Реактивная и активная мощность: Активная, реактивная и полная мощность в цепи переменного тока

Содержание

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.

Преобразователи активной или реактивной мощности

EW 2.2, DGW 2.2, VGW 2.2, DUW 2.2, VUW 2.2, EB 2.2, DGB 2.2, VGB 2.2,


DUB 2.2, VUB 2.2

Преобразователи измерительные активной или реактивной мощности,


с вспомогательным питанием

WEIGEL, Германия

Преобразователи предназначены для измерения активной или реактивной мощности в однофазных и трехфазных 3-х и 4-х проводных электрических сетях переменного тока, преобразования измеренного сигнала в унифицированный аналоговый сигнала постоянного тока.

 

Технические характеристики

  • ТР ТС 020/2011
  • Документация
    и сертификаты
  • Гарантия
    производителя
  • Немецкое
    качество

Габариты

45 mm x 80 mm x 115 mm

Активная мощность

EW 2.2 — однофазная переменного тока


DGW 2.2 — 3-фазная 3-проводная со сбалансированной нагрузкой


VGW 2.2 — 3-фазная 4-проводная со сбалансированной нагрузкой


DUW 2.2 — 3-фазная 3-проводная с несбалансированной нагрузкой


VUW 2.2 — 3-фазная 4-проводная с несбалансированной нагрузкой

 

Реактивная мощность

EB 2.2 — однофазная переменного тока
DGB 2.2 — 3-фазная 3-проводная со сбалансированной нагрузкой
VGB 2.2 — 3-фазная 4-проводная со сбалансированной нагрузкой
DUB 2.2 — 3-фазная 3-проводная с несбалансированной нагрузкой

VUB 2.2 — 3-фазная 4-проводная с несбалансированной нагрузкой


 

Вход тока

0…1,0 A
0…5,0 A
(возможен специальный диапазон)

Вход напряжения

0…65 V
0…100 V
0…110 V
0…240 V
0…400 V
0…415 V
0…440 V
0…500 V
(возможен специальный диапазон)

Частотный диапазон на входе

15…18 Hz (16⅔ Hz)
48…62 Hz (50/60 Hz)
98…102 Hz (100 Hz)
(возможен специальный диапазон)

Выход тока и напряжения

0…20 mA и 0…10 V
0…10 mA и 0…10 V
0…5 mA и 0…10 V
4…20 mA и 2…10 V
–20…0…20 mA и –10…0…10 V
(возможен специальный диапазон)

Напряжение питания

AC 230 V (195…253 V), 48…62 Hz 
AC 115 V (98…126 V), 48…62 Hz
DC 24 V (20…72 V)
DC 20…100 V / AC 20…70 V
DC 90…357 V / AC 65…253 V

Класс
точности

0,5

Степень
защиты IP

IP40 — пылезащищенное

 

Полные характеристики и габариты в .pdf

Уточнить цену

Доставка
по России

Отсрочка
платежа

Скидки
на объём

как найти, формула расчёта, в чем измеряется

Активная, реактивная и полная мощность напрямую связаны с током и напряжением в замкнутой электрической цепи, когда включены какие-либо потребители. Для проведения вычислений применяются различные формулы, среди которых основной является произведение напряжения и силы тока. Прежде всего это касается постоянного напряжения. Однако в цепях переменного тока мощность разделяется на несколько составляющих, отмеченных выше. Вычисление каждой из них осуществляется с помощью формул.

Мощность в цепи переменного электрического тока

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью. Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую (световую, тепловую и т.д.), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная «полезная» мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в ваттах (Вт).

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром . Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

  1. Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
  2. Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Как перевести амперы в киловаты?

Что такое делитель напряжения и как его рассчитать?

Способы вычисления потребления электроэнергии бытовыми приборами

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля в электрических сетях

Что такое фазное и линейное напряжение?

Как подобрать блок питания для светодиодной ленты по техническим характеристикам, расчёт мощности

Источник



Формула для полной мощности

Полная мощность = √ (Активная мощность 2 + Реактивная мощность 2 )

kUA = √(kW 2 + kUAR 2 )

Следует заметить, что:

  • резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.
  • индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.
  • конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.

Все эти величины тригонометрически соотносятся друг с другом, как показано на рисунке:

Источник

Треугольник мощностей и cos φ

Для наглядности изобразим полную мощность и её составляющие в виде векторов (см. рис. 2). Обозначим вектор полной мощности символом S, а векторам активной и реактивной составляющей присвоим символы P и Q, соответственно. Поскольку вектор S является суммой составляющих тока, то, по правилу сложения векторов, образуется треугольник мощностей.


Рис. 2. коэффициент мощности

Применяя теорему Пифагора, вычислим модуль вектора S:

Отсюда можно найти реактивную составляющую:

Реактивная составляющая

Выше мы уже упоминали, что реактивная мощность зависит от сдвига фаз, а значит и от угла этого сдвига. Эту зависимость удобно выражать через cos φ. По определению cos φ = P/S. Данную величину называют коэффициентом мощности и обозначают Pf. Таким образом, Pf = cos φ = P/S.

Коэффициент мощности, то есть cos φ, является очень важной характеристикой, позволяющей оценить эффективность работы тока. Данная величина находится в промежутке от 0 до 1.

Если угол сдвига фаз принимает нулевое значение, то cos φ = 1, а это значит что P = S, то есть полная мощность состоит только из активной мощности, а реактивность отсутствует. При сдвиге фаз на угол π/2 , cos φ = 0, откуда следует, что в цепи господствуют только реактивные токи (на практике такая ситуация не возникает).

Из этого можно сделать вывод: чем ближе к 1 коэффициент Pf , тем эффективнее используется ток. Например, для синхронных генераторов приемлемым считается коэффициент от 0,75 до 0,85.

Зачем нужна

Электричество передает энергию в проводник для осуществления технического процесса. Чтобы процесс происходил, переданная сила должна преобразовываться в тепло и напряжение. При этом электроэнергия должна поступать постоянно, что обеспечивается обеими разновидностями мощностной характеристики. Активно действующая дает полезную силу, а реактивно действующая ее поддерживает в электродвигательных, трансформаторных, печных, сварочных, дроссельных и осветительных установках.

Косинус фи для различных потребителей – таблица

Наименование электроприбораcos φ
Бойлер1
Болгарка0.8
Вакуумный насос0.85
Индукционные печи0.85
Компрессор0.7
Компьютер0.95
Кофеварка1
Лампы газоразрядные0.4-0.6
Лампы люминисцентные0.95
Лампы накаливания1
Обогреватель1
Перфоратор0.85
Пылесос0.9
СВЧ-печь1
Стиральная машина0.9
Телевизор1
Утюг1
Фен1
Холодильник0.95
Электродрель0.85
Электромоторы0.7-0.8
Электроплита1
Электросварка дуговая0.3-0.6
Электрочайник1

Описание явлений

Мощностью называется скалярный вид физической величина, которая показывает, как передается или преобразуется электроэнергия. Бывает мощность постоянного и переменного тока. Что касается последнего, то делится на активную и реактивную.

Активной называется полезная сила, определяющая процесс прямого преобразования электроэнергии в необходимый вид силы. В каждом электроприборе преобразовывается она по-своему. К примеру, в лампочке получается свет с теплом, в утюге — тепло, а в электрическом двигателе — механическая энергия. Соответственно, показывает КПД устройства.

Реактивной называется та, которая определяется при помощи электромагнитного поля. Образуется при работе электроприборов.

Обратите внимание! Это вредная и паразитная мощностная характеристика, которая определяется тем, каков характер нагрузки. Для лампочки она равняется нулю, а для электродвигателя она может быть равна большим значениям.

Пример расчета реактивной мощности асинхронного двигателя

В данной статье будет рассматриваться пример расчета реактивной мощности асинхронного двигателя.

Определить реактивную мощность асинхронного двигателя типа АИР132М2 с нагрузкой 100 и 50%.

Технические характеристики двигателя определяются по каталогу согласно таблице 1:

  • Рн = 11 кВт – номинальная активная мощность;
  • сosϕн = 0,89 – коэффициент мощности;
  • Uн = 380В – номинальное напряжение при схеме соединения обмоток статора в треугольник;
  • ηн = 0,884 – коэффициент полезного действия.

Таблица 1 — Технические характеристики электродвигателей типа АИР

Источник реактивной энергии

Чтобы понять природу появления этой энергии и то, как найти реактивную мощность, нужно уточнить, что любая электромагнитная или индукционная машина, которая работает на переменном токе, преобразует электричество в тепло. Чтобы это преобразование произошло, нужно магнитное поле. Оно, соответственно, формируется безваттной энергией. Причина в поглощении энергии индукционной цепи и отдаче ее обратно при спаде магнитного поля два раза за цикл мощностной частоты.

Расчет

Для выяснения показателя активной мощности, необходимо знать полную мощность, для её вычисления используется следующая формула:

S = U \ I, где U – это напряжение сети, а I – это сила тока сети.

