Дайте определение полной активной и реактивной мощностей. Активная, реактивная и полная мощность в цепях переменного тока: определения, расчет и влияние на коэффициент мощности

Активная мощность трехфазной системы в этом случае равна сумме показаний двух ваттметров: P = P1 + P2

19. Изложите суть комплексного метода расчета электрических цепей синусоидального тока. Формы представления комплексных чисел и примеры перехода.

Суть комплексного метода расчета состоит в том, что при синусоидальном токе можно перейти от уравнений, составленных для мгновенных значений и являющихся дифференциальными уравнениями к алгебраическим уравнениям, составленным относительно комплексов тока, напряжения, ЭДС. С этого достигается существенное упрощение вычислений.

Свойства единичного комплексного числа

20. Расскажите об определении активной, реактивной и полной мощности в цепи синусоидального тока. Что такое коэффициент мощности, значение этого показателя в народном хозяйстве и методы его повышения.

Под активной мощностью Р в электрической цепи синусоидального тока понимают величину, равную среднеарифметическому значению мгновенной мощности за период.

Если принять _u=0, то = _u — _i= — _i , т. е. _i = — ;

u = U_m sin t, i = I_m sin (t — ).

то, с помощью тригонометрического соотношения и интегрирования получим: Р = UI cos.

Комплексная мощность – комплексная величина, равная произведению комплексного действующего значения синусоидального электрического напряжения и сопряженного комплексного действующего значения синусоидального электрического тока.

— активная мощность.

— реактивная мощность.

Реактивная мощность – величина, равная при синусоидальном электрическом токе и электрическом напряжении произведению действующего значения напряжения на действующее значение тока и на синус сдвига фаз между напряжением и током.

— полная мощность [ВА].

Полная мощность – величина, равная произведению действующих значений электрического тока и электрического напряжения на входе двухполюсника.

Активная мощность физически представляет собой энергию, которая выделяется в единицу времени в виде теплоты в резисторе R и измеряется с помощью ваттметра P = UIcos= I²R

Реактивная мощность Q = UIsin пропорциональна энергии, которая идет на создание электрического и магнитного поля емкости и индуктивности и измеряется с помощью счетчиков реактивной энергии.

Множитель cosв выражении для подсчета активной мощности называют коэффициентом мощности. Коэффициент мощности – скалярная величина, равная отношению активной мощности к полной. Так как cos1, то и РUI. Электрическое оборудование, в том числе и электрические машины, рассчитано на определенное напряжение U, обусловленное типом и качеством изоляции, и на определенный ток, обусловленный допустимым нагревом проводников. Наивысшее использование свойств электротехнических устройств будет в случае, когда cos равен единице.

Методы повышения cos:

1. естественный – работа энергетического оборудования в номинальном режиме,

2. искусственный – установка компенсирующих устройств. Так, при индуктивном характере нагрузки в качестве компенсаторов используют батареи конденсаторов либо специальные электрические машины – синхронные компенсаторы.

Карта сайта || Филиал КузГТУ г.Прокопьевск

Определение коэффициента мощности генератора

Что такое определение коэффициента мощности генератора?

Когда вы ищете генератор или хотите лучше понять свою текущую машину, важно понять коэффициент мощности генератора. При расчете коэффициента мощности учитываются детали работы генератора, чтобы вы могли максимально увеличить производительность с помощью имеющегося у вас генератора и выявить любые проблемы на ранней стадии.

Генераторы разных размеров имеют разные коэффициенты мощности, влияющие на нагрузку, на которую они рассчитаны. От определений и измерений до разницы между кажущейся мощностью и реальной мощностью — получение дополнительной информации о вашем генераторе — это первый шаг к более эффективной работе.

Объяснение коэффициента мощности генератора

Размышляя о дальнейших шагах для коммерческого генератора, вам может быть интересно, что означает коэффициент мощности генератора? Коэффициент мощности генератора или номинальная мощность генератора измеряет, насколько эффективно машина использует свою энергию. Обычно выражаемое в виде десятичной дроби или процента, это значение указывает общий ток, который ваш генератор может использовать для выполнения определенной работы.

В идеале вся мощность, потребляемая нагрузкой от энергосистемы, должна идти на полезную работу. Однако в действительности типичный коэффициент мощности системы обычно составляет менее 100%, поскольку другие электрические аспекты означают, что не вся мощность генератора может быть направлена ​​на работу нагрузки.

Вы можете посмотреть на коэффициент мощности через пару различных взаимосвязей переменных. Коэффициент мощности относится к взаимосвязи между напряжением и синусоидальными волнами тока. Это также относится к соотношению между активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью.

