Активный и реактивный ток: ключевые различия и влияние на энергосистему

Что такое активный и реактивный ток в электрических цепях. Как они влияют на работу энергосистемы. Почему важна компенсация реактивной мощности. Как рассчитываются активная и реактивная составляющие тока.

Что такое активный и реактивный ток

В электрических цепях переменного тока выделяют две составляющие тока:

• Активный ток — совпадает по фазе с напряжением и преобразуется в полезную работу (нагрев, освещение, движение и т.д.).
• Реактивный ток — сдвинут по фазе относительно напряжения на 90° и не совершает полезной работы, а лишь перемещается между источником и потребителем.

Полный ток в цепи является векторной суммой активного и реактивного токов. Соотношение между ними определяется характером нагрузки:

• В чисто активной нагрузке (лампы накаливания, нагреватели) протекает только активный ток.
• В индуктивной нагрузке (электродвигатели, трансформаторы) преобладает реактивный ток, отстающий от напряжения.
• В емкостной нагрузке (конденсаторы) реактивный ток опережает напряжение.

Влияние активного и реактивного тока на энергосистему

Активный и реактивный токи по-разному влияют на работу энергосистемы:

• Активный ток совершает полезную работу у потребителя, преобразуясь в другие виды энергии.
• Реактивный ток циркулирует между генератором и потребителем, создавая дополнительную нагрузку на сети.

Негативные последствия повышенного реактивного тока:

• Увеличение потерь в линиях электропередачи и трансформаторах
• Снижение пропускной способности сетей
• Необходимость завышения мощности генераторов и трансформаторов
• Ухудшение качества напряжения у потребителей

Расчет активной и реактивной составляющих тока

Для расчета активной и реактивной составляющих тока используются следующие формулы:

• Активный ток: I_a = I * cos φ
• Реактивный ток: I
  р = I * sin φ

Где:

• I — полный ток
• φ — угол сдвига фаз между током и напряжением

Соотношение между активным и реактивным током определяется коэффициентом мощности cos φ:

• При cos φ = 1 ток полностью активный
• При cos φ = 0 ток полностью реактивный

Компенсация реактивной мощности

Для снижения негативного влияния реактивного тока применяется компенсация реактивной мощности. Основные методы:

• Установка конденсаторных батарей
• Использование синхронных компенсаторов
• Применение активных фильтров

Компенсация позволяет:

• Снизить потери в сетях на 5-10%
• Уменьшить нагрузку на трансформаторы и кабели
• Улучшить качество напряжения
• Повысить пропускную способность линий

Измерение активной и реактивной энергии

Для учета электроэнергии используются различные типы счетчиков:

• Однотарифные — измеряют только активную энергию
• Двухтарифные — учитывают активную и реактивную энергию раздельно
• Многотарифные — позволяют вести учет по нескольким тарифам

Реактивная энергия обычно не учитывается в бытовом секторе, но подлежит оплате промышленными потребителями. Это стимулирует предприятия проводить мероприятия по компенсации реактивной мощности.

Влияние активного и реактивного тока на работу электрооборудования

Активный и реактивный токи по-разному влияют на работу различных типов электрооборудования:

Трансформаторы

• Активный ток вызывает нагрев обмоток и магнитопровода
• Реактивный ток увеличивает потери в стали и меди, снижает КПД

Электродвигатели

• Активный ток создает вращающий момент на валу
• Реактивный ток нужен для создания магнитного поля, но снижает cosφ

Линии электропередачи

• Активный ток вызывает нагрев проводов
• Реактивный ток дополнительно загружает линию, не совершая полезной работы

Чем выше доля реактивного тока, тем ниже эффективность работы оборудования и больше потери в сети. Поэтому важно стремиться к повышению коэффициента мощности.

Способы снижения реактивной мощности

Для уменьшения доли реактивного тока применяются следующие методы:

• Установка компенсирующих устройств (конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы)
• Замена недогруженных асинхронных двигателей на меньшую мощность
• Отключение трансформаторов на время малых нагрузок
• Применение синхронных двигателей вместо асинхронных
• Использование статических тиристорных компенсаторов

Комплексное применение этих мер позволяет значительно повысить энергоэффективность предприятий и снизить потери в электрических сетях.

Экономические аспекты компенсации реактивной мощности

Внедрение мероприятий по компенсации реактивной мощности имеет не только технический, но и экономический эффект:

• Снижение платы за потребленную электроэнергию на 3-5%
• Уменьшение загрузки трансформаторов, увеличение срока их службы
• Возможность подключения дополнительных нагрузок без увеличения сечения кабелей
• Снижение затрат на ремонт и обслуживание оборудования

При этом срок окупаемости установок компенсации реактивной мощности обычно составляет 1-2 года. Это делает данные мероприятия экономически привлекательными для большинства промышленных предприятий.