Этот же расчет выполняется при вычислении уровня передачи энергии катушки при симметричном подключении. Схема имеет следующий вид:

Схема симметричной нагрузки

Расчет активной мощности учитывает угол сдвига фаз или коэффициент (cos φ), тогда:

Очень важным фактором является то, что эта электрическая величина может быть как положительной, так и отрицательной. Это зависит от того, какие характеристики имеет cos φ. Если у синусоидального тока угол сдвига фаз находится в пределах от 0 до 90 градусов, то активная мощность положительная, если от 0 до -90 – то отрицательная. Правило действительно только для синхронного (синусоидального) тока (применяемого для работы асинхронного двигателя, станочного оборудования).

Также одной из характерных особенностей этой характеристики является то, что в трехфазной цепи (к примеру, трансформатора или генератора), на выходе активный показатель полностью вырабатывается.

Расчет трехфазной сети

Максимальная и активная обозначается P, реактивная мощность – Q.

Из-за того, что реактивная обуславливается движением и энергией магнитного поля, её формула (с учетом угла сдвига фаз) имеет следующий вид:

Для несинусоидального тока очень сложно подобрать стандартные параметры сети. Для определения нужных характеристик с целью вычисления активной и реактивной мощности используются различные измерительные устройства. Это вольтметр, амперметр и прочие. Исходя от уровня нагрузки, подбирается нужная формула.

Из-за того, что реактивная и активная характеристики связаны с полной мощностью, их соотношение (баланс) имеет следующий вид:

S = √P 2 + Q 2 , и все это равняется U*I .

Но если ток проходит непосредственно по реактивному сопротивлению. То потерь в сети не возникает. Это обуславливает индуктивная индуктивная составляющая – С и сопротивление – L. Эти показатели рассчитываются по формулам:

Сопротивление индуктивности: xL = ωL = 2πfL,

Сопротивление емкости: хc = 1/(ωC) = 1/(2πfC).

Для определения соотношения активной и реактивной мощности используется специальный коэффициент. Это очень важный параметр, по которому можно определить, какая часть энергии используется не по назначению или «теряется» при работе устройства.

При наличии в сети активной реактивной составляющей обязательно должен рассчитываться коэффициент мощности. Эта величина не имеет единиц измерения, она характеризует конкретного потребителя тока, если электрическая система содержит реактивные элементы. С помощью этого показателя становится понятным, в каком направлении и как сдвигается энергия относительно напряжения сети. Для этого понадобится диаграмма треугольников напряжений:

Диаграмма треугольников напряжений

К примеру, при наличии конденсатора формула коэффициента имеет следующий вид:

Для получения максимально точных результатов рекомендуется не округлять полученные данные.

Мощность генератора. Обозначения характеристик дизельных генераторов

Электрическая мощность – величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

При движении единичного заряда по участку электрической цепи он совершит работу, численно равную электрическому напряжению, действующему на участке. Умножив работу на количество единичных зарядов, мы, таким образом, получаем работу, которую совершают эти заряды при движении от начала участка цепи до его конца. Мощность, по определению, — это работа в единицу времени.

В цепи, содержащей активное, индуктивное и емкостное сопротивления, в которой ток и напряжение в общем случае сдвинуты по фазе на некоторый угол, мгновенное значение мощности равно произведению мгновенных значений силы тока и напряжения. Кривую мгновенной мощности можно получить перемножением мгновенных значений тока и напряжения при различных углах. Из этого рисунка видно, что в некоторые моменты времени, когда ток и напряжение направлены навстречу друг другу, мощность имеет отрицательное значение. Возникновение в электрической цепи отрицательных значений мощности является вредным. Это означает, что в такие периоды времени приемник возвращает часть полученной электроэнергии обратно источнику, в результате уменьшается мощность, передаваемая от источника к приемнику. Очевидно, что чем больше угол сдвига фаз, тем больше время, в течение которого часть электроэнергии возвращается обратно к источнику, и тем больше возвращаемая обратно энергия и мощность.

Таким образом, мгновенная мощность может быть представлена в виде векторной суммы двух составляющих – активной и реактивной мощности.

Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, электромагнитную). Единица измерения активной мощности – Ватт (Вт, W) .

Реактивная мощность – это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приемника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесенная к этому периоду.

Генераторы переменного тока рассчитаны на определенный номинальный ток и определенное номинальное напряжение, которые зависят от конструкции машины, размеров ее основных частей и пр. Увеличить значительно номинальный ток или номинальное напряжение нельзя, так как это может привести к недопустимому нагреву обмоток генератора или пробою их изоляции. Поэтому каждый генератор может длительно отдавать без опасности аварии только вполне определенную мощность, равную произведению его номинального тока на номинальное напряжение. Произведение действующих значений тока и напряжения называется полной мощностью.

Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередач), так как эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Полная мощность представляет собой наибольшее значение активной мощности при заданных значениях тока и напряжения. Она характеризует ту наибольшую мощность, которую можно получить от источника переменного тока при условии, что между проходящим по нему током и напряжением отсутствует сдвиг фаз. Полную мощность измеряют в вольт-амперах (В*А) или киловольт-амперах (кВ*А).

Активная мощность дизельного генератора является характеристикой генератора, в то время как реактивная мощность является в большей степени характеристикой электрической цепи и зависит от наличия в цепи накопителей энергии, таких как катушка индуктивности или конденсатор.

Характеристика, которая показывает, насколько эффективно используется мощность в электрической цепи, называется коэффициентом мощности . Чем больше значение коэффициента мощности цепи, тем эффективнее используется мощность дизельного генератора.

Стандартное обозначение мощности дизельного генератора (например для генератора AIRMAN SDG 100 S ) выглядит так:

Это означает, что при коэффициенте мощности 0,8 и частоте переменного тока 50 Гц

Активная мощность генератора составит – 64 кВт,

Полная мощность генератора составит – 80 кВА

Необходимо понимать что указанные выше значения мощностей являются рабочими (номинальными ), т.е. дизельная электростанция способна выдавать такие мощности при постоянной работе. Максимально допустимые (пиковые) нагрузки на генератор будут выше номинальных в среднем на 15-20% в зависимости от производителя и модели.

Источник



Различия

Разница между величинами в том, что активно действующая мощностная характеристика показывает КПД устройств, а реактивная является передачей этого КПД. Разница также наблюдается в определении, символе, формуле и значимости.

Обратите внимание! Что касается значения, то вторая нужна лишь для того, чтобы управлять создавшимся напряжением от первой величины и преодолевать мощностные колебания.

Простое объяснение с формулами

Активная мощность (P)

Другими словами активную мощность можно назвать: фактическая, настоящая, полезная, реальная мощность. В цепи постоянного тока мощность, питающая нагрузку постоянного тока, определяется как простое произведение напряжения на нагрузке и протекающего тока, то есть

потому что в цепи постоянного тока нет понятия фазового угла между током и напряжением. Другими словами, в цепи постоянного тока нет никакого коэффициента мощности.

Но при синусоидальных сигналах, то есть в цепях переменного тока, ситуация сложнее из-за наличия разности фаз между током и напряжением. Поэтому среднее значение мощности (активная мощность), которая в действительности питает нагрузку, определяется как:

В цепи переменного тока, если она чисто активная (резистивная), формула для мощности та же самая, что и для постоянного тока: P = U I.

Формулы для активной мощности

P = U I — в цепях постоянного тока

Качество электроэнергии, БСК, СТК, ФКУ. Компенсация реактивной мощности.

НПЦ «ЭНЕРКОМ-СЕРВИС» поставил оборудование более чем на 200 российских предприятий и энергосистем, а также СТК 10 и 35 кВ на металлургические комбинаты в городах Ухань, Нанкин и Бао-Тоо (Китай).

Автоматизация производства неуклонно растет, количество высокоточных механизмов, которые обладают восприимчивостью к качеству потребляемой электроэнергии, увеличивается с каждым годом. Сбои в работе технологического оборудования часто приводят к неоправданным потерям, связанным с уменьшением объема выпускаемой продукции. Часты случаи выхода сложного и дорогого оборудования из строя в результате подачи некачественной электроэнергии. Выход ценного оборудования из строя, снижение норм выработки, падение эффективности работы предприятия в целом или же постоянные сбои и отказы — это характерные симптомы производства, на котором используется сеть, не обеспечивающая надлежащее качество электроэнергии.

Качество электроэнергии — технический термин, который был закреплен в одном из государственных стандартов. В перечень характеристик, которые определяют качество электроэнергии, входит более десяти параметров, среди которых — коэффициент искажения синусоидальности, отклонение частоты, коэффициент временного перенапряжения и так далее. В результате снижения качества электроэнергии чаще всего возникают следующие проблемы: изменение мощности, кратковременные перепады, резкие снижения напряжения.

Обращение в НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР «ЭНЕРКОМ-СЕРВИС» даёт вам возможность модернизировать производство, улучшить качественные показатели электросети и как следствие получить более высокую эффективность производственных процессов, а также добиться повышениях стабильности работы предприятия. Решения, предоставляемые нашей организацией, успешно доказывают своё качество и высокий уровень по всей нашей стране, а также в Китае и других регионах. Надёжная и точная работа всех систем — это совершенно нормально и естественно, если электрооборудование поставлялось нами.
Качество электроэнергии — приоритетное направление нашей деятельности.

