Как связаны полная, активная и реактивная мощность в электрических цепях. Какое значение имеют эти виды мощности для энергоэффективности. Как рассчитать и оптимизировать различные виды мощности в электроустановках.
Основные понятия мощности в электрических цепях
В электрических цепях переменного тока выделяют три основных вида мощности:
- Полная мощность (S) — измеряется в вольт-амперах (ВА)
- Активная мощность (P) — измеряется в ваттах (Вт)
- Реактивная мощность (Q) — измеряется в вар (вольт-ампер реактивный)
Эти виды мощности связаны между собой и образуют так называемый «треугольник мощностей».
Взаимосвязь различных видов мощности
Полная, активная и реактивная мощность связаны следующим соотношением:
S² = P² + Q²
Где S — полная мощность, P — активная мощность, Q — реактивная мощность.
Отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности:
cos φ = P / S
Коэффициент мощности может принимать значения от 0 до 1. Чем ближе он к 1, тем эффективнее используется электроэнергия.
Особенности разных видов мощности
Что такое активная мощность?
Активная мощность — это мощность, которая преобразуется в полезную работу или тепло. Она измеряется в ваттах (Вт) и определяется формулой:
P = U * I * cos φ
Где U — напряжение, I — сила тока, cos φ — коэффициент мощности.
Что представляет собой реактивная мощность?
Реактивная мощность не совершает полезной работы, а расходуется на создание электромагнитных полей в индуктивных и емкостных элементах цепи. Она измеряется в вольт-амперах реактивных (вар) и рассчитывается по формуле:
Q = U * I * sin φ
Как определяется полная мощность?
Полная мощность — это общая мощность, потребляемая в цепи переменного тока. Она измеряется в вольт-амперах (ВА) и вычисляется как:
S = U * I
Значение различных видов мощности
Понимание разных видов мощности важно по нескольким причинам:
- Активная мощность определяет реальную работу электроприборов
- Реактивная мощность влияет на потери в сетях и качество электроэнергии
- Полная мощность используется для выбора сечения проводов и мощности трансформаторов
- Коэффициент мощности показывает эффективность использования электроэнергии
Применение понятий мощности на практике
Знание особенностей разных видов мощности позволяет:
- Правильно выбирать и рассчитывать электрооборудование
- Снижать потери в электросетях
- Повышать энергоэффективность электроустановок
- Оптимизировать работу систем электроснабжения
Способы компенсации реактивной мощности
Для снижения потерь от реактивной мощности применяют следующие методы:
- Установка конденсаторных батарей
- Использование синхронных компенсаторов
- Применение активных фильтров
- Оптимизация режимов работы электродвигателей
Мощность в фотоэлектрических системах
В фотоэлектрических системах важно учитывать следующие особенности:
- Инверторы обычно генерируют только активную мощность
- Для компенсации реактивной мощности рекомендуется устанавливать конденсаторные батареи
- Необходимо контролировать коэффициент мощности для оптимизации работы системы
Измерение и учет различных видов мощности
Для измерения разных видов мощности используются специальные приборы:
- Ваттметры — для измерения активной мощности
- Варметры — для измерения реактивной мощности
- Фазометры — для определения коэффициента мощности
- Анализаторы качества электроэнергии — для комплексного анализа параметров сети
Влияние мощности на качество электроэнергии
Различные виды мощности влияют на качество электроэнергии следующим образом:
- Высокая реактивная мощность приводит к дополнительным потерям в сетях
- Низкий коэффициент мощности снижает пропускную способность линий электропередачи
- Несинусоидальность токов и напряжений вызывает искажения формы сигнала
Оптимизация мощности в электроустановках
Для оптимизации мощности в электроустановках рекомендуется:
- Проводить регулярный мониторинг параметров мощности
- Внедрять системы компенсации реактивной мощности
- Использовать энергоэффективное оборудование
- Оптимизировать режимы работы электроприемников
Понимание особенностей различных видов мощности и их взаимосвязи позволяет эффективно управлять электроэнергией, снижать потери и оптимизировать работу электроустановок. Это особенно важно в современных условиях, когда вопросы энергоэффективности выходят на первый план.