Нормативные требования по компенсации реактивной мощности

В России действуют следующие нормативные документы, регламентирующие вопросы компенсации реактивной мощности:

• Приказ Минэнерго РФ от 23.06.2015 №380 «О Порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности»
• ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная»
• Правила технологического присоединения энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии

Согласно этим документам, для потребителей с присоединенной мощностью 150 кВт и выше устанавливаются следующие требования:

• Предельное значение коэффициента реактивной мощности tg φ = 0,35
• Обязательная установка устройств компенсации реактивной мощности
• Оплата потребленной реактивной энергии сверх установленных нормативов

Соблюдение этих требований является обязательным условием для присоединения новых потребителей к электрическим сетям.

Реактивный и активный ток

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. 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.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Научный форум dxdy
• Что такое активная и реактивная электроэнергия?
• Описание параметра «Тип учитываемой электроэнергии (A/R)»
• Общие сведения о компенсации реактивной мощности
• Активная и реактивная электроэнергия
• Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока
• Активная и реактивная электрическая мощность
• Активная и реактивная мощность. За что платим и работа
• разделы начинающим

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: АКТИВНОЕ И РЕАКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — ОБЪЯСНЯЮ НА ПАЛЬЦАХ

Научный форум dxdy

Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы , то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива; увеличиваются потери в подводящих сетях и приемниках, увеличивается падение напряжения в сетях. Реактивный ток дополнительно нагружает линии электропередачи , что приводит к увеличению сечений проводов и кабелей и соответственно к увеличению капитальных затрат на внешние и внутриплощадочные сети.

Компенсация реактивной мощности , в настоящее время, является немаловажным фактором позволяющим решить вопрос энергосбережения практически на любом предприятии. Это достаточно веский аргумент, чтобы руководителю со всей серьезностью подойти к анализу и аудиту энергопотребления и выработке методики компенсации реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности — вот ключ к решению вопроса энергосбережения.

В электрических машинах переменный магнитный поток связан с обмотками. Вследствие этого в обмотках при протекании переменного тока индуктируются реактивные э. Этот сдвиг по фазе обычно увеличивается, а уменьшается при малой нагрузке.

Например, если косинус фи двигателей переменного тока при полной нагрузке составляет 0,,80, то при малой нагрузке он уменьшится до 0,, Малонагруженные трансформаторы также имеют низкий косинус фи. Поэтому, применять компенсацию реактивной мощности, то результирующий косинус фи энергетической системы будет низок и ток нагрузки электрической, без компенсации реактивной мощности, будет увеличиваться при одной и той же потребляемой из сети активной мощности.

Кроме этого, реактивная мощность наряду с активной мощностью учитывается поставщиком электроэнергии , а следовательно, подлежит оплате по действующим тарифам, поэтому составляет значительную часть счета за электроэнергию. Структура потребителей реактивной мощности в сетях энергосистем по установленной активной мощности :.

Прочие преобразователи: переменного тока в постоянный, тока промышленной частоты в ток повышенной или пониженной частоты, печная нагрузка индукционные печи, дуговые сталеплавильные печи , сварка сварочные трансформаторы, агрегаты, выпрямители, точечная, контактная.

На пути от электростанции происходит самое меньшее три трансформации напряжения, и поэтому потери реактивной мощности в трансформаторах и автотрансформаторах достигают больших значений.

Наиболее действенным и эффективным способом снижения потребляемой из сети реактивной мощности является применение установок компенсации реактивной мощности конденсаторных установок.

Как и в общей теории колебательных движений, в теории переменных токов большую пользу приносят векторные диаграммы. Очевидно, что синусоидально изменяющуюся электродвижущую силу.

Спросим себя, как изобразится в векторной диаграмме ток, протекающий под влиянием синусоидальной электродвижущей силы через катушку, обладающую индуктивностью.

Мы видели, что ток в этом случае отстает на четверть периода от напряжения. Величина этого вектора. Если мы имеем дело с прохождением переменного тока через конденсатор, то ток опережает электродвижущую силу на четверть периода. Величина этого вектора, как мы видели выше, определяется соотношением. Для случая активного омического сопротивления ток совпадает по фазе с напряжением.

Это значит, что вектор тока совпадает по направлению с вектором напряжения, Величина его, конечно, определяется законом Ома. Ток, вектор которого совпадает с вектором напряжения, называют активным током. Токи же, векторы которых отстают от вектора напряжения или опережают его на называют реактивными токами.

Выбор такого названия объясняется тем, что именно активные токи определяют потребление мощности цепью переменного тока, тогда как на возбуждение реактивного тока т. В более общем случае, когда сдвиг фазы между током и напряжением определяется углом в радианах , работа, производимая переменным током за целое или полуцелое число периодов, пропорциональна.

При т. При каких-либо заданных величинах напряжения и тока, чем меньше разность фаз между ними и соответственно чем ближе к единице, тем большая мощность передается током от генератора к нагрузке; поэтому называют коэффициентом мощности цепи. Во многих случаях реактивные токи необходимы. Так, если переменным током мы питаем электромагнит, предназначенный, скажем, для подъема железных предметов, то катушка электромагнита, представляя собой в идеальном случае чисто индуктивное сопротивление, будет потреблять от сети реактивный ток, отстающий от напряжения сети на.