Компенсация реактивной мощности


Компенсация реактивной мощности — один из наиболее важных факторов, позволяющих решить задачу энергосбережения, уменьшения расход реактивной энергии. И зарубежные, и отечественные специалисты утверждают, что чуть более трети от общей стоимости продукции — это стоимость энергоресурсов. Необходимо подойти к анализу энергопотребления с наибольшей ответственностью, поскольку компенсация реактивной мощности может дать существенную экономию.

Компенсация реактивной мощности — ключевой способ решения вопроса энергосбережения, даже если речь идет не о крупных производственных предприятиях, а о малых организациях. Ведь устройстваминелинейной нагрузкой, системами кондиционирования, вытяжки, лампами освещения генерируется немалое количество реактивной энергии. Устройства компенсации реактивной мощности способны помочь решить проблему экономии энергии.

Для компенсации реактивной мощности используется оборудование, которое снижает величину полной мощности; различают индуктивные и емкостные устройства компенсации реактивной мощности. Использование подобного оборудования приводит к тому, что электроэнергия используется более рационально.

Компенсация реактивной мощности призвана разгрузить распределительные линии, генераторы и трансформаторы от реактивного тока, а также уменьшить потери мощности в элементах электроснабжающей системы. Кроме того, компенсация реактивной мощности позволяет:

  • Уменьшить снижение напряжения и потери мощности в системе электроснабжения, ее элементах;
  • Существенно уменьшить расходы на электроэнергию;
  • Снизить влияние сетевых помех;
  • Снизить асимметрию фаз.

Устройства компенсации реактивной мощности быстро окупаются — при том, что цена на них остается более чем доступной. Потребление активной энергии при использовании устройств компенсации реактивной мощности может снижаться на 4-5 процентов. Батареи статической компенсации — это группа конденсаторов, используемых в схеме различных устройств, выступающих в качестве фильтров, то есть повышающих качество электрического тока. Для получения из группы конденсаторов БСК требуется соединение по строго определённой электросхеме, позволяющей использовать устройство без значительных потерь активной мощности.

БСК относится к более широкому классу устройств УКРМ. Комплексы на основе БСК обычно содержат управляющее устройство и могут также содержать фильтры высших гармоник. Учитывая принцип действия конденсаторов, составляющих БСК, зачастую комплексы оснащаются специальным устройством, обеспечивающим снятие напряжения за счёт разряда после отключения батарей от основного контура.

БСК может быть спроектирована и смонтирована достаточно быстро: практически за считанные дни после принятия решения о необходимости её установки на обычном производственном контуре.
подробнее в статье >>

Преимущества использования БСК


БСК — группы конденсаторов, соединяемых между собой. Как правило, в производстве БСК используются однофазные косинусные конденсаторы, тип соединения — параллельно-последовательное. Цели использования БСК — компенсация реактивной мощности, выравнивание кривой напряжения (в случае использования схемы с тиристорным регулированием), уровня напряжения.

Известно, что использование батарей статических конденсаторов дает значительный положительный эффект, способствует существенной экономии…
подробнее в статье >>


Реактивная мощность | Домашний электрик

Электрическая мощность — это сейчас для нас все. Мы живем на электричестве, мы его пьем, едим, им греемся, на нем ездим. Через него смотрим на целый мир, им общаемся, и уж как-то им начинаем и думать. Но мощность электрическая имеет некоторое лукавое измерение, с помощью которого способна от нас утекать.

Мощность бывает активная, а бывает полная. Спрашивается, полная чем? А вот, мол, тем, что нам служит на пользу, что делает нам полезную работу, но и… оказывается, это еще не все. Еще есть вторая составляющая, которая получается этаким довеском, и она просто сжигает энергию. Греет то что не надо, а нам от этого ни жарко, ни холодно.

Такая мощность называется реактивной. Но виноваты, как это ни странно, мы сами. Вернее, наша система выработки, передачи и потребления электроэнергии.

Мощность активная, реактивная и полная

Мы пользуемся электричеством с помощью сетей переменного тока. Напряжение у нас в сетях каждую секунду колеблется 50 раз от минимального значения до максимального. Это так получилось. Когда изобретали электрический генератор, который механическое движение преобразует в электричество, то оказалось, что perpetuum mobile, или, переведя с латинского, вечное движение, легче всего устроить по кругу. Изобрели когда-то колесо, и с тех пор знаем, что если его подвесить на оси, то можно вращать долго-долго, а оно будет оставаться все на том же месте — на оси.

Почему у нас в сети напряжение переменное

И электрический генератор имеет ось и нечто, на ней вращающееся. А в результате и получается электрическое напряжение. Только генератор состоит из двух частей: вращающейся, ротора, и неподвижной, статора. И обе они участвуют в выработке электроэнергии. А когда одна часть крутится около другой, то неизбежно точки поверхности вращающейся части то приближаются к точкам поверхности неподвижной, то от них отдаляются. И это совместное их положение с неизбежностью описывается только одной математической функцией — синусоидой. Синусоида есть проекция вращения по кругу на одну из геометрических осей. Но осей таких можно построить много. Обычно наши координаты друг другу перпендикулярны. И тогда при вращении по кругу некоторой точки на одной оси проекцией вращения будет синусоида, а по другой — косинусоида, или та же синусоида, только смещенная относительно первой на четверть поворота, или на 90°.

Вот нечто такое и представляет собой напряжение, которое доводит до нашей квартиры электрическая сеть.

Синусоида

угол поворота здесь разбит не на 360 градусов,
а на 24 деления. То есть одно деление соответствует 15°
6 делений = 90°

Итак, напряжение в нашей сети синусоидальное с частотой 50 герц и амплитудой 220 вольт, потому что удобнее было делать генераторы, которые вырабатывают напряжение именно переменное.

Выгода от переменного напряжения — выгода системы

А чтобы сделать напряжение постоянным, надо специально его выпрямить. И это можно делать либо прямо в генераторе (специально сконструированном — тогда он станет генератором постоянного тока), либо когда-нибудь потом. Вот это «когда-нибудь» и получилось снова очень кстати, потому что переменное напряжение можно преобразовывать трансформатором — повышать или понижать. Это оказалось вторым удобством переменного напряжения. А повысив его трансформаторами до напряжений буквально ЗАПРЕДЕЛЬНЫХ (полмиллиона вольт и больше), можно передавать на гигантские расстояния по проводам без гигантских при этом потерь. И это тоже пришлось вполне кстати в нашей большой стране.

Вот, доведя, все-таки, напряжение до нашей квартиры, понизив его до хоть сколько-то мыслимой (хотя все еще и опасной) величины в 220 вольт, преобразовать его в постоянное опять забыли. Да и зачем? Лампочки горят, холодильник работает, телевизор показывает. Хотя в телевизоре этих постоянных/переменных напряжений… но, не будем тут еще и об этом.

Убытки от переменного напряжения

И вот мы пользуемся сетью переменного напряжения.

А в ней присутствует «плата за забывчивость» — реактивное сопротивление наших потребляющих сетей и их реактивная мощность. Реактивное сопротивление — это сопротивление переменному току. И мощность, которая просто-напросто уходит мимо наших потребляющих электроприборов.

Ток, идя по проводам, создает вокруг них электрическое поле. Электростатическое поле притягивает к себе заряды со всего, что источник поля, то есть ток, окружает. А изменение тока создает еще и поле электромагнитное, которое начинает бесконтактно наводить во всех проводниках вокруг электрические токи. Так, наша токовая синусоида, как только мы что-то у себя включаем, есть не просто ток, а непрерывное его изменение. Проводников вокруг хватает, начиная от металлических корпусов тех же электроприборов, металлических труб водоснабжения, отопления, канализации и кончая прутами арматуры в железобетонных стенах и перекрытиях. Вот во всем этом и наводится электричество. Даже вода в бачке унитаза, и та участвует во всеобщем веселье — в ней тоже индуцируются токи наводки. Такое электричество нам совсем не нужно, мы его «не заказывали». Но оно эти проводники пытается разогреть, а значит, уносит из нашей квартирной сети электроэнергию.

Получается, наша пространственная система прохождения тока у нас в квартире работает как большой трансформатор, и уходящая «в стены» энергия как раз и характеризуется реактивной частью этой мощности (индуктивная составляющая). А еще «мегасеть» работает и как большой конденсатор — вспомним электростатическую составляющую, — при этом статические заряды, наводимые во всем окружающем, заставляют заряды нашей электрической сети (а ток — это движение зарядов) реагировать на наведенные заряды вокруг — паразитную емкость. Это уже емкостная составляющая. «Конструкция» этой самой, охватившей нас со всех сторон паразитной невидимой сети просто неописуема. Мы же сами в ней участвуем — в наших телах и заряды накапливаются, и токи наводятся. Следовательно, вся эта паразитная реактивная нагрузка, ее сопротивление, мощность не могут поддаваться никакому расчету. Но вот мощность измеряется. А именно, как соотношение полезной мощности и полной.

Рассчитать или измерить мощность: полную, активную и реактивную

Чтобы охарактеризовать соотношение мощностей в сети нашего переменного тока, рисуют треугольник.