Полная, активная и реактивная мощность
Полная, активная и реактивная мощность| В цепях переменного синусоидального тока, по причине постоянного изменения значения напряжения и тока, мощность нельзя вычислить путем простого перемножения напряжения на ток. Поэтому, выделяют сразу три вида электрической мощности: активную, реактивную и полную. | ||
| Активная мощность в цепях синусоидального тока | ||
| Единица измерения — ватт (обозначение: Вт; международное обозначение: W). | ||
| Реактивная мощность в цепях синусоидального тока | ||
| Единица измерения — вольт-ампер реактивный (обозначение: вар; международное обозначение: var) | ||
| Полная мощность в цепях синусоидального тока | ||
| Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (обозначение: ВА; международное обозначение: VA) | ||
| Ниже приводится схема мониторинга работы мощных компрессоров с управлением на контроллерах Lic Control | ||
Текущая информация о давлении, включенных компрессорах, полной, активной и реактивной мощности через WEB интерфейс отображается на компьютере в диспетчерской или любом другом компьютере, смартфоне или планшете, который подключен в одну сеть с контроллером. Если вы не нашли ответ на свой вопрос, задайте его нам On-Line: здесь | ||
|
Заглавная страница
КАТЕГОРИИ: Археология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 15Следующая ⇒
Мгновенной мощностью называют произведение мгновенного напряжения на входе цепи на мгновенный ток. . 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. Множитель называется коэффициентом мощности. Коэффициент мощности является одной из важнейших характеристик электротехнических устройств, и повышение его до предельного значения остается 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. 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 = , .
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; 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. 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:
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,
. Активная мощность, развиваемая генератором . . 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. 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.
⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒ Читайте также: Организация работы процедурного кабинета Статус республик в составе РФ Понятие финансов, их функции и особенности Сущность демографической политии |
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; просмотров: 700; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia. |
Баланс мощностей
Все правила по сольфеджио
(2.34)
31)-(2.33), (2.35) для источника имеют следующий вид:
(2.39)
41) — согласованием нагрузки с источником.
su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.004 с.)Что такое полная мощность?
По
- Пол Кирван
Полная мощность — это мера мощности переменного тока (AC), которая вычисляется путем умножения среднеквадратичного (среднеквадратического) тока на среднеквадратичное напряжение. В цепи постоянного тока (DC) или в цепи переменного тока, полное сопротивление которой представляет собой чистое сопротивление, напряжение и ток совпадают по фазе, и выполняется следующая формула:0014
P = E СКЗ I СКЗ
В этой формуле P — мощность в ваттах, E rms — действующее значение напряжения в вольтах, а I rms — действующее значение тока в амперах.
Однако в цепи переменного тока полное сопротивление состоит из реактивного сопротивления и сопротивления. В результате напряжение и ток не совпадают по фазе. Это усложняет определение мощности.
В цепи переменного тока произведение среднеквадратичного значения напряжения и среднеквадратичного значения тока называется полной мощностью . Когда импеданс представляет собой чистое сопротивление, кажущаяся мощность совпадает с истинной мощностью. Но когда реактивное сопротивление существует, кажущаяся мощность больше истинной мощности.
Треугольник мощности показывает, как кажущаяся мощность и истинная мощность соотносятся с реактивной мощностью. Разность векторов между кажущейся и истинной мощностью называется реактивной мощностью, которая измеряется реактивными вольт-амперами, или вар. Реактивная мощность — это энергия, которая накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля в случае катушки индуктивности и электростатического поля в случае конденсатора.
Если P a представляет полную мощность в сложной цепи переменного тока, P t представляет собой действительную мощность, а P r представляет собой реактивную мощность, то выполняется следующее уравнение:
P a 2 = P t 2 + P r 2
Чем полная мощность отличается от активной мощности?Полная мощность — это общая мощность, доступная для работы компьютера, освещения лампочки и питания производственной системы.
Если вся доступная мощность не используется, активная мощность или реальная мощность — это мощность, которая фактически используется для конкретной нагрузки. Это важно, потому что именно активная мощность используется энергетическими компаниями и именно за нее клиенты платят по своим счетам.