Реактивный же ток, который необходим для создания магнитного поля в сердечнике трансформатора, носит, в сущности, вспомогательный характер; он непосредственно не производит никакой полезной работы.

Предположим, что к сети подключено, как это часто бывает, большое количество трансформаторов. Каждый из них потребляет известный реактивный ток для создания магнитного поля сердечника. Это значительно ухудшает коэффициент мощности установки. Для этого включают в сеть, кроме трансформаторов, также и емкость С, подобрав ее так, чтобы ее реактивный ток был равен суммарному реактивному току трансформаторов. Тогда во внешней цепи будет течь только активный ток, реактивные же токи трансформаторов и емкости взаимно компенсируют друг друга.

Они будут циркулировать лишь в цепи: емкость — обмотки трансформаторов, не заходя в питающую сеть и в генератор электроцентрали. Для питающей линии и для генератора электроцентрали и условия их работы будут наивыгоднейшими. Это мероприятие имеет существенное экономическое значение. Совершенно ясно, что электроцентраль и линии электропередачи, не загруженные бесполезным реактивным током, могут быть в большей мере загружены токами активными.

Следует отметить, что представление о реактивном токе как о токе, фаза которого сдвинута на относительно напряжения и который поэтому в среднем не производит никакой работы и не сопровождается рассеянием энергии на нагревание проводов , конечно, является идеализацией схематическим упрощением процессов, происходящих в действительности при прохождении переменного тока через катушки или конденсаторы. Но ток, проходящий через катушку, в отношении нагревания проводов, происходящего по закону Джоуля-Ленца, ничем не отличается от активного тока той же частоты а при большой частоте сопротивление обмотки катушки вследствие скин-эффекта может оказаться значительным.

Может иметь место также утечка тока вследствие несовершенства изоляции и т. Потери энергии тока, но обычно меньшие, чем в катушках, наблюдаются и при прохождении тока через конденсаторы. В этом случае они вызываются главным образом некоторым отставанием во времени от напряженности поля поляризации диэлектрика в той ее части, на которую оказывает. Вследствие потерь ток через катушку или конденсатор никогда не является чисто реактивным, т.

Под действием напряжения в идеальной катушке должен был бы проходить чисто реактивный ток с амплитудой — в действительности же, как показано в конце следующего параграфа в виде пояснения выведенного там обобщенного закона Ома , возбуждается ток с амплитудой, уменьшившейся вследствие потерь до значения этот фактический ток через катушку представляет собой сумму возникшего в связи с потерями активного тока и реактивного тока. Вследствие потерь амплитуда тока через катушку уменьшается до величины а амплитуда реактивного тока — до величины где угол потерь.

Аналогичные соотношения и такая же диаграмма справедливы и для тока через конденсатор. Так как активный ток — это ток, фаза которого совпадает с напряжением, то очевидно, что мощность, рассеиваемая вследствие потерь, равна Та же мощность будет рассеиваться в цепи, составленной из идеальной катушки с той же индуктивностью и некоторого сопротивления включенного последовательно с ней называемого сопротивлением потерь , если это сопротивление определено как раз из условия равенства рассеиваемых мощностей:.

Подставляя это значение амплитуды активного тока в приведенное выше выражение для тангенса угла потерь, приходим к формуле, которую считают основной при анализе влияния потерь на режим переменного тока в электрических цепях:.

По смыслу вывода этой формулы понятно, что аналогичное соотношение справедливо и для тангенса угла потерь в цепи с конденсатором. В радиотехнических расчетах часто применяют величину, обратную тангенсу угла потерь, которую называют добротностью электрической цепи см. Потери в катушках большой индуктивности в высокой мере зависят от конструкции и магнитных свойств сердечника и выполнения обмотки.

При правильной конструкции потери в сердечнике и в обмотке не одинаково зависящие от частоты должны быть по возможности уравнены. Для уменьшения потерь на токи Фуко сердечники набирают из тонких листов трансформаторного железа толщиной 0,,35 мм , покрытых для изоляций их друг от друга тонким 0,05 мм слоем лака. Потери в таких сердечниках составляют около на килограмм массы сердечника.

Сечение проводов выбирают с учетом возрастания их сопротивления вследствие скин-эффекта так, чтобы при эксплуатации потери в обмотке были приблизительно равны потерям в сердечнике. Первичная обмотка трансформаторов для токов звуковой частоты состоит из витков и имеет индуктивность. Катушки резонансных контуров радиочастот имеют индуктивность порядка тысячных а для коротких волн-миллионных долей генри.

Такая индуктивность создается сравнительно небольшим числом витков провода без ферромагнитного сердечника. Потери в конденсаторах за исключением электролитических конденсаторов обычно не превышают что соответствует тангенсу угла потерь В электролитических конденсаторах тангенс угла потерь может достигать 0,2. Среди лучших изоляторов имеющих удельное сопротивление порядка ом-см выделяются наименьшим значением тангенса угла потерь: кварц плавленый, слюда-мусковит, парафин и полистирол; для них.