Треугольник мощностей в цепи переменного тока

S – полная мощность, расходуемая нашей сетью,
P – активная мощность, она же полезная активная нагрузка,
Q – мощность реактивная.

Мощность полную можно замерить ваттметром, а активная мощность получается расчетом нашей сети, в которой мы учитываем только полезные для нас нагрузки. Естественно, сопротивлением проводов мы пренебрегаем, считая их малыми относительно полезных сопротивлений электроприборов.

Полная мощность

S = U x I = Ua x If

А вот мощность паразитную, реактивную можно получить из данного треугольника по теореме Пифагора.

Q (реактивная мощность) тем больше, чем больше угол j в треугольнике мощностей

То есть, чем «тупее» этот острый угол, тем хуже у нас работает внутренняя квартирная потребляющая сеть — много энергии уходит в потери.

Что такое активная, реактивная и полная мощности

Угол j  можно еще назвать углом фазового сдвига между током и напряжением в нашей сети. Ток является результатом приложения к нашей сети исходного напряжения в 220 вольт частотой в 50 герц. Когда нагрузка активна, то фаза тока совпадает с фазой напряжения в ней. А реактивные нагрузки эту фазу сдвигают на этот угол.

Диаграмма тока и напряжения в сети переменного тока

Собственно говоря, угол и характеризует степень эффективности нашего потребления энергии. И надо стараться его уменьшить. Тогда S будет приближаться к P.

Только удобнее оперировать не с углом, а с косинусом угла. Это как раз и есть соотношение двух мощностей:

Формула

Косинус угла приближается к единице, когда угол приближается к нулю. То есть, чем острее угол j, тем лучше, эффективнее работает электрическая потребляющая сеть. На практике, если добиться величины косинуса фи (а его можно выразить в процентах) порядка 70–90%, то это уже считается неплохо.

Часто используется другое отношение, связывающее активную мощность и реактивную:

Еще формула

Из диаграммы тока и напряжения можно найти выражения для мощностей: активной, реактивной и полной.

Диаграммы тока

Если более привычная нам активная мощность измеряется в ваттах, то полная мощность измеряется в вольт-амперах (вар). Ватт из вара можно посчитать умножением на косинус фи.

Что такое реактивная мощность

Реактивная мощность бывает индуктивная и емкостная. Они ведут себя в электрической цепи по-разному. На постоянном токе индуктивность — это просто кусок провода, имеющий какое-то очень малое сопротивление. А конденсатор на постоянном напряжении — просто разрыв в цепи.

И когда мы их включаем в цепь, подводим к ним напряжение, во время переходного процесса они ведут себя тоже прямо противоположно. Конденсатор заряжается, при этом возникающий ток сначала большой, потом, по мере зарядки, маленький, уменьшающийся до нуля.

В индуктивности, катушке с проводом, возникающее магнитное поле после включения в самом начале сильно препятствует прохождению тока, и он сначала маленький, потом увеличивается до своего стационарного значения, определяемого активными элементами схемы.

Конденсаторы, таким образом, способствуют изменению тока в цепи, а индуктивности препятствуют изменению тока.

Индуктивная и емкостная составляющие сопротивления сети

Таким образом, реактивные элементы имеют свои разновидности сопротивления — емкостное и индуктивное. С полным сопротивлением, включающим активную и реактивную составляющие, это связывается следующей формулой:

Z = R + jX

Z – полное сопротивление,

R – активное сопротивление,

X – реактивное сопротивление.

В свою очередь, реактивное сопротивление состоит из двух частей:

X = XL — XC

XL – индуктивной и XC – емкостной.

Отсюда мы видим, что вклад в реактивную составляющую у них разный.

Все, что в сети индуктивно, увеличивает реактивное сопротивление сети, все, что в сети имеет емкостной характер, уменьшает реактивное сопротивление.

На этом и строится возможность уменьшения паразитного, реактивного сопротивления.

Электроприборы, влияющие на качество потребления

Если бы все приборы у нас в сети были, как лампочки, то есть являлись чисто активной нагрузкой, проблем бы не было. Была бы активная потребляющая сеть, одна сплошная активная нагрузка, и, как говорится, в чистом поле — вокруг ничего, то все легко бы подсчитывалось по законам Ома и Кирхгофа, и было справедливо — сколько потребил, за столько и заплатил. Но вот имея и вокруг себя загадочную токопроводящую «инфраструктуру», и в самой сети множество неучтенных емкостей и индуктивностей, мы и получаем, кроме полезной нам, еще и реактивную, ненужную нам нагрузку.

Как от нее избавиться? Когда электрическая потребляющая сеть уже создана, то можно проводить мероприятия по уменьшению реактивной составляющей. Компенсация и строится на «антагонизме» индуктивностей и емкостей.

То есть, в сложившейся сети следует измерить ее составляющие, а потом придумать компенсацию.

Особенно хороший эффект от таких мероприятий достигается в больших потребляющих сетях. Например, на уровне заводского цеха, имеющего большое количество постоянно работающего оборудования. 

Для компенсации реактивной составляющей используются специальные компенсаторы реактивной мощности (КРМ), содержащие в своей конструкции конденсаторы, меняющие суммарный сдвиг фаз в сети в лучшую сторону.

Компенсатор реактивной мощности Еще один КРМ Один из видов КРМ Есть и такие КРМ

Еще приветствуется использование в сетях синхронных двигателей переменного тока, так как они способны компенсировать реактивную мощность. Принцип простой: в сети они способны работать в режиме двигателя, а когда при сдвиге фаз наблюдается «завал» электроэнергии (других слов язык уже не находит), они способны компенсировать это, «подрабатывая» в сети в режиме генератора.

Похожие статьи:

Активная, реактивная и полная механические мощности решетного сепаратора Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 534.014.3

И.П. Попов, В.Ю. Левитский, С.С. Родионов, С.И. Родионова

АКТИВНАЯ, РЕАКТИВНАЯ И ПОЛНАЯ МЕХАНИЧЕСКИЕ МОЩНОСТИ

РЕШЕТНОГО СЕПАРАТОРА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ

I.P. Popov, V.Yu. Levitsky, S.S. Rodionov, L.Ya. Chumakova, S.I. Rodionova ACTIVE, REACTIVE AND FULL MECHANICAL CAPACITIES OF A SOLAR SEPARATOR FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BY T.S. MALTSEV», KURGAN, RUSSIA

Игорь Павлович Попов

Igor Pavlovich Popov [email protected]

Владимир Юриевич Левитский

Vladimir Yurievich Levitskii кандидат исторических наук, доцент [email protected]

Сергей Сергеевич Родионов

Sergey Sergeevich Rodionov кандидат технических наук [email protected]

София Игоревна Родионова

Sofia Igorevna Rodionova [email protected]

Аннотация. Реакция решетных станов как инертных тел при возвратно-поступательных колебаниях проявляется в их силовом воздействии, на привод. Это реактивное воздействие обусловлено инерцией решетных станов. Развивается значительная механическая реактивная мощность, обусловленная массой решетных станов и зернового вороха, почти на порядок превышающая полезную мощность, расходуемую непосредственно на процесс сепарации, снижая его эффективность. При сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод развивает два вида энергии — кинетическую и диссипативную. Производными от них по времени являются знакопостоянная диссипативная и знакопеременная реактивная инерционная мощности. Цель исследования заключается в определении видов механической мощности, развиваемых приводом при осуществлении периодических колебаний решетных станов. Задачи исследования состоят в корректировке и детализации представлений о видах механической мощности. Актуальность настоящего исследования обусловлена необходимостью внедрения энергосберегающих технология, в основе которых лежит учет всех видов мощности. Проверочная оценка механических диссипативной и полной мощностей производилась путем измерения активной мощности, силы тока и напряжения в трехпроводной цепи питания асинхронного двигателя привода решетных станов зерноочистительной машины ОЗС-50. Установлено, что при сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод зерноочистительной машины развивает знакопостоянную диссипативную мощность, преимущественно обусловленную тепловыми потерями в зерновом ворохе, а также знакопеременную реактивную инерционную мощность, обусловленную значительной инертностью решетного стана. Квадрат полной мощности, развиваемой приводом, равен сумме квадратов диссипативной (активной) и реактивной мощностей. Все три механические мощности допускают комплексное и векторное представления.

Ключевые слова: сепаратор, решетный стан, привод, гармонические колебания, инерционная, деформационная, диссипативная и полная мощности.

Abstract. The reaction of sieve mills as inert bodies with reciprocating oscillations is manifested in their power action on the drive. This reactive effect is due to the inertia of sieve mills. Significant mechanical reactive power develops, due to the mass of the sieve mills and the heap of grain, almost an order of magnitude greater than the useful power consumed directly in the separation process, reducing its efficiency. When the linear lattice oscillations are reported to the massive lattice mill, the drive develops two types of energy — kinetic and dis-sipative. The time-dependent dissipative and alternating reactive inertial powers are derived from them in time. The purpose of the study is to determine the types of mechanical power developed by the drive in the implementation of periodic oscillations of sieve mills. The objectives of the study are to adjust and refine ideas about the types of mechanical power. The relevance of this study is due to the need to introduce energy-saving technology, which are based on accounting for all types of power. The test evaluation of the mechanical dissipative and total power was made by measuring the active power, current and voltage in a three-wire power supply circuit of an asynchronous drive motor for sieve mills of the grain cleaning machine OZS-50. It has been established that when a linear lattice oscillation is transmitted to a massive lattice mill, the drive of the grain cleaning machine develops a sign-permanent dissipative power, mainly due to heat losses in the grain pile, as well as alternating reactive inertial power due to the significant inertia of the sieve mill. The square of the total power developed by the drive is equal to the sum of the squares of the dissipative (active) and reactive powers. All three mechanical powers allow complex and vector representations.