Реальная мощность или рабочая мощность — это фактическая мощность, потребляемая генератором, измеряемая в ваттах (Вт). Реактивная мощность — это количество неиспользуемой мощности, вырабатываемой генератором, измеряемое с помощью вольт-ампер-реактивной (ВАР). Полная мощность, или полная мощность, представляет собой комбинацию реальной мощности и реактивной мощности, создаваемую напряжением и током цепи и измеряемую в вольт-амперах (ВА).

Хотя генератор — это машина, поставляющая энергию, нагрузка генератора, то есть любые устройства, на которые подается питание, создает коэффициент мощности. Стандартный отраслевой коэффициент мощности генератора составляет 0,8, или 80 %, что означает, что эти нагрузки могут потреблять 80 % мощности генератора. В большинстве случаев генераторы, которые используют коэффициент мощности (или сокращенно PF) с номинальным коэффициентом мощности 0,8, являются 3-фазными генераторами.

Чем выше коэффициент мощности, тем эффективнее нагрузка использует энергию генератора. Коэффициент мощности 1,0 означает, что нагрузка использует 100% мощности, что очень эффективно. Стандарты рейтинга коэффициента мощности зависят от фазы вашего генератора, что позволяет вам оптимизировать эффективность вашего генератора. Кроме того, в других странах действуют другие стандарты напряжения, поэтому важно понимать общие коэффициенты мощности в вашей стране. Большинство генераторов, использующих коэффициент мощности 1,0, являются однофазными генераторами.

Поскольку коэффициент мощности вашего генератора будет зависеть от его фазы, важно понимать разницу между однофазными и трехфазными генераторами. Оба типа генераторов используют переменные токи (AC), которые представляют собой электрические токи, которые текут в двух направлениях, а не по одному пути, для увеличения вырабатываемой мощности и универсальности. Однофазный генератор будет использовать один цикл переменного тока, а трехфазный генератор будет включать три.

Просмотреть бывшие в употреблении генераторы

Как рассчитать коэффициент мощности генератора

Расчет коэффициента мощности генератора поможет вам определить оптимальный размер генератора для ваших коммерческих нужд. Генераторы должны соответствовать требованиям нагрузки вашей компании, чтобы гарантировать, что ваши операции могут продолжаться во время неожиданных отключений.

Как и при любых электрических изменениях, всегда консультируйтесь с сертифицированным электриком, который поможет вам с расчетами и решениями.

Автоматические калькуляторы мощности — ценный инструмент для определения общих потребностей вашего генератора. Однако определение коэффициента мощности само по себе требует понимания того, как каждая переменная соотносится друг с другом для производства энергии и мощностных нагрузок.

Коэффициент мощности – это отношение активной мощности к полной мощности. Коэффициент мощности можно рассчитать по формуле:

PF = кВт/кВА

Где:

• PF = коэффициент мощности
• кВт = реальная мощность, измеренная в киловаттах
• кВА = полная мощность, измеренная в киловольт-амперах

Треугольник мощности и коэффициент мощности генератора переменного тока

Треугольник власти указывает на то, как три типа власти соотносятся друг с другом. Он показывает, как общий коэффициент мощности влияет на потребляемый или потерянный переменный ток (AC).

Принципы тригонометрии диктуют правила треугольника мощности, поскольку каждое значение степени представляет собой сторону прямоугольного треугольника. Вы можете использовать теорему Пифагора, a ² +b ² =c ² , чтобы определить одно значение, если у вас есть два других значения.

Как и при любом тригонометрическом вычислении, начните с размещения типов мощности по сторонам прямоугольного треугольника, с активной мощностью по оси x, реактивной мощностью по оси y и полной мощностью по гипотенузе. Затем найдите длину любой неизвестной стороны, используя длины двух других сторон.

Запаздывающий и опережающий коэффициент мощности

При обсуждении коэффициента мощности два наиболее важных термина — опережение и запаздывание. Все генераторы имеют электрическую цепь, которая является путем передачи электрического тока. Электрическая нагрузка — это точка в цепи, где этот ток преобразуется в полезное тепло, движение или свет.

Все электрические нагрузки относятся к одной из трех категорий — емкостные, индуктивные или резистивные. Эти различные типы нагрузки потребляют мощность переменного тока по-разному. Все нагрузки влияют на характеристики цепи в прямой зависимости от тока, то есть скорости, с которой течет электрический заряд, и напряжения, которое представляет собой разницу в заряде между двумя точками цепи.

Резистивные нагрузки питают нагревательные элементы и потребляют ток в виде синусоидальной волны, которая соответствует напряжению. Любая чисто резистивная нагрузка имеет коэффициент мощности 1,0 или 100%. Полные коэффициенты мощности также называют факторами единичной мощности. Коэффициенты мощности, равные единице, могут встречаться в нагрузках, в которых преобладают электронные устройства, или резистивных нагрузках, таких как освещение и обогреватели.