Отношение активной мощности к полной мощности называется коэффициентом мощности.
Это число от 0,0 до 1,0.
Вольт-ампер (ВА) и ватт (Вт) используются для измерения мощности в электрической цепи. Оба используются в системах постоянного и переменного тока. В цепях постоянного тока значения W и VA обычно равны. В системах переменного тока значения W и VA могут отличаться. Первое указывает на «истинную силу», а второе указывает на «кажущуюся силу».
ВА обозначает энергопотребление электрического устройства, то есть, сколько тока потребляет устройство при использовании. Он измеряется путем умножения вольт (В) и ампер (А). Вольты определяют электродвижущую силу, которая толкает электроны по цепи. Амперы измеряют поток — или ток — электронов в цепи. Сопротивление — это то, что ограничивает или замедляет поток электронов.
Посмотрите, как работают основные компоненты электрической цепи в системах переменного и постоянного тока. Применение полной мощности и вольт-ампер Энергоэффективность является ключевой задачей во многих организациях, особенно в центрах обработки данных, которые являются крупными потребителями электроэнергии.
При определении атрибутов мощности и требований центра обработки данных важно знать ВА и полную мощность.
ВА помогает упростить расчет энергопотребления, которое затем используется для определения источников питания, автоматических выключателей и других компонентов управления питанием.
Полная мощность полезна, например, при расчете мощности источника бесперебойного питания (ИБП). При расчете ИБП необходимо знать требования к питанию различных устройств, таких как серверы, ноутбуки, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, а также знание центра обработки данных в целом.
Энергоэффективность является важной частью построения и эксплуатации центра обработки данных.
Узнать шесть лучших практик по энергоэффективности .
Последнее обновление: август 2022 г.
Продолжить чтение О полной мощности- Сколько энергии потребляют центры обработки данных?
- Плюсы и минусы локальной выработки электроэнергии для центров обработки данных
- Глобальное состояние устойчивого развития центров обработки данных
- Что нужно знать об управлении питанием периферийных устройств
- Энергоэффективность центра обработки данных: не пора ли сейчас резко отключиться?
встроенное устройство
Встроенное устройство является частью более крупной вычислительной системы и имеет определенное назначение.
ПоискСеть
- беспроводная ячеистая сеть (WMN)
Беспроводная ячеистая сеть (WMN) — это ячеистая сеть, созданная путем соединения узлов беспроводной точки доступа (WAP), установленных в .
.. - Wi-Fi 7
Wi-Fi 7 — это ожидаемый стандарт 802.11be, разрабатываемый IEEE.
- сетевая безопасность
Сетевая безопасность охватывает все шаги, предпринятые для защиты целостности компьютерной сети и данных в ней.
..ПоискБезопасность
- Что такое модель безопасности с нулевым доверием?
Модель безопасности с нулевым доверием — это подход к кибербезопасности, который по умолчанию запрещает доступ к цифровым ресурсам предприятия и …
- RAT (троянец удаленного доступа)
RAT (троян удаленного доступа) — это вредоносное ПО, которое злоумышленник использует для получения полных административных привилегий и удаленного управления целью …
- атака на цепочку поставок
Атака на цепочку поставок — это тип кибератаки, нацеленной на организации путем сосредоточения внимания на более слабых звеньях в организации .
..
..ПоискCIO
- пространственные вычисления
Пространственные вычисления широко характеризуют процессы и инструменты, используемые для захвата, обработки и взаимодействия с трехмерными данными.
- Пользовательский опыт
Дизайн взаимодействия с пользователем (UX) — это процесс и практика, используемые для разработки и внедрения продукта, который обеспечит положительные и …
- соблюдение конфиденциальности
Соблюдение конфиденциальности — это соблюдение компанией установленных правил защиты личной информации, спецификаций или …
SearchHRSoftware
- Поиск талантов
Привлечение талантов — это стратегический процесс, который работодатели используют для анализа своих долгосрочных потребностей в талантах в контексте бизнеса …
- удержание сотрудников
Удержание сотрудников — организационная цель сохранения продуктивных и талантливых работников и снижения текучести кадров за счет стимулирования .