Keywords: separator, lattice mill, drive, harmonic oscillations, inertial, deformation, dissipative and full power.

Введение. Важнейшим фактором роста урожайности сельскохозяйственных культур является качество семян. На этапе послеуборочной обработки качество зерна и семян обеспечивается, в том числе, их очисткой и сортированием. Наряду с другими операциями в этих процессах преобладающей является решетная сепарация [1-3].

Основные исследования по совершенствованию решетных зерноочистительных машин направлены на изучение факторов, влияющих на технологическую эффективность процесса сепарирования. Такими фактора-

ми являются параметры зернового вороха, габаритные размеры, форма и рабочие размеры отверстий решет, угол наклона решет и подвесок станов, кинематические параметры [4, 5].

В большинстве конструкций сепараторов применяемых на предприятиях агропромышленного комплекса решетные станы совершают возвратно-поступательные движения при помощи эксцентрикового механизма, при этом возникают переменные по величине и направлению силы инерции. Работа решетных станов зерноочисти-

Вестник Курганской ГСХА № 2, 2019 Технические науки 71

тельных машин является характерным примером внешних периодических воздействий привода на массивные объекты. Реакция решетных станов как инертных тел при возвратно-поступательных колебаниях проявляется в их силовом воздействии, на привод. Это реактивное воздействие обусловлено инерцией решетных станов. Развивается значительная механическая реактивная мощность, обусловленная массой решетных станов и зернового вороха, почти на порядок превышающая полезную мощность, расходуемую непосредственно на процесс сепарации, снижая его эффективность. Механическая реактивная мощность трансформируется в реактивную электрическую мощность, потоки которой в питающей сети порождают существенные тепловые потери в проводах. В результате имеют место три неблагоприятных фактора:

— экономические потери;

— ухудшение качества электроэнергии за счет возникновения паразитной гармоники тока с частотой колебаний решетных станов;

— экологический ущерб за счет рассеивания тепла в атмосферу.

При сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод развивает два вида энергии — кинетическую и диссипативную. Производными от них по времени являются знакопостоянная диссипативная [6] и знакопеременная реактивная инерционная мощности [7].

В электротехнике, процессы которой зачастую изоморфны в математическом смысле механическим [8], аналогом диссипативной мощности является активная мощность, а аналогом реактивной инерционной — реактивная мощность.

Цель исследования заключается в определении видов механической мощности, развиваемых приводом при осуществлении периодических колебаний решетных станов [9, 10].

Задачи исследования состоят в корректировке и детализации представлений о видах механической мощности.

Актуальность настоящего исследования обусловлена необходимостью внедрения энергосберегающих технология, в основе которых лежит учет всех видов мощности [11-15].

Методика. Проверочная оценка механических диссипативной и полной мощностей производилась путем измерения активной мощности, силы тока и напряжения в трехпро-водной цепи питания асинхронного двигателя привода решетных станов зерноочистительной машины ОЗС-50.

Измерения производились следующими приборами: комплектом измерительным К505, клещами электроизмерительными АРРА 39МР и прибором ВШВ-003-М2.

Встроенные в комплект измерительный К505 приборы по точности соответствуют классу 0,5 по ГОСТ 8711-78 и ГОСТ 8478-78.

Предел допускаемой основной погрешности приборов комплекта измерительного К505 при измерении токов до 10 А включительно (без отдельного трансформатора тока), напряжений от 75 до 600 В и мощностей, соответствующих указанным величинам токов и напряжений, непосредственно после включения и а режиме длительной нагрузки, равен 0,5% от конечного значения диапазона измерений.

Время установления показаний приборов комплекта не более 4 с.

При измерениях переключатель номинальных токов устанавливается в положение «10 А», переключатель номинальных напряжений и полярности ваттметра — в поло-

жение «600 В» и «+».

Диссипативная мощность определяется путем прямых измерений при помощи ваттметра.

Полная мощность определяется опосредованно — путем измерения тока и напряжения и перемножения их значений.

Результаты. Пусть координата решетного стана массой m изменяется по закону

х = 1 sin Ш,

где l — амплитуда колебаний, ш — циклическая частота, t — время. Мгновенная скорость решетного стана имеет вид:

v = х = /focos го/.

Амплитуда скорости равна

.

Ее действующее значение по аналогии с электрическими величинами определяется как

V = —

К.

/со

y¡2 л/2

Мгновенное значение инерционной силы равно

(1)

(2)

где т — масса решетного стана.

Пусть сила сопротивления движению имеет вид:

^ ,————, (3)

где |j — коэффициент сопротивления.smeoí

.

Для придания выражению компактности может быть введено обозначение:

(4)

Тогда выражение для суммарной силы примет вид:

/ = /оэд/ц2 + ш2со2 (сояфсоБШ/ -втфкшоэ/) =

.

Амплитуда силы равна

р» =

2 ПГОУ

Ее действующее значение по аналогии с электрическими величинами определяется как

F =

F

т ,

лЯ

2 +- т2(й2

Л

(5)

Мгновенное значение мощности равно

0,5/2м2д/ц2 +т2(о2 [cos (р + cos(2cdí + ф)] = = ^Т[сояф + cos(2wf + ср)] =

+ cos2oícos9 -sm2<aísin9) = FV cos ф(1 + cos 2ш) — FV sin фвт 2Ш.

(6)

Р = FVcos<p.

(7)

Qi = FV sin ф.

(8)

S = FV = y¡Q2 + P2 .

В соответствии с (1), (5) и (8)

(9)

_ laJu2 + m2a2 la u P = FV cos ф = ————

ui V

V2 V27Í

С другой стороны,

ц2 + m2a2

(12)

fv = ula cos at la cos at = 0,5|ul2a2(1 + cos 2a t) =

FV (1 + cos 2 at) = P(1 + cos 2 at)

(13)

что соответствует (6) и является подтверждением (12).ц2 + m2a2

42 V2

2

Комплексное представление. В электротехнике принято гармонические величины представлять как проекции на оси вращающихся в комплексной плоскости векторов. При этом для единообразия векторы в комплексной плоскости изображают для момента времени t = 0. Применительно к случаю с инерционной мощностью комплексное представление имеет вид:

По аналогии с электрической активной мощностью под диссипативной мощностью следует понимать величину

V_ = Ve

jn¡ 2

При этом

Замечание 1. j — это не пространственный сдвиг. Это сдвиг между фазами колебаний силы и скорости.

По аналогии с электрической реактивной мощностью под реактивной инерционной мощностью следует понимать величину

Замечание 2. Также как и в электротехнике Р — это среднее, например, за период значение, а О — это амплитуда.

По аналогии с электрической полной мощностью под полной механической мощностью следует понимать величину, равную произведению действующих значений силы и скорости

„ . laJu,2 + m2a2 la ma ml2a3

a=Fr sin = — 1101

С другой стороны,

fav = -lma2sin at/a cos at = -0,5/2ma3sin 2a t = = -FaV sin2at = -Q¡ sin2at, (11)

что соответствует (6) и является подтверждением (10). В соответствии с (1), (5) и (7)

v = Vm cos at = Re Vm

m m •

Для действующих значений

V = Vejnl2, F = FeJ2+ф).

По аналогии с электротехникой под полной механической мощностью следует понимать величину, равную произведению комплекса силы на сопряженный комплекс скорости

S = FV = Fj 2+ф) Ve~jn! 2 = FVej(n/ 2+ф-П 2) = FVj = = FV cos ф+ jFV sin ф = P + jQt.

Замечание 3. Комплексная мощность не является изображением синусоиды, поэтому над ее символом точку ставить не следует.

Очевидно, что

P = Re FV, Q = Im FV.

Векторное представление в R3. Подобно комплексному представлению гармонические величины можно отождествить с проекциями вращающихся векторов (в рассматриваемом случае F и V) на ортогональные оси в фазовой плоскости вращения. П ри этом

P = (F, V), Q = [F, V], S2 = (F, V)2 + [F, V]2 .

Замечание 4. Вращающиеся векторы при линейных колебаниях могут быть ассоциированы с кривошипами привода, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное.

Выводы. В настоящей работе представлено математическое описание механических колебательных процессов решетных станов под действием силового гармонического воздействия со стороны привода сепаратора. Развиваемая при этом механическая мощность помимо диссипативной составляющей содержит реактивную инерционную мощность. Потоки последней являются обратимыми — привод и решетные станы обмениваются ею

2

Вестник Курганской ГСХА № 2, 2019 технические муш 73

между собой.