Любая реактивная энергия, поставляемая потребителю, является причиной повышения стоимости. Измеренная реактивная энергия будет учитываться в договорах с поставщиками. Так как договоры не одинаковы, рекомендуется получить всю необходимую информацию в местной энергоснабжающей или распределяющей компании.

Энергоснабжающие компании предлагают два вида тарификации, относящиеся к реактивной энергии:. Для учёта экономического аспекта эксплуатации установок потребителей необходимо получить от поставщика информацию о преимуществах вида тарификации и условиях договора. Далее рассмотрим учёт повышенной реактивной энергии в различных видах специальных договоров на поставку. Оценка реактивной энергии также может быть предметом переговоров с местным поставщиком.

Также нужно обратить внимание, оценивает ли энергоснабжающая компания дополнительную реактивную энергию по периоду высокого тарифа дневного или по периоду низкого тарифа ночному. Иногда поставщик может задавать разные коэффициенты мощности в дневной и ночной период, потому что ночью может оказаться удовлетворительным более низкое значение, чтобы избежать опережающего емкостного коэффициента мощности в системе электроснабжения. Такие условия могут быть предложены прежде всего в городской местности с большими кабельными сетями в периоды низкой нагрузки.

Этот факт принимается во внимание очень редко. В этом методе рассматривается максимальная активная мощность, которая может возникнуть в течение расчётного периода. По этим данным можно вычислить максимальную кажущуюся мощность.

Если принять, что активная мощность постоянна, измеренная тарифицируемая кажущаяся энергия определяется подлежащей оплате реактивной энергией в соответствии со следующей формулой:. Это означает, что необходимо применение компенсации реактивной мощности.

При этом дополнительным преимуществом окажется уменьшение потерь, о которых говорилось выше в линиях и трансформаторах. В результате быстро амортизируются высокие инвестиции для компенсации реактивной мощности. Должна быть сделана правильная оценка потребления мощности предприятия. Необходимо заявить поставщику требуемую заказываемую мощность, а также коэффициент спроса, который включает в себя коэффициент нагрузки и коэффициент разновременности.

Эти данные являются основой для проектирования системы энергоснабжения. Кроме того, они помогают оптимизировать договор, предлагаемый потребителю.

Он приводит к отношению максимальной нагрузки мощности к требуемой нагрузке мощности поставщика. Многие энергоснабжающие и распределительные компании используют эти данные для расчёта стоимости подключения и сетевых затрат. Как было сказано выше, заявленная мощность должна даваться поставщику как кажущаяся мощность кВА. Экономия проявляет себя в различных областях, особенно при уменьшении затрат, относящихся к реактивной энергии, а также к активной энергии в результате уменьшения потерь активной мощности в системе, пиков активной мощности, стоимости инвестиций и стоимости подключения.

Как известно, генератор переменного тока вырабатывает два вида электрической энергии — активную и реактивную. Активная энергия расходуется в электрических печах, лампах, электрических машинах и иных потребителях, переходя в другие виды энергии — тепловую, световую, механическую. Реактивная же энергия не расходуется потребителями и возвращается по питающей линии к генератору.

Это влечет рост тока, протекающего по ЭС, и соответственно требует увеличения площади их сечения. В электрических цепях, содержащих комбинированные сопротивления нагрузку , в частности, активную лампы накаливания, электронагреватель и др. Отставание тока по фазе от напряжения в индуктивных элементах обуславливает интервалы времени см.

В эти моменты мощность не потребляется нагрузкой, а подается обратно по сети в сторону генератора. При этом электроэнергия, запасаемая в каждом индуктивном элементе, распространяется по сети, не рассеиваясь в активных элементах, а совершая колебательные движения от нагрузки к генератору и обратно.

Что такое активная и реактивная электроэнергия?

День добрый! Имеется нагрузка, соединенная с генератором переменного напряжения, имеющая резистивное R и индуктивное сопротивление. Генератор выдает синусоидальное напряжение Соответственно есть ток активный и реактивный Активный ток синфазен с напряжением, реактивный отстает от напряжения на Насколько я понимаю, активный ток — это нагрев проводника. Реактивный ток — это волна, которая бегает между генератором и индуктивностью перенося с собой энергию.

Активный ток сопровождается переносом активной энергии, которая преобразуется потребителем в механическую и тепловую. Реактивный ток.

Описание параметра «Тип учитываемой электроэнергии (A/R)»

На страницу Пред. Acid Snow в сообщении писал а :. Термин реактивный и активный ток вообщем-то неверны, в цепи есть только один ток, и в общем случае он находится по з-ну Ома. В умных книжках Бессонов ТОЭ пишут, что активная мощность — это то что выделяется в виде теплоты в единицу времени на участке цепи в сопр. Она считается как Реактивная же Затем там объясняют физ. У нас есть последовательная цепь с R,L,C , в ней течет ток мгновенный Записывается энергия эл. А та энергия, что меняется по косинусу дважды отдается в цепь и дважды уходит обратно в генератор, вот этой-то энергии и пропорциональна реактивка, коэф. Про активные и реактивные токи там не написано, есть сопряженный комплекс тока.