.. - гибридная рабочая модель
Гибридная модель работы — это структура рабочей силы, включающая сотрудников, работающих удаленно, и тех, кто работает на месте, в офисе компании…
..SearchCustomerExperience
- CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) аналитика
Аналитика CRM (управление взаимоотношениями с клиентами) включает в себя все программные средства, которые анализируют данные о клиентах и представляют…
- разговорный маркетинг
Диалоговый маркетинг — это маркетинг, который привлекает клиентов посредством диалога.
- цифровой маркетинг
Цифровой маркетинг — это общий термин для любых усилий компании по установлению связи с клиентами с помощью электронных технологий.
Что такое реактивная мощность и что происходит в фотогальванической установке?
Наш коллега
Серхио Фернандес из нашей делегации в Марокко описывает влияние реактивной мощности на фотогальваническую установку.
Генерация реактивной мощности в энергетических системах обычно является одной из самых больших головоломок промышленной установки для менеджеров по энергетике и их операторов.
Действительно, это связано с неисправностью установки, а также с возможными санкциями со стороны энергосбытовой компании.
Давайте начнем с обновления теоретических понятий, связанных с энергией: В треугольнике мощностей есть активная мощность , реактивная мощность и полная мощность . Активная мощность (Р) — это мощность, способная совершать полезную работу, то есть хорошая мощность. Реактив (Q) не производит полезной работы, но генерирует электрические и магнитные поля, которые могут быть вредными. Полная мощность (S) – это полная мощность, полученная в результате сложения активной и реактивной мощностей. Разница между этими векторами образует угол, называемый фи .
Косинус этого угла называется коэффициентом мощности и обычно рассчитывается как отношение активной мощности к полной мощности.
Это значение позволяет количественно оценить использование активной мощности по сравнению с полной мощностью и может принимать значения от -1 до 1. Чем ближе коэффициент мощности к 1, тем лучше .
Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) , активная мощность в Вт (Вт) , а реактивная мощность реактивных вольта (вар).
Когда мощность потребляется в течение определенного времени, она становится энергией. Энергия активной мощности составляет ватт-часа (Втч), т.е. количество энергии, потребляемой в течение одного часа.
Поскольку единица измерения предыдущих степеней ВА, ВАР или Вт является небольшой единицей, мы добавляем префикс «кило» (к) , который умножается на тысячу, и это более привычно сегодня. Аналогично для префиксов мега (M) или гига (G).
В этом секторе все чаще встречается: «Установка двух пиковых мегаватт (2 МВт-пик) и производство трех целых и семи гигаватт-часов в год (3,7 ГВт-ч)».
Это теоретическая часть. Реактивная мощность обычно известна как плохая энергия, которая появляется, когда у нас есть машины и двигатели. Мы говорим, что реактивная мощность плохая, потому что она не производит эффективной работы , а она есть, когда есть катушки и их надо снабжать энергией.
Что происходит, когда заказчик просит нас спроектировать фотоэлектрическую установку? Естественно, наша первая и самая главная цель — обеспечить экономию энергии и денег для нашего клиента . Для этого мы поставили перед собой основную цель по снижению потребления активной энергии (кВтч). Но как влияет понятие «другие»? Эта концепция счета, столь распространенная в промышленных установках, где так распространены индуктивные и емкостные нагрузки, и которая также добавляется к счету нашего клиента, увеличивается за счет вырабатываемой реактивной энергии.
Мы должны учитывать, что инвертор обычно производит активную мощность, потому что cos phi мощности, которую нам дает инвертор, практически всегда равен 1. Другими словами, в солнечном поле генерируется только активная мощность (и с волна достаточного качества, кстати). Наиболее рекомендуемое решение состоит в том, чтобы дополнить нашу установку конденсаторной батареей , окупаемость которой в большинстве случаев составляет от одного до двух лет. Таким образом, мы уменьшаем активную мощность с помощью нашей фотогальванической установки и реактивную мощность с помощью конденсаторной батареи, генерирующей емкостную энергию (в настоящее время это не влияет на наш счет).
Что будет в будущем? Начиная с ноября необходимо учитывать следующие элементы: поставщики электроэнергии начнут взимать с нас плату за емкостную реактивную энергию .