Установлено, что при сообщении массивному решетному стану линейных гармонических колебаний привод зерноочистительной машины развивает знакопостоянную диссипативную мощность, преимущественно обусловленную тепловыми потерями в зерновом ворохе, а также знакопеременную реактивную инерционную мощность, обусловленную значительной инертностью решетного стана. Квадрат полной мощности, развиваемой приводом, равен сумме квадратов диссипативной (активной) и реактивной мощностей. Все три механические мощности допускают комплексное и векторное представления.

Список литературы

1. Попов И.П., Чумаков В.П, Родионов С.С., Шевцов И.В., Низавитин С.С. Механизм зерноочистительной машины с постоянным приведенным моментом инерции // Вестник Курганской ПСХА. 2015. № 1 (13). С. 68-71.

2. Попов И.П., Чумаков В.П., Левитский В.Ю., Родионов С.С., Чумакова Л.Я., Родионова С.И. Механизм с постоянным приведенным моментом инерции для зерноочистительной машины с тремя решетными станами // Вестник Курганской ПСХА. 2018. № 1 (25). С. 76-79.

3. Попов И.П., Чумаков В.П., Левитский В.Ю., Чумакова Л.Я. Автобалансировка решетных сепараторов с постоянным приведенным моментом инерции // Вестник Курганской ПСХА. 2019. № 1 (29). С. 59-61.

4. Попов И.П., Чумакова Л.Я. Определение меры инертности зернового вороха с учетом его сыпучести // Вестник Курганской ПСХА. 2018. № 3 (27). С. 70-72.

5. Попов И.П., Родионов С.С., Родионова С.И. Влияние наклона решет на реактивную мощность зерноочистительной машины // Вестник Курганской ПСХА. 2018. № 4 (28). С. 72-74.

6. Попов И.П., Чумаков В.П., Родионов С.С., Чумакова Л.Я. Рассеивание мощности в зерновом ворохе при решетной сепарации // Вестник Курганской ПСХА. 2017. № 1 (21). С. 75-77.

7. Попов И.П., Чумаков В.П., Родионов С.С., Шевцов И.В. Инерционная мощность решетной зерноочистительной машины // Вестник Курганской ПСХА. 2015. № 3 (15). С. 77-79.

8. Popov I.P. Combined vectors and magnetic charge // Applied Physics and Mathematics. 2018. № 6. P. 12-20. DOI: 10.25791/pfim.06.2018.329.

9. Попов И.П., Попов Д.П., Кубарева С.Ю. Об одном способе нейтрализации реакции массивных деталей и узлов на внешние периодические воздействия // Вестник Курганской ПСХА. 2012. № 2 (2). С. 60-62.

10. Popov I.P. Differential equations of two mechanical resonances // Applied Physics and Mathematics. 2019. № 2. Pр. 37-40. DOI: 10.25791/pfim.02.2019.599.

11. Фоминых А.В., Фомина С.В., Мекшун Ю.Н. Решетный стан с переменной амплитудой // Сельский механизатор. 2005. № 8. С. 28.

12. Фоминых А.В., Фомина С.В., Мекшун Ю.Н. Решетный стан, совершающий колебания в своей плоскости с переменной амплитудой по длине решета // Сборник научных трудов КрасПАУ. 2005. № 5. С. 201-205.

13. Косилов Н.И., Фоминых А.В., Чумаков В.П Семена по ранжиру в строй! // Сельский механизатор. 2006. № 2. С. 14-15.

14. Фоминых А.В., Чумаков В.П Алгоритм расчета процесса сепарации на решетных устройствах // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург: Изд-во Уральской ПСХА. 2010. № 7. С. 77-79.

15. Фоминых А.В., Чумаков В.П., Шевцов И.В., Косовских А.М. Методика расчета процесса просеивания прохо-довых частиц в круглые отверстия решет // Аграрный вестник Урала. Екатеринбург: Изд-во Уральской ПСХА. 2010 № 7. С. 80-81.

List of reference

1. Popov I.P., Chumakov V.G., Rodionov S.S., Shevtsov I.V., Nizavitin S.S. The mechanism of the grain cleaning machine with a constant reduced moment of inertia // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2015. № 1 (13). Pp. 68-71.

2. Popov I.P., Chumakov V.G., Levitsky V.Yu., Rodionov S.S., Chumakova L.Ya., Rodionova S.I. The mechanism with a constant reduced moment of inertia for the grain cleaning machine with three sieve mills // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 1 (25). Pp. 76-79.

3. Popov I.P., Chumakov V.G., Levitsky V.Yu., Chumakova L.Ya. Auto-balancing of sieve separators with constant reduced moment of inertia // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2019. № 1 (29). Pp. 59-61.

4. Popov I.P., Chumakova L.Ya. Determination of the measure of inertia of the grain pile with regard to its flowabil-ity // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 3 (27). Pp. 70-72.

5. Popov I.P., Rodionov S.S., Rodionova S.I. Influence of inclination of sieves on the reactive power of the grain cleaning machine // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 4 (28). Pp. 72-74.

6. Popov I.P., Chumakov V.G., Rodionov S.S., Chumakova L.Ya. Dispersion of power in the grain pile during sieve separation // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2017. № 1 (21). Pp. 75-77.

7. Popov I.P., Chumakov V.G., Rodionov S.S., Shevtsov I.V. The inertial power of the sieve grain cleaning machine // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2015. № 3 (15). Pp. 77-79.

8. Popov I.P. Combined vectors and magnetic charge // Applied Physics and Mathematics. 2018. № 6. Pр. 12-20. DOI: 10.25791 / pfim.06.2018.329.

9. Popov I.P., Popov D.P., Kubareva S.Yu. On one method of neutralizing the reaction of massive parts and assemblies to external periodic influences // Bulletin of Kurgan State Agricultural Academy. 2012. № 2 (2). Pp. 60-62.

10. Popov I.P. Differential equations of two mechanical resonances // Applied Physics and Mathematics. 2019. № 2. Pр. 37-40. DOI: 10.25791 / pfim.02.2019.599.

11. Fominykh A.V., Fomina S.V., Mekshun Yu.N. Sieve mill with variable amplitude // Rural mechanicizer. 2005. № 8. Р. 28.

12. Fominykh AV, Fomina S.V., Mekshun Yu.N. Sieve mill, oscillating in its plane with a variable amplitude along the length of the sieve // Collected scientific papers KrasGAU. 2005. № 5. Pр. 201-205.

13. Kosilov N.I., Fominykh A.V., Chumakov V.G. Seeds by rank in build! // Rural mechanic. 2006. № 2. Pр. 14-15.

14. Fominykh A.V., Chumakov V.G. Algorithm for calculating the separation process on the sieve devices // Agrarian Bulletin of the Urals. -Ekaterinburg: Publishing House of the Ural State Agricultural Academy. 2010. № 7. Pр. 77-79.

15. Fominykh A.V., Chumakov V.G., Shevtsov I.V., Kosovskih A.M. Method of calculating the process of sifting of passage particles into the round holes of sieves // Agrarian Bulletin of the Urals. Ekaterinburg: Publishing House of the Ural State Agricultural Academy. 2010. № 7. Pр. 80-81.

Что такое реактивная мощность и её компенсация

17.08.2017

Что такое реактивная мощность и что с ней делать.

Асинхронные двигатели, трансформаторы, газоразрядные и люминесцентные лампы, индукционные и дуговые печи и т.д. в силу своих физических свойств вместе с активной энергией потребляют из сети также и реактивную энергию, которая необходима для создания электромагнитного поля. В отличие от активной энергии, реактивная не преобразуется в другие виды – механическую или тепловую – и не выполняет полезной работы, однако вызывает потери при ее передаче. На Рис.1 изображены направления протекания тока при работе с реактивными нагрузками.

Рис.1. Полная мощность.

Наличие в сети реактивной мощности (Q, Вар) характеризуется коэффициентом мощности (PF, cos ф) и является соотношением активной (P, Вт) к полной (S, ВА). Ниже можно увидеть зависимость полной мощности от ее составляющих как на векторной диаграмме, так и на более житейском уровне – бокале пива, где пиво является активной составляющей, а пена – реактивной. Никто же не хочет иметь бокал только с пеной?

Рис.2. Треугольник мощностей. Расчет коэффициента мощности.

При низких значениях коэффициента мощности в сети будет возникать ряд нежелательных явлений, которые могут привести к существенному уменьшению срока службы оборудования. Рекомендуется иметь cos ф не менее 0,9 (например, в Чехии за cos ф менее 0,95 штрафуют). Для этого разработан ряд мероприятий по регулированию баланса реактивной мощности в сети – компенсация реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности (КРМ).

Следует понимать, что реактивная мощность бывает двух характеров – индуктивная и емкостная. Нас интересует компенсация только первого типа, т.к. второй встречается редко. В нашем случае – сетях с индуктивной нагрузкой – для увеличения cos ф требуется устанавливать компенсационные конденсаторы. Но как это сделать?

Выбор способа компенсации предполагает определение места установки конденсаторов (зачастую в составе конденсаторной установки (далее КУ)). Существует три основных варианта:

  • Индивидуальная компенсация

Размещение конденсаторов у устройств с низким cos ф и включение одновременно с последними.