Индуктивные нагрузки питают электродвигатели. Синусоидальные волны индуктивного тока достигают пика после пиков напряжения, в результате чего две волны не совпадают по фазе. Другими словами, ток нагрузки отстает от напряжения, создавая отстающий коэффициент мощности.

Емкостные нагрузки помогают контролировать энергопотребление в больших цепях. Емкостные синусоидальные волны достигают своего пика раньше пика волн напряжения, создавая опережающий коэффициент мощности.

Что вызывает отставание и опережение коэффициента мощности?

Асинхронные двигатели обычно вызывают отстающий коэффициент мощности. Для исправления запаздывания можно добавить к току емкостные нагрузки.

Конденсаторно-интенсивные нагрузки, синхронные двигатели с малой нагрузкой или асинхронные двигатели, приводимые в движение своими нагрузками, могут привести к опережающему коэффициенту мощности. Чтобы скорректировать опережение коэффициента мощности, добавьте к току индуктивные нагрузки.

Большинство промышленных нагрузок имеют несколько двигателей, что делает коэффициент отставания 0,8 признанным стандартом. Сегодняшние нагрузки делают практически невозможным достижение опережающего коэффициента мощности.

Что происходит при низком коэффициенте мощности?

Низкие коэффициенты мощности неэффективны и затратны для вашего бизнеса, поэтому их следует по возможности избегать. Коэффициент мощности ниже 0,8, что является отраслевым стандартом, считается низким.

Многие проблемы могут вызвать низкий коэффициент мощности, в том числе:

• Слишком много асинхронных двигателей с низким коэффициентом отстающей мощности
• Переменные нагрузки энергосистемы, иногда высокие, иногда низкие
• Другие системы, работающие с низким коэффициентом отстающей мощности

Низкий коэффициент мощности и ток нагрузки обратно пропорциональны. Низкий коэффициент мощности снижает электрическую распределительную способность генератора за счет увеличения потока его тока, поэтому система теряет активную мощность.

Генераторы с низким коэффициентом мощности имеют такие недостатки как:

• Большая мощность в кВА: Генераторы и другое электрическое оборудование оцениваются в единицах полной мощности, или кВА. Более низкий коэффициент мощности приводит к увеличению номинальной мощности в кВА, что часто делает это оборудование большим и дорогим.
• Неэффективность: Большие токи при низком коэффициенте мощности означают, что оборудование должно работать больше, чтобы производить меньшую мощность.
• Снижение производительности оборудования: Низкий коэффициент мощности вызывает большие перепады напряжения, что означает меньшее напряжение на стороне генератора. Устройства с низким коэффициентом мощности имеют пониженную производительность и могут нуждаться в дополнительном оборудовании для регулирования напряжения для правильной работы.

Преимущества генераторов, работающих с более высоким коэффициентом мощности

Повышение коэффициента мощности вашего генератора может дать множество преимуществ для вашего бизнеса и оборудования. Работа вашего генератора с максимальным потреблением кВА приводит к более высоким затратам на электроэнергию. Улучшение коэффициента мощности помогает увеличить ежегодную чистую экономию энергии.

Более высокий коэффициент мощности также увеличивает производительность генератора. Количество блоков, поставляемых генератором, зависит от его коэффициента мощности. Более высокие коэффициенты мощности позволяют генераторам подавать больше энергии в свои системы, увеличивая общую доходность системы.

Как увеличить коэффициент мощности генератора

Ваша цель как оператора генератора должна состоять в том, чтобы достичь как можно более высокого коэффициента мощности. Самый эффективный способ повысить коэффициент мощности машины — это компенсировать ее отставание или опережение. Поскольку индуктивные силовые нагрузки вызывают наибольшее количество проблем с низким коэффициентом мощности, подключение устройств с опережающим коэффициентом мощности, таких как конденсатор, может нейтрализовать отставание и повысить общий коэффициент мощности нагрузки.

Нагрузки, превышающие коэффициент мощности

Современный генератор обычно может производить электричество с КПД около 93,5%. Ветровые нагрузки, трение в подшипниках и тепловые потери составляют 6,5% потерь. Кроме того, 1 л.с. равняется 0,746 кВт мощности, что равно кВА, умноженному на коэффициент мощности. Это означает, что если нагрузка вызывает увеличение коэффициента мощности выше 0,8, но фактическая номинальная мощность 600 кВт остается неизменной, номинальная полная мощность в кВА может быть увеличена, чтобы обеспечить более высокий коэффициент мощности.