Общие сведения о компенсации реактивной мощности

Итак, необходимо помнить, что переменный ток характеризуется тремя видами мощности. Это те значения, которые нам показывают амперметр и вольтметр. Кто упустил эту тему — загляните в раздел » Про переменный ток и напряжение «. Ее-то нам и показывает наш квартирный счетчик.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять.

Активная и реактивная электроэнергия

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. О природе реактивной энергии Электроника для начинающих Вокруг реактивной энергии сложилось немало легенд, активно способствовала развитию околонаучного фольклора любовь нашего человека к халяве и разнообразным теориям глобального заговора. В рунете можно найти множество success story о том как простой мужичок из глубинки годами эксплуатирует халявную реактивную энергию которую бытовой счетчик электроэнергии не регистрирует и живет себе, не зная бед.

Активная, реактивная, неактивная и полная мощность электрического тока

На рис. Ко входным зажимам цепи приложено синусоидальное напряжение. Графики токов и напряжений показаны на рис. На первой стадии анализа ток в емкости не учитываем считаем, что она отключена. Произведение мгновенных значений напряжения и и тока i в элементе цепи называют мгновенной мощностью этого элемента.

Вычисляется реактивная мощность как произведение тока на напряжение, но единица измерения уже не ватт, а вольт-ампер реактивный (ВАр).

Активная и реактивная электрическая мощность

Определить токи в ветвях батареи реостата, а также суммарный неразветвленный ток в цепи. Решение: Так как соединение параллельное, то напряжение В приложено к обеим параллельным ветвям. Следовательно, на основании закона Ома ток в реостате Так как при частоте 50 Гц емкостное сопротивлейие конденсатора емкостью 1 мкФ равно Ом, то у батареи емкостью 10 мкФ оно в 10 раз меньше, т. Следовательно, ток в ветви батареи Однако суммарный неразветвленный ток не будет равен арифметической сумме токов ветвей, т.

Активная и реактивная мощность. За что платим и работа

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Коэффициент мощности «косинус фи»

Как и в общей теории колебательных движений, в теории переменных токов большую пользу приносят векторные диаграммы. Очевидно, что синусоидально изменяющуюся электродвижущую силу можно изобразить как проекцию на ось ординат вращающегося против часовой стрелки с угловой скоростью вектора, длина которого равна и начальное положение которого в момент совпадало с осью абсцисс. Спросим себя, как изобразится в векторной диаграмме ток, протекающий под влиянием синусоидальной электродвижущей силы через катушку, обладающую индуктивностью Рис. Векторная диаграмма для случая Индуктивного сопротивления. Векторная диаграмма для случая емкостного сопротивления.

Большая советская энциклопедия. Реактивная мощность — Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

разделы начинающим

Главная цель при передаче электроэнергии — повышение эффективности работы сетей. Следовательно, необходимо уменьшение потерь. Основной причиной потерь является реактивная мощность, компенсация которой значительно повышает качество электроэнергии. Реактивная мощность вызывает ненужный нагрев проводов, перегружаются электроподстанции. Трансформаторная мощность и кабельные сечения вынужденно подвергаются завышениям, сетевое напряжение снижается. Для выяснения, что же такое реактивная мощность, надо определить другие возможные виды мощности.

В электрический цепях, содержащих комбинированную нагрузку, полная мощность, потребляемая от сети, складывается из активной мощности, совершающей полезную работу, и реактивной мощности, расходуемой на создание магнитных полей и создающей дополнительную на грузку на силовые линии питания. В электрических сетях, содержащих только активную нагрузку лампы накаливания, электронагреватели и др. Но в реальной жизни это бывает достаточно редко. Основной нагрузкой в промышленных электросетях являются асинхронные электродвигатели и распределительные трансформаторы.

Общие сведения о компенсации реактивной мощности

Разработка и проектирование схемы электросети / электроустановки потребителя ставит перед проектировщиком широкий перечень задач. Одной из основных задач является задача обеспечения безопасности, в том числе и путем повышения надежности электроустановки и качества потребляемой электрической энергии. Среди мероприятий по оптимизации использования электроэнергии потребителем стоит выделить мероприятия направленные на повышение коэффициента мощности. Если рассматривать эти мероприятия с рациональной точки зрения, то изменение коэффициента мощности сети всего с 0,8 до 0,97 (идеальный случай – чаще всего изначальный коэффициент мощности не более 0,6), то общие затраты на потребляемую электроэнергию сократятся на 4 – 5 % от общего расхода. В данном случае эти цифры свидетельствуют не только о экономии средств на потребляемую электроэнергию и о повышении энергоэффективности производства, но и о улучшении косвенного влияния на экологию путем экономии природных ресурсов и снижению затрат на оборудование. Само возникновение реактивной мощности, как понятия, обусловлено уровнем современного развития промышленности, а именно большим количеством электрических машин в современных сетях. Известно, что полная мощность имеет две составляющие – активную мощность, непосредственно выполняющие работу и реактивную – необходимую для активации магнитных полей электрических машин. Реактивная мощность отбирается потребителем из сети и снижает коэффициент мощности и КПД электроустановки. То есть, чем ниже коэффициент мощности, тем выше будет индуктивный реактивный компонент по отношению к активному компоненту и наоборот. Для решения проблемы реактивной мощности могут использовать процесс принудительного производства реактивной энергии путем использования батарей специальных (косинусных) конденсаторов или синхронных компенсаторов. Конденсаторы сдвигают ток, по фазе на 180% из фазы с индуктивным реактивным током. Оба тока суммируются алгебраически таким образом, что циркулирующим реактивным током установки является реактивный ток, который равен разнице между индуктивным и ёмкостным токами.