  • Групповая компенсация

Размещение конденсаторов у группы устройств (например, пожарных насосов).

  • Централизованная компенсация

Предусматривает установку КУ на главном распределительном щите. Если предыдущие варианты могли быть как регулируемыми, так и нет, то этот, как правило, регулируемый.

Рис.3. Способы компенсации.

При правильном подборе КУ мероприятия по компенсации реактивной мощности позволяют:

  • существенно уменьшить нагрузку на трансформаторах, а следовательно уменьшить их нагрев и увеличить срок службы

  • при включении КУ в расчет при проектировании новых объектов, существенно уменьшить сечение проводников

  • при включении КУ в уже существующие сети, разгрузить их, повышая пропускную способность без реконструкции

  • снизить расходы на электроэнергию за счет снижения потери в проводниках

  • повысить стабильность напряжения (все) и качество электроэнергии (при использовании ФКУ)

Где мы можем сэкономить видно невооруженным глазом, но для начала придется и потратиться.

Во-первых, необходимо заказать проект, который следует доверить проверенной организации. Которая в свою очередь проведет ряд измерений или сделает расчеты для новых объектов и исходя из них даст рекомендации по способу компенсации, типу КУ и их параметрам.

Во-вторых, следует выбрать организацию-сборщика, которая соберет, установит и настроит наши КУ.

Что может входить в состав КУ?


Рассмотрим максимально возможную комплектацию конденсаторной установки:

  1. Вводное устройство – автоматический выключатель, разъединитель предохранительный или выключатель нагрузки (при наличии еще одного вводного устройства, например, в ГРЩ).

  2. Защитные устройства ступеней – большинство производителей (например, ZEZ Silko) рекомендуют использовать плавкие вставки с характеристикой gG (см. таблицу ниже), но нередко можно встретить и защиту автоматическими выключателями.

  3. Коммутационное устройство (для статической компенсации НН) – контактор с токоограничевающей приставкой (контакты предварительного включения с сопротивлениями). Важно выбрать качественного производителя, т.к. через контактор при включении ступени проходят огромные токи (до 200Iе), обусловленные зарядом конденсатора, например, Benedict-Jager или Eaton (Moeller).

  4. Антирезонансные дроссели (реакторы) – используются для защиты от перегрузки токами конденсаторов при наличии в сети высших гармоник.

  5. Компенсационные конденсаторы – главный компонент всей установки – емкостной элемент. Читать подробнее о применении, конструкции и монтаже низковольтных цилиндрических компенсационных конденсаторов в предыдущей статье.

  6. Регулятор реактивной мощности – своего рода анализатор сети с функцией управления ступенями. В зависимости от модели разные регуляторы кроме основных параметров (U, I, P, cos ф, количество подключенных ступеней) контролируют и ряд дополнительных (нелинейные искажения, температура и т.д). Также могу быть и дополнительные функции, например, коммуникация или автонастройка.

* Рассмотрена только основная комплектация без оболочек и микроклимата, защиты вторичных цепей.

Номинальный ток 3-фазного конденсатора

[A]

3-фазн. компенсационная мощность при 400 V

[kvar]

Рекомендуемое сечение Cu проводников

[mm2]

Номинальный ток предохранителя

[A]

2,9

2

2,5

8

3,6

2,5

2,5

8

4,5

3,15

2,5

10

5,8

4

2,5

10

7,2

5

2,5

16

9

6,25

2,5

16

11,5

8

4

20

14,4

10

4

25

18,1

12,5

6

32

21,7

15

6

40

28,8

20

10

50

36,1

25

10

63

43,4

30

16

80

50,5

35

16

100

57,7

40

25

100

72,2

50

25

125

86,6

60

35

160

115,5

80

70

200

144,3

100

95

250

Таблица 1. Подбор предохранителей и проводников.

В заключение хочется напомнить, что неверно спроектированные, собранные и настроенные компенсационные установки или из материалов сомнительного происхождения имеют обыкновение громко выходить из строя.


Коммерческое предложение действительно на 11.01.2022 г.

Активная мощность, реактивная мощность и полная мощность (сравнение)

В этой статье мы дадим вам определения истинной, реактивной и полной мощности. Также мы проверим их отличия друг от друга.

Что такое активная мощность?

Активная мощность — это мощность, используемая нагрузкой для удовлетворения функционального выхода. Активная мощность выполняет полезную работу и является полезной частью энергии, присутствующей в сети.Ее еще называют истинной силой или реальной силой. Измеряется в ваттах и ​​обозначается буквой «P».

Для расчета активной мощности можно использовать следующие формулы.

В цепях постоянного тока

P = В х I

В однофазных цепях переменного тока

P = V x I x Cosθ

В трехфазных цепях переменного тока

P = √3 x V x I x Cosθ

Что такое реактивная мощность?

Реактивная мощность — это мощность, которая поступает в нагрузку и возвращается к источнику, а не рассеивается в нагрузке.Это вызвано реактивными элементами в цепи переменного тока, особенно катушками индуктивности и конденсаторами, которые заряжаются и разряжаются во время нормальной работы. Реактивная мощность измеряется как вольт-ампер-реактивная (ВАр) и обозначается буквой «Q».

Для расчета реактивной мощности можно использовать следующие формулы.

В однофазных цепях переменного тока

Q = V x I x Sinθ

В трехфазных цепях переменного тока

Q = √3 x V x I x Sinθ

Реактивная мощность = √ (Полная мощность²– Реальная мощность²)

ВАр =√ (ВА² – P²)

Что такое полная мощность?

Полная мощность — это полная мощность в цепи в любой момент времени.Он включает в себя как рассеиваемую (активную), так и возвращаемую (реактивную) мощность. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) и обозначается буквой «S».

Следующие формулы можно использовать для расчета полной мощности?

В однофазных цепях переменного тока

S = В х I

В трехфазных цепях переменного тока

S = √3 x V x I

Полная мощность = √ (Истинная мощность² + Реактивная мощность²)

ВА = √ (Вт² + ВАР²)

Соотношение между истинной активной мощностью, реактивной мощностью и полной мощностью

Отношения между этими тремя типами власти можно описать с помощью треугольника власти.Активная, реактивная и полная мощности тригонометрически связаны друг с другом. Каждый тип мощности можно описать следующим образом:

P (активная мощность) – длина соседнего блока

Q (реактивная мощность) — обратная длина

S (полная мощность) — это гипотенуза

Продолжить чтение

мощность — активная энергия, реактивная энергия или просто энергия?

Могу ли я сказать, что, используя активную мощность, я могу оценить активное потребление энергии двигателем, или активная энергия является чем-то, что широко не используется в качестве термина, особенно в промышленной среде?

Истинная мощность — это фактическое потребление/преобразование энергии, поэтому нет необходимости оценивать ее, если вы ее уже знаете.Активная или истинная энергия, если предположить, что это действительные термины, будет просто количеством энергии, которое должно быть преобразовано в неэлектрическую энергию, а активная / истинная мощность — это скорость преобразования.

Если я могу использовать приведенный выше термин, можно ли вообще не учитывать реактивную энергию? Имеет ли вообще смысл говорить о реактивной энергии?

Я подозреваю, что это сильно зависит от того, что вы делаете. Если это не имеет отношения к вашей задаче, да, вы можете игнорировать это, но если вы обычно спрашиваете, можете ли вы игнорировать коэффициент мощности или что-то в этом роде, ответ — нет.

Что мы обычно имеем в виду, когда говорим об электроэнергии на заводе?

Когда мы говорим об электроэнергии на заводе или в любой другой системе, мы имеем в виду потенциальную энергию, доступную из-за разницы напряжений, которая вызывает протекание тока для выполнения задач, электрических по своей природе или нет.

Имеем ли мы в виду сумму активной мощности в кВтч?

кВтч, или тысяча ватт-часов, относится к потреблению/преобразованию энергии, которое производится путем умножения скорости преобразования энергии (значения мощности) на период, в течение которого энергия преобразуется, поэтому число в кВтч выражает количество используемой или доступной энергии.

Или мы используем полную мощность для расчета энергии в этом случае?

Хммм, я думаю, вы, возможно, очень туманно представляете, что вообще означают сила и энергия. Прежде чем я продолжу, я хотел бы только отметить, что не совсем понятно, о чем вы говорите. Используем ли мы , какое значение кажущейся мощности в , какое значение , чтобы вычислить какое значение энергии? На большинство ваших вопросов так же трудно ответить, поэтому я добавлю следующее:

Хммм… Хорошо, поэтому я думаю, что небольшое разъяснение могло бы исправить ситуацию для вас.

Истинная мощность — это мощность, которая фактически «используется» (преобразуется в другую форму энергии и удаляется из цепи в виде тепла, кинетической энергии и т. д.)

Реактивная мощность — это мощность, хранящаяся в реакторах (катушках индуктивности и конденсаторах) и возвращаемая в цепь позднее. Хотя эта мощность сама по себе не используется схемой, она может способствовать отводу тепла, поскольку увеличивает ток в частях схемы, когда она «звонит» туда и обратно между реакторами.