Всегда знайте свои точные требования к нагрузке, чтобы выбрать подходящее оборудование. Если ваши нагрузки превышают коэффициент мощности 0,8, вы потенциально можете решить проблему, объединив несколько генераторов в сеть, чтобы создать нагрузку большей мощности для оптимизации энергоэффективности. Кроме того, понимание ваших потребностей в электроэнергии может помочь гарантировать, что вы платите только за то, что вам нужно для повышения экономической эффективности. Примером процесса такого типа является распределение нагрузки или параллельная работа генераторов.

Свяжитесь с Woodstock Power для полного аудита профиля нагрузки

Использование наилучшего генератора для ваших коммерческих нужд имеет решающее значение для эффективного ведения бизнеса в любых условиях. Учет ваших нагрузок и расчет правильного коэффициента мощности для вашей ситуации помогает максимизировать вашу производительность и прибыль.

Woodstock Power может помочь вам выбрать лучший генератор для работы. Мы проведем полный аудит профиля нагрузки, чтобы вы начали поиск двигателя с высоким коэффициентом мощности. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше или запланировать аудит!

Следуйте за нами на LinkedIn, YouTube, Facebook и Twitter для получения дополнительной информации о коммерческих генераторах!

Поделиться с

. Является ли реактивная мощность периодической по своей природе? Какова точная разница между активной мощностью, средней мощностью и реальной мощностью?

Я буду говорить об идеальных случаях, когда нет гармоник, как я полагаю, вы говорите, учитывая ваше происхождение.

Реальная мощность, активная мощность и средняя мощность — одно и то же?

Активная мощность такая же, как реальная мощность. А любая мощность по своей природе мгновенна , т.е. в любой момент времени имеет значение. Усреднение мгновенной мощности приводит к среднему значению 90 155 90 156 , и это среднее значение, как и мгновенное значение, может исходить от любой мощности.

Таким образом: активная мощность == активная мощность, и они относятся к конкретному типу мощности, в то время как среднее значение представляет собой среднее математическое значение, выполненное для любой величины . Отсутствие усреднения означает мгновенное.

мы не видим в учебниках упоминаний этой высокочастотной составляющей в реальной/активной мощности.

Конечно, да, так как это часть самой природы умножения: есть два синуса, умноженных, что дает тригонометрический эквивалент \$\cos(2\omega)\$. Но среднее значение является фиксированным, неколеблющимся значением.

Они прямо говорят, что [???] и прямо дают только среднее значение как реальная/активная/средняя мощность.

Кажется, вы пропустили несколько слов, но даже в этом случае та часть, где «они» дают только средние значения, является той частью, где только они имеют значение для счетчика или анализа потока нагрузки. Помните, что счетчик выполняет усреднение по времени. В результате в конце выходит фиксированное число.

Упомянутая здесь реактивная мощность всегда имеет здесь только высокочастотную составляющую

Вы вводите себя в заблуждение, не продолжая вывод:

$$\begin{align} p(t)&=\dfrac{V_pI_p}{2}\{[1-\cos(2\omega t)]\cos(\theta)+\sin(2\omega t)\sin(\theta)\ } \тег{1} \\ &=\dfrac{V_pI_p}{2}[\cos(\theta)-\cos(2\omega t)\cos(\theta)+\sin(2\omega t)\sin(\theta)] \\ &=\dfrac{V_pI_p}{2}[\cos(\theta)-\cos(2\omega t+\theta)] \tag{2} \\ & = \ qquad {\ bar p (t)} \ qquad + \ qquad {\ тильда p (t)} \ tag {3} \end{align}$$

Теперь вы можете видеть, что существует фиксированное значение \$\cos(\theta)\$ и колеблющееся значение с удвоенной частотой, что естественно происходит при умножении двух синусов. Фиксированное значение — это не что иное, как среднее значение. Поскольку косинус является четной функцией, среднее значение никогда не бывает отрицательным, а колебательная часть никогда не превышает удвоенной амплитуды. 92}\$. А S рассчитывается на основе среднеквадратичных значений напряжения и тока. Это означает, что независимо от того, какое смещение существует, значения RMS будут делиться на \$\sqrt2\$, а их умножение всегда будет равно половине пиковых значений. Мгновенные значения будут иметь частоту, вдвое превышающую основную частоту, а ее пики никогда не превышают более чем в два раза \$\bar S\$. Например, если V=3 и I=2, S=3 и пик никогда не будет выше или ниже ±6. Здесь показано для угла, изменяющегося от 0 (синий) до π/[2,3,4,6 (красный)]):

и в случае реальной мощности в энергосистеме мы будем говорить только о среднем значении требований реальной мощности нагрузки и исходя из потока нагрузки?

Поток нагрузки предполагает поведение во времени, поэтому мгновенные значения здесь не имеют смысла.