Компенсация коэффициента мощности

Как известно, в электрических цепях протекающий ток совпадает по фазе с напряжением только когда нагрузка имеет активный (резисторы) характер. В случае индуктивной нагрузки ток отстает от напряжения (двигатели, трансформаторы на холостом ходу), когда ток опережает напряжение – нагрузка имеет емкостной характер (конденсаторы). 2)) Где S-полная мощность P- активная мощность Q- реактивная мощность Таким образом, cos(φ) уменьшается, когда потребление реактивной мощности нагрузкой увеличивается. Необходимо стремиться к увеличению cos(φ), т.к. низкий cos(φ) вызывает следующие проблемы:

1. Протекание тока реактивной мощности (большие потери мощности в электрических линиях).
2. Большие перепады напряжения в электрических линиях (например 330…370 В, вместо 380 В)
3. Необходимость увеличения габаритов и мощности генераторов, сечения кабелей, мощности силовых трансформаторов.

Из решения этих технических проблем и вытекает коррекция (компенсация) коэффициента мощности в электрических сетях. Компенсация реактивной мощности осуществляется путем подключения к сети конденсаторных установок и конденсаторов. Подключая конденсаторы мы вводим в сеть емкостную составляющую, которая уменьшает отставание графика тока от напряжения и приближает, при достаточной компенсации, коэффициент мощности к 1. Таким образом, уменьшается потребление реактивной мощности через силовые трансформаторы у энергоснабжающей организации и улучшается cos(φ). Рекомендуется поддерживать cos(φ) в пределах = 0,92..0,96, для того, чтобы избежать платежей за потребление реактивной мощности, снизить нагрузку на кабели и трансформаторы. Однако, в то же время необходимо избегать и перекомпенсации в сети (работы с избыточным количеством конденсаторов), возможной при cos(φ)=0,97 и выше, т.к. тарифы энергоснабжающих организаций за несанкционированную перекомпенсацию превышают значительно тарифы на реактивную мощность. Различают два основных типа компенсации: Индивидуальная компенсация — компенсация реактивной мощности по каждой нагрузке отдельно. Индивидуальная компенсация — это наиболее простое техническое решение. В этом случае конденсатор(ы) подбирается по мощности и cos(φ) двигателя, поэтому реактивная мощность двигателя компенсируется постоянно в течение всего дня. При этом cos(φ) достаточно высокий. Еще одним достоинством данного вида компенсации реактивной мощности являются низкие удельные затраты на компенсацию. Общая компенсация — компенсация реактивной мощности с помощью одной конденсаторной установки устанавливаемой на трансформаторной подстанции или в составе ГРЩ. Основным фактором, влияющим на выбор оптимальной схемы компенсации реактивной мощности является характер изменения нагрузки в течение дня. Если предприятие содержит, например, большой парк станочного оборудования, работающего посменно или временно – периодически. То в этом случае индивидуальная компенсация является более дорогим решением по причине большого количества мало работающих конденсаторов. Индивидуальная компенсация более эффективна, в случае генерирования реактивной мощности небольшим числом нагрузок, потребляющих наибольшую мощность достаточно длительный период времени. Общая компенсация применяется там, где нагрузка перераспределяется между разными потребителями в течение дня. При этом потребление реактивной мощности в течение дня меняется. В этом случае предпочтительнее использование регулируемых (автоматических) конденсаторных установок. Задача такой установки будет подключать требуемую емкость, соответствующую нагрузке в каждый конкретный момент.

Эффект гармоники в электрических сетях

Гармоники тока (напряжения) можно определить, разложив соответствующие кривые в ряд Фурье. Порядок гармоники определяется как соотношение частоты гармоники к основной частоте той же периодической волны. В случае идеальной синусоидальной волны будет присутствовать только основная гармоника первого порядка, в Украине (СНГ) ее частота составляет 50 Гц. В случае искаженной кривой, (искажение обусловлено нелинейностью нагрузки- инверторы, лампы дневного света, сварочные агрегаты и др.) кривая тока или напряжения может содержать некоторое количество частот искажающих идеальную синусоиду. Такая кривая может быть разложена на гармонический ряд, включающий в себя не только основную (первую) гармонику — синусоиду (50 Гц), но и некоторое количество частот кратных 50 Гц – высшие гармоники. Например, 250 Гц это есть 5-я гармоника. При “нелинейной” нагрузке форма волны тока будет отличаться от идеальной и, согласно теореме Фурье, даст гармонику, чьи число и амплитуда увеличатся вместе со степенью искривления формы волны тока. Установка в сети конденсаторов с компенсацией коэффициента мощности служит для создания условия параллельного резонанса между эквивалентной емкостью конденсаторов и эквивалентной индуктивностью системы (которую обычно могут аппроксимировать при расчете эквивалентной индуктивности трансформатора) в соответствии с частотой fк.

Статья о реактивном+токе из The Free Dictionary

Реактивный+ток | Статья о реактивном+токе от The Free Dictionary

Реактив+ток | Статья о реактивном+токе в The Free Dictionary

---

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Возможно, Вы имели в виду:

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

реактивный Текущий

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.

Полный браузер ?

• ▲
• Реактивное напыление
• Травление реактивным распылением
• Реактивное питание и управление напряжением
• Инструмент проверки реактивной системы
• реактивный системный амилоидоз
• реактивный системный амилоидоз
• реактивный системный амилоидоз
• реактивный системный амилоидоз
• Реактивный табу-поиск
• реактивный тромбоцитоз
• реактивный тромбоцитоз
• реактивный тромбоцитоз
• реактивный тромбоцитоз
• реактивная тяга
• Реакция на упреждающие когнитивные воплощенные системы
• Реактивное местное защитное средство для кожи
• Реактивный трассировщик
• реактивная трассировка
• Реактивный транспорт Трехмерная модель
• Реактивный транспорт в 3-х измерениях

• Моделирование реактивного транспорта
• Реактивное турбобурение
• Синдром реактивной дисфункции верхних дыхательных путей
• Реактивный пользовательский интерфейс
• Реактивное летучее органическое соединение
• Реактивный вольт-ампер
• Реактивный вольт-ампер
• реактивный вольт-ампер час
• Вольт-амперметр реактивный
• реактивное напряжение
• реактивный+ток
• Реактивно-ионное травление
• Реактивно-ионное травление
• Рост зерна с реактивным шаблоном
• реактивно
• реактивно
• реактивно
• реактивность
• реактивность
• реактивность
• Reactivité des Systèmes Granulaires

• Reactivité Moleculaire et Matériaux
• реактивность
• реактивность
• реактивность
• реактивность
• Реакционная способность (химия)
• Поправочный коэффициент реактивности
• Воспламенение от сжатия с регулируемой реактивностью
• Авария при вводе реактивности
• Система контроля реактивности и сигнализации
• Форма оценки реактивности психоза
• Рабочая группа по изучению реактивности
• Серия реактивности
• Серия реактивности
• Реактивность, коррозионная активность, воспламеняемость
• Авария, вызванная реактивностью
• реактогенный
• реактогенность
• реактология
• реактология
• ▼

Сайт: Следовать:

Делиться:

Открыть / Закрыть

 

Узнайте, как измерять активную мощность и реактивную мощность

Определение электрической мощности можно определить как скорость, с которой энергия потребляется в цепи. Любое электрическое или электронное устройство имеет ограничение на количество электроэнергии, с которой можно безопасно обращаться. Мощность измеряется в ваттах. В цепях постоянного тока и чистых цепях переменного тока без каких-либо нелинейных компонентов формы сигналов тока и напряжения находятся «в фазе».

Таким образом, мощность в любой момент времени в этой цепи получается путем умножения напряжения и тока. В цепи постоянного тока мощность может быть рассчитана как произведение постоянного напряжения на постоянный ток. Однако для цепей переменного тока с реактивными составляющими расчет потребляемой мощности приходится производить по-другому.

Реактивные компоненты в силовой цепи переменного тока

Цепи переменного тока содержат комбинацию резистивных, индуктивных и емкостных элементов. Эти элементы вызывают фазовый сдвиг между электрическими параметрами, такими как напряжение и ток. Из-за поведения напряжения и тока, особенно при воздействии этих компонентов, величина мощности принимает различные формы. В цепях постоянного тока и чистых цепях переменного тока без каких-либо нелинейных компонентов формы сигналов тока и напряжения находятся «в фазе». Рассмотрим приведенную ниже схему, в которой питание переменного тока подается на нагрузку.

Вход переменного тока будет изменять свою величину в каждый момент времени. Таким образом, найти мощность, как в цепи постоянного тока, непросто. Здесь мы рассматриваем мгновенное напряжение, которое задается как v = Vm sin ωt и i = Im sin ωt.

Мощность в любой момент времени в этой цепи получается путем умножения напряжения и тока. Если учесть среднеквадратичное значение напряжения и тока,

v = Vm sin ωt

P = VI = 2 VI SIN WT SIN (ωt ± ϕ)

= VI (COS ϕ — COS (2ωT ± ϕ) 11 = VI (COS ϕ — COS (2ωT ± ϕ) cos ϕ-cos2ωt -sinϕsin2ωt )

p = VI cos ϕ (1 – cos 2wt) ± VI sin ϕ sin2wt

 

Мы знаем, что если сигнал «сдвинут» вправо или влево от 0o по сравнению с другим синусоидальная волна, выражение для этой формы волны принимает вид Am sin(ωt ± Φ), но если форма волны пересекает горизонтальные нулевые оси с положительным наклоном 90o или π/2 Радиан перед опорной формой волны, форма волны называется формой волны косинуса, а выражение становится. Vi (cos ϕ — cos (2ωt ± ϕ)

111

111

 

Приведенное выше уравнение мощности состоит из двух членов, а именно

• Член, пропорциональный VI cos ϕ, который пульсирует вокруг среднего значения VI cos ϕ
• Член, пропорциональный VI sin ϕ, пульсирующий с удвоенной частотой питания, дающий в среднем нулевое значение за цикл.

Формы мощности в цепях переменного тока

Итак, в цепях переменного тока есть 3 формы мощности. Это

1. Активная мощность или Истинная мощность или Реальная мощность
2. Реактивная мощность
3. Полная мощность

Мощность, потребляемая в цепи переменного тока, называется реальной мощностью/активной мощностью (P) или реальной мощностью. Фактическое количество мощности, совершающей полезную работу в цепи. Измеряется в киловаттах (кВт) или МВт.

Мы знаем, что реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, рассеивают нулевую мощность, но тот факт, что на них падает напряжение и потребляется ток, создает обманчивое впечатление, что они рассеивают мощность.

Реактивная мощность (Q) (иногда называемая маловаттной мощностью) — это мощность, потребляемая в цепи переменного тока, которая не выполняет никакой полезной работы, но оказывает большое влияние на фазовый сдвиг между осциллограммами напряжения и тока. Реактивная мощность связана с реактивным сопротивлением, создаваемым катушками индуктивности и конденсаторами, и противодействует действию активной мощности.

Произведение среднеквадратичного значения напряжения V, приложенного к цепи переменного тока, и среднеквадратичного значения тока, протекающего в эту цепь, называется «произведением вольт-ампер» (ВА) с обозначением S, величина которого обычно известна как полная мощность. Это векторная сумма P и Q, выраженная в вольт-амперах (ВА). Это сложная сила, представленная треугольником власти.

 

 

Реактивная мощность оказывает отражающее воздействие на безопасность энергосистем, поскольку влияет на напряжения во всей системе. Поскольку реактивная мощность движется вперед и назад по линии (линии электропередачи или любому другому проводнику), она действует как дополнительная нагрузка. Таким образом, реактивная мощность учитывается, когда мы рассматриваем общую мощность любых электрических систем (кабели, распределительные устройства, трансформаторы и т. д.)

Это означает, что все установки должны быть рассчитаны на полную мощность, учитывающую как активную, так и реактивную мощность. Если реактивная мощность существует в избыточном количестве, это значительно уменьшит мощность

коэффициент системы. Таким образом, снижение коэффициента мощности может привести к снижению эффективности работы. Это приводит к нежелательным падениям напряжения, высоким потерям проводимости, избыточному нагреву и более высоким эксплуатационным расходам.

 

Модель Simulink для нахождения активной и реактивной мощности

Вот простая модель Simulink для нахождения активной и реактивной мощности цепи нагрузки RL.

 

 

Нагрузка считается нагрузкой RL, чтобы показать разницу в формах напряжения и тока. Если нагрузка считается резистивной, кривые напряжения и тока будут совпадать по фазе, и вся мощность будет рассеиваться резистором.

Входное напряжение = 100 В

Сопротивление = 1 Ом

Индуктивность 1 мГн

Блок измерения напряжения и тока приведен в схеме для измерения напряжения нагрузки и входного тока. Блок RMS предназначен для проверки среднеквадратичного значения сигнала переменного тока в цепи. Мультиметр измеряет ток ответвления через нагрузку RL.

 

 

Нам нужно эффективное значение величин переменного тока для лучшего расчета. Среднеквадратичное значение — это действующее значение переменного напряжения или тока. Это эквивалентное устойчивое значение постоянного тока (постоянное), которое дает тот же эффект. Здесь измеренный входной ток составляет около 28,5 А

 

 

Активная мощность рассчитывается с использованием блока измерения мощности путем предоставления выходного напряжения и тока, измеренных в цепи. Здесь она равна 4556 Вт.

 

 

На приведенном ниже рисунке показан результирующий график из области действия 1 (отмечено желтым цветом)

Хорошо видно, что напряжение и ток не совпадают по фазе. Красная кривая представляет собой напряжение, а зеленая — ток. Поскольку это цепь RL, ток отстает.

 

 

На приведенном ниже рисунке показаны активная и реактивная мощности, измеренные в цепи. Красная кривая указывает на активную мощность, а синяя — на реактивную.

, если я изменяю нагрузку на чистую резистивную резист. Измеренная реактивная мощность составляет ноль

.