Полная мощность — это мощность, которая появляется, когда вы просто измеряете цепь без выделения реактивной части мощности. Какой-то чудак придумал, что отношения между этими числами можно выразить с помощью математики, относящейся к сторонам треугольника, как вы видите здесь:

.

Реактивная энергия, во всяком случае, будет энергией, хранимой реакторами в цепи, а скорость ее передачи/накопления, вероятно, будет реактивной мощностью.

Надеюсь, это поможет.

Поставщики и ресурсы RF Wireless

О компании RF Wireless World

Веб-сайт RF Wireless World является домом для поставщиков и ресурсов RF и Wireless. На сайте представлены статьи, учебные пособия, поставщики, терминология, исходный код (VHDL, Verilog, MATLAB, Labview), тесты и измерения, калькуляторы, новости, книги, загрузки и многое другое.

Сайт RF Wireless World охватывает ресурсы по различным темам, таким как RF, беспроводная связь, vsat, спутник, радар, оптоволокно, микроволновая печь, wimax, wlan, zigbee, LTE, 5G NR, GSM, GPRS, GPS, WCDMA, UMTS, TDSCDMA, Bluetooth, Lightwave RF, z-wave, Интернет вещей (IoT), M2M, Ethernet и т. д.Эти ресурсы основаны на стандартах IEEE и 3GPP. Он также имеет академический раздел, который охватывает колледжи и университеты по инженерным дисциплинам и дисциплинам MBA.

Статьи о системах на основе IoT

Система обнаружения падений для пожилых людей на основе IoT : В статье рассматривается архитектура системы обнаружения падений, используемой для пожилых людей. В нем упоминаются преимущества или преимущества системы обнаружения падения IoT. Подробнее➤
Также см. другие статьи о системах на основе IoT:
. • Система очистки туалетов AirCraft • Система измерения удара при столкновении • Система отслеживания скоропортящихся продуктов и овощей • Система помощи водителю • Система умной розничной торговли • Система мониторинга качества воды • Система интеллектуальной сети • Умная система освещения на основе Zigbee • Умная система парковки на базе Zigbee • Умная система парковки на базе LoRaWAN.


Радиочастотные беспроводные изделия

Этот раздел статей охватывает статьи о физическом уровне (PHY), уровне MAC, стеке протоколов и сетевой архитектуре на основе WLAN, WiMAX, zigbee, GSM, GPRS, TD-SCDMA, LTE, 5G NR, VSAT, Gigabit Ethernet на основе IEEE/3GPP и т. д. .стандарты. Он также охватывает статьи, связанные с испытаниями и измерениями, посвященные испытаниям на соответствие, используемым для испытаний устройств на соответствие RF/PHY. СМ. УКАЗАТЕЛЬ СТАТЕЙ >>.


Физический уровень 5G NR : Обработка физического уровня для канала 5G NR PDSCH и канала 5G NR PUSCH была рассмотрена поэтапно. Это описание физического уровня 5G соответствует спецификациям физического уровня 3GPP. Подробнее➤


Основные сведения о повторителях и типы повторителей : В нем объясняются функции различных типов повторителей, используемых в беспроводных технологиях.Подробнее➤


Основы и типы замираний : В этой статье рассматриваются мелкомасштабные замирания, крупномасштабные замирания, медленные замирания, быстрые замирания и т. д., используемые в беспроводной связи. Подробнее➤


Архитектура сотового телефона 5G : в этой статье рассматривается блок-схема сотового телефона 5G с внутренними модулями 5G. Архитектура сотового телефона. Подробнее➤


Основы помех и типы помех: В этой статье рассматриваются помехи по соседнему каналу, помехи в Электромагнитные помехи, ICI, ISI, световые помехи, звуковые помехи и т. д.Подробнее➤


Раздел 5G NR

В этом разделе рассматриваются функции 5G NR (новое радио), нумерология, диапазоны, архитектура, развертывание, стек протоколов (PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC) и т. д. 5G NR Краткий справочный указатель >>
• Мини-слот 5G NR • Часть полосы пропускания 5G NR • БАЗОВЫЙ НАБОР 5G NR • Форматы 5G NR DCI • 5G NR UCI • Форматы слотов 5G NR • IE 5G NR RRC • 5G NR SSB, SS, PBCH • 5G NR PRACH • 5G NR PDCCH • 5G NR PUCCH • Опорные сигналы 5G NR • 5G NR m-Sequence • Золотая последовательность 5G NR • 5G NR Zadoff Chu Sequence • Физический уровень 5G NR • MAC-уровень 5G NR • Уровень 5G NR RLC • Уровень PDCP 5G NR


Руководства по беспроводным технологиям

В этом разделе рассматриваются учебные пособия по радиочастотам и беспроводным сетям.Он охватывает учебные пособия по таким темам, как сотовая связь, WLAN (11ac, 11ad), wimax, bluetooth, zigbee, zwave, LTE, DSP, GSM, GPRS, GPS, UMTS, CDMA, UWB, RFID, радар, VSAT, спутник, беспроводная сеть, волновод, антенна, фемтосота, тестирование и измерения, IoT и т. д. См. ИНДЕКС УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ >>


Учебное пособие по 5G . В этом учебном пособии по 5G также рассматриваются следующие подтемы, посвященные технологии 5G:
Учебное пособие по основам 5G. Диапазоны частот учебник по миллиметровым волнам Рамка волны 5G мм Зондирование канала миллиметровых волн 5G 4G против 5G Испытательное оборудование 5G Архитектура сети 5G Сетевые интерфейсы 5G NR звучание канала Типы каналов 5G FDD против TDD Нарезка сети 5G NR Что такое 5G NR Режимы развертывания 5G NR Что такое 5G ТФ


В этом руководстве по GSM рассматриваются основы GSM, сетевая архитектура, сетевые элементы, системные спецификации, приложения, Типы пакетов GSM, структура кадров GSM или иерархия кадров, логические каналы, физические каналы, Физический уровень GSM или обработка речи, вход в сеть мобильного телефона GSM или настройка вызова или процедура включения питания, Вызов MO, вызов MT, модуляция VAMOS, AMR, MSK, GMSK, физический уровень, стек протоколов, основы мобильного телефона, Планирование RF, нисходящая линия связи PS и восходящая линия связи PS.
➤Читать дальше.

LTE ​​Tutorial , описывающий архитектуру системы LTE, включая основы LTE EUTRAN и LTE Evolved Packet Core (EPC). Он предоставляет ссылку на обзор системы LTE, радиоинтерфейс LTE, терминологию LTE, категории LTE UE, структуру кадра LTE, физический уровень LTE, Стек протоколов LTE, каналы LTE (логические, транспортные, физические), пропускная способность LTE, агрегация несущих LTE, Voice Over LTE, расширенный LTE, Поставщики LTE и LTE vs LTE advanced.➤Читать дальше.


Радиочастотные технологии

На этой странице мира беспроводных радиочастот описывается пошаговое проектирование преобразователя частоты на примере повышающего преобразователя частоты 70 МГц в диапазон C. для микрополосковой платы с использованием дискретных радиочастотных компонентов, а именно. Смесители, гетеродин, MMIC, синтезатор, опорный генератор OCXO, амортизирующие прокладки. ➤Читать дальше.
➤ Проектирование и разработка радиочастотного трансивера ➤Дизайн радиочастотного фильтра ➤Система VSAT ➤Типы и основы микрополосковых ➤Основы волновода


Секция испытаний и измерений

В этом разделе рассматриваются ресурсы по контролю и измерению, контрольно-измерительное оборудование для тестирования тестируемых устройств на основе Стандарты WLAN, WiMAX, Zigbee, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE.ИНДЕКС испытаний и измерений >>
➤Система PXI для контрольно-измерительных приборов. ➤ Генерация и анализ сигналов ➤ Измерения физического уровня ➤ Тестирование устройства WiMAX на соответствие ➤ Тест на соответствие Zigbee ➤ Тест на соответствие LTE UE ➤ Тест на соответствие TD-SCDMA


Волоконно-оптические технологии

Волоконно-оптический компонент основы, включая детектор, оптический соединитель, изолятор, циркулятор, переключатели, усилитель, фильтр, эквалайзер, мультиплексор, разъемы, демультиплексор и т. д.Эти компоненты используются в оптоволоконной связи. ИНДЕКС оптических компонентов >>
➤Учебное пособие по оптоволоконной связи ➤APS в SDH ➤Основы SONET ➤ Структура кадра SDH ➤ SONET против SDH


Поставщики беспроводных радиочастотных устройств, производители

Сайт RF Wireless World охватывает производителей и поставщиков различных радиочастотных компонентов, систем и подсистем для ярких приложений, см. ИНДЕКС поставщиков >>.

Поставщики ВЧ-компонентов, включая ВЧ-изолятор, ВЧ-циркулятор, ВЧ-смеситель, ВЧ-усилитель, ВЧ-адаптер, ВЧ-разъем, ВЧ-модулятор, ВЧ-трансивер, PLL, VCO, синтезатор, антенну, осциллятор, делитель мощности, сумматор мощности, фильтр, аттенюатор, диплексер, дуплексер, чип-