии Ницше в целом.Мы не можем рассматривать волю к власти как таковую или абстрактно, просто как наделенную двумя противоположными качествами: утверждением и отрицанием (Deleuze 1983: 86). Мы также должны обратиться к испытанию вечного возвращения. В конечном счете, метафизика Делёза-Ницше предполагает избирательную концепцию бытия или концепцию бытия как избирательного процесса, в котором возвращаются только активное и утвердительное, а отрицательное в конечном итоге должно быть преобразовано в утвердительное. Поскольку она подразумевает принцип отбора, философия различия Делёза-Ницше не менее нравственна по своему действию, чем Платон.Но он включает в себя другой принцип отбора, допускающий возвращение только избыточных и преобразующих форм, тех, которые доходят до предела своих возможностей и трансформируются во что-то другое. Поскольку бытие понимается в терминах степени могущества, это равносильно отбору высших форм: тех, которые обладают наибольшей способностью действовать и подвергаться действию, тех, которые обладают наибольшими способностями и наибольшей чувствительностью. Таким образом, вечное возвращение определяет и выбирает то, что является благородным в смысле этого слова Ницше: только вечное возвращение производит истинный отбор, потому что оно устраняет средние формы и раскрывает высшую форму всего сущего (Deleuze 1994: 545).В этом смысле, в отличие от аналитики власти Фуко, метафизика Делёза-Ницше предлагает суррогат надежды.

Социально-политический анализ Делёза и Гваттари опирается на столь же избирательную и партийную концептуальную основу оценки. Рассмотрим Плато 9, 1933: микрополитика и сегментарность (Deleuze and Guattari 1987: 20831), где они оспаривают антропологическую идею о том, что социальное пространство цивилизованного общества централизовано и иерархично, в отличие от сегментарного пространства так называемых примитивных обществ.Они указывают на

стр. 66

, что социальная ткань современного капиталистического общества не менее сегментирована по своей экономической и политической организации, использованию языка и организации желаний. Они утверждают, что сегментарность присутствует в обеих формах общества, но есть два вида сегментарности: гибкая и молекулярная; другой жесткий и коренной. Они различны, потому что они не имеют одинаковых терминов, одинаковых отношений, одинаковой природы или даже одного и того же типа множественности (Deleuze and Guattari 1987: 213).Они неразделимы, потому что сосуществуют и переходят друг в друга (Deleuze and Guattari 1987: 213). По этой причине, как предполагают Делёз и Гваттари, их концепция социального пространства в целом подразумевает различие между двумя одновременными состояниями одной абстрактной машины: абстрактной машины перекодирования, которая определяет жесткую сегментарность и которая связана с государством и его аппаратом правительство, и абстрактная машина мутации, которая действует путем декодирования и детерриториализации (Делёз и Гваттари 1987: 223).Эти концепции и их последствия для социальной и политической теории будут рассмотрены в главах 5 и 6. Что касается оценочной системы Делёза и Гваттари, здесь важно то, каким образом различные типы сегментации социального пространства приводят к различным типам линий: молярные линии, соответствующие формам жесткой сегментации, характерным для бюрократических и иерархических институтов; молекулярные линии, которые соответствуют текучим и перекрывающимся формам деления, характерным для примитивной территориальности.Делез и Гваттари утверждают, что как люди и как коллективы мы состоим из разных линий. То, что они называют микрополитикой, шизоанализом или социальной картографией, — это изучение этих различных линий и их взаимодействий в данной социальной сфере.

Молярные и молекулярные линии соответствуют различным способам организации или занятия социального пространства. С оценочной точки зрения, у каждого есть свои преимущества и свои опасности. Однако для структуры оценки Делёза и Гваттари важной фигурой является линия совершенно другого рода: линия бегства или детерриториализации, которая прослеживает пути, по которым вещи меняются или превращаются во что-то другое.Линия полета является привилегированной в их анализе и на протяжении Тысячи плато. Предпочтение отдается тем процессам или способам существования, которые демонстрируют максимально возможную степень творчества или жизни: линии бегства или детерриториализации, непрерывное изменение, становление второстепенным — вот некоторые из этих процессов; ризома, тело без органов, план последовательности и кочевничество — вот некоторые из фигур, связанных с этими творческими процессами. Тем не менее, всем этим делезианским фигурам метаморфоз и творчества присуща амбивалентность.Ничто в «Тысяча плато » не является однозначно хорошим или плохим, и линия полета не является исключением. Это и линия максимального творческого потенциала, и линия величайшей опасности, предлагающая одновременно возможность величайшей радости и величайшей боли.

стр. 67

Помимо того, что они являются творческими линиями или потенциальными путями мутации в индивидуальной или социальной ткани, линии полета имеют свои собственные опасности: они сами могут излучать странное отчаяние, подобное запаху смерти и самопожертвования, состояние войны, из которого возвращается сломанным (Делёз и Гваттари 1987: 229).Опасность состоит в том, что, однажды вырвавшись за пределы, налагаемые молярными формами сегментарности и субъективности, линия полета может не соответствовать необходимым условиям творческого развития или быть неспособной к такому соединению и вместо этого превратиться в линию разрушение. Когда это происходит, результатом может быть страсть к отмене смертной казни, ведущая к самоубийству или худшему (Deleuze and Guattari 1987: 229). Потенциальная опасность и неопределенность, связанные с маршрутами полета, являются причиной существенной осторожности делезианской политики.Необходима осторожность, потому что мы никогда заранее не знаем, в какую сторону повернет линия полета и сможет ли данный набор разнородных элементов образовать последовательное и функциональное множество. В то же время именно потому, что мы всегда находимся на линии полета, которую мы создаем (Deleuze and Parnet 1987: 135), мы должны продолжать экспериментировать с такими линиями.

Page 68


Дата: 11.01.2015; вид: 1409


Активная и реактивная мощность — ppt видео онлайн скачать

Презентация на тему: «Активная и реактивная мощность» — стенограмма презентации:

1 Активная и реактивная мощность
Введение Летний курс по возобновляемым источникам энергии Эту Ахонен

2 Содержание Коэффициент мощности Импеданс линии передачи
Полная мощность Активная мощность Реактивная мощность Создание реактивной мощности Потребление реактивной мощности Коэффициент мощности Полное сопротивление линии передачи Реактивная мощность и возобновляемые источники энергии Резюме Во-первых… во-вторых…

3 Полная мощность (näennäisteho)
Мощность, передаваемая проводниками 𝑆 = 𝑈𝐼 (закон Джоуля) Измеряется в вольт-амперах Линии передачи ”см.“ Только полная мощность 𝑆 2 = 𝑃 2 + 𝑄 2 Отношение полной мощности S, активная мощность P и реактивная мощность Q.Рисунок из википедии. Цепи переменного тока

4 Активная мощность (pätöteho)
Реальная часть полной мощности Передает реальную энергию, выполняет работу Измеряется в ваттах (Вт) В резистивной цепи: 𝑆 = 𝑉 rms 𝐼 rms> 0 ∀ Ток и напряжение в фазе Энергия рассеивается при мощности 𝑆 = 𝑃. Электрический нагреватель

5 Реактивная мощность (loisteho)
Дедвейт, пена пива Реактивная мощность не работает Результат передачи тока нет энергии Измерено в ВАр (вольт-амперная реактивная) Мнимая часть полной мощности Loisteho = паразитная мощность


6 Создание реактивной мощности
В емкостной цепи Ток опережает напряжение на 90 градусов 𝑆 = 𝑉 rms 𝐼 rms <0 ∃ 𝑡 𝑃 = 0 Емкостная нагрузка создает реактивную мощность Емкостная цепь = только конденсатор Напряжение и ток в емкостной цепи

7 Потребление реактивной мощности
В индуктивной цепи Ток отстает от напряжения на 90 градусов 𝑆 = 𝑉 среднеквадратичное 𝐼 среднеквадратичное значение <0 ∃ 𝑡 = 0 Емкостная нагрузка потребляет реактивную мощность Индуктивная = только катушка Напряжение и ток в индуктивной цепи

8 Коэффициент мощности Отношение активной мощности к полной мощности
cos 𝜙 = 𝑃 𝑆 = 𝑉 𝑅 𝑉 𝑍 = 𝑅 𝑍 ∈ [−1,1] Низкий коэффициент мощности Больше требований к проводникам Более высокая реактивная и полная мощность Больше потерь при распределении Пример: Мощность коэффициент 0.2 (очень низкий), потребляемая активная мощность 1 кВт Необходимая полная мощность 5 кВА Может быть компенсирована конденсаторами Phi = разность фаз напряжения и тока Пример: электродвигатель, балласт люминесцентных ламп и т. Д.

9 Импеданс линии передачи
Линии передачи имеют сопротивление и реактивное сопротивление Сопротивление металла Реактивное сопротивление зависит от емкостных и индуктивных свойств цепи Упрощенная модель линии передачи.𝐺 spec означает сопротивление шунта Сопротивление шунта = существует некоторая связь между землей (землей) и линией передачи.

10 Полное сопротивление линии передачи
Линии передачи имеют значительный импеданс Ограничивает количество передаваемой мощности Напряжение может упасть или подняться (!) По линии Допустимое падение напряжения менее 10% Падение напряжения на типовой линии передачи 100 кВ на 200 км в зависимости от потребляемая активная мощность для различных значений коэффициента мощности нагрузки Повышение напряжения: емкостная нагрузка, типовая индуктивная линия передачи (воздушная)

11 Реактивная энергия и возобновляемые источники энергии
Возобновляемые источники не обеспечивают реактивную мощность Высокое производство возобновляемой энергии Лишь несколько крупных электростанций в сети Реактивная мощность передается на большие расстояния Падение напряжения из-за недостаточной мощности линии необходимы нагрузки Другие методы смягчения Конденсаторы Синхронизированные генераторы

Что такое активная и реактивная мощность?

Расчет электрической энергии, потребляемой бытовым или промышленным электротехническим устройством, обычно выполняется с учетом суммарной мощности электрического тока, проходящего через измеряемую электрическую цепь.При этом выделяются два показателя, отражающие затраты на полную мощность при обслуживании потребителя. Эти показатели называются активной и реактивной энергией. Общая мощность — это сумма этих двух показателей. О том, что такое активная и реактивная электроэнергия и как проверить размер начисленных комиссий, попробуем рассказать в этой статье.

Полная мощность

По сложившейся практике потребители оплачивают не ту полезную мощность, которая непосредственно используется в хозяйстве, а полную мощность, которую отпускает предприятие-поставщик.Различают эти показатели по единицам измерения — полная мощность измеряется в вольтах-амперах (ВА), а полезная — в киловаттах. Активное и реактивное электричество используется всеми электроприборами, питающимися от сети.

Активное электричество

Активная составляющая полной мощности совершает полезную работу и преобразуется в те виды энергии, которые необходимы потребителю. У части бытовых и промышленных электроприборов в расчетах активная и полная мощность совпадают.Среди таких устройств — электроплиты, лампы накаливания, электропечи, обогреватели, утюги и гладильные прессы и так далее.

Если в паспорте указана активная мощность 1 кВт, то суммарная мощность такого устройства составит 1 кВА.

Понятие реактивной мощности

Этот вид электричества присущ цепям, в которых есть реактивные элементы. Реактивное электричество — это часть общей потребляемой мощности, которая не расходуется на полезную работу.

В электрических цепях постоянного тока понятие реактивной мощности отсутствует.В цепях переменного тока реактивная составляющая возникает только при наличии индуктивной или емкостной нагрузки. В этом случае фаза тока не соответствует фазе напряжения. Этот сдвиг фаз между напряжением и током обозначен символом «φ».

С индуктивной нагрузкой в ​​цепи, отстающей по фазе, с емкостной — ее опережение. Следовательно, к потребителю поступает только часть общей мощности, а основные потери связаны с бесполезным нагревом приборов и устройств в процессе эксплуатации.

Потеря мощности связана с наличием электрических устройств индуктивных катушек и конденсаторов. Из-за них в цепочке какое-то время происходит накопление электроэнергии. После этого накопленная энергия возвращается в цепь. К приборам, которые содержат компонент реактивной мощности в потребляемой мощности, относятся переносные электроинструменты, электродвигатели и различные бытовые приборы. Это значение рассчитывается с учетом специального коэффициента мощности, который обозначается как cos φ.

Расчет реактивной мощности

Коэффициент мощности находится в диапазоне от 0.От 5 до 0,9; точное значение этого параметра можно узнать из паспорта электроприбора. Полная мощность должна быть определена как отношение активной мощности к коэффициенту.

Например, если в паспорте электродрели указана мощность в 600 Вт и значение 0,6, то общая потребляемая мощность устройства будет 600/06, то есть 1000 ВА. При отсутствии паспортов для расчета общей мощности устройства коэффициент можно принять равным 0.7.

Поскольку одной из основных задач систем электроснабжения является доставка полезной мощности конечному потребителю, потери реактивной мощности считаются отрицательным фактором, и увеличение этого показателя ставит под сомнение эффективность электрической цепи как целое. Баланс активной и реактивной мощности в цепи можно наглядно представить в виде забавной цифры:

Значение коэффициента при учете потерь

Чем выше коэффициент мощности, тем меньше потерь активной электроэнергии — Это означает, что потребляемая электроэнергия будет дешевле для конечного потребителя.Для увеличения значения этого коэффициента в электротехнике используются различные методы компенсации нецелевых потерь электроэнергии. Компенсирующие устройства — это предшественники, которые сглаживают фазовый угол между током и напряжением. С этой же целью иногда используются конденсаторные батареи. Они подключаются параллельно к рабочему контуру и используются как синхронные компенсаторы.

Расчет стоимости электроэнергии для частных потребителей

Для индивидуального пользования активная и реактивная электроэнергия в счетах не разделяется — по потреблению доля реактивной энергии мала.Таким образом, частные потребители с потребляемой мощностью до 63 А оплачивают один счет, на котором вся потребляемая электроэнергия считается активной. Дополнительные потери в цепи на реактивную мощность отдельно не выделяются и не оплачиваются.

Учет реактивной мощности для предприятий

Другое дело — предприятия и организации. Большое количество электрооборудования установлено в производственных помещениях и на промышленных предприятиях, а в общей отпущенной электроэнергии составляет значительную часть реактивной энергии, необходимой для работы источников питания и электродвигателей.Поставляемая предприятиям и организациям активная и реактивная электроэнергия нуждается в четком разделении и ином способе оплаты. Основой регулирования отношений предприятия-поставщика электроэнергии и конечных потребителей в данном случае является типовой договор. Согласно правилам, установленным в этом документе, организациям, потребляющим электроэнергию свыше 63 А, необходим специальный прибор, обеспечивающий показания реактивной энергии для учета и оплаты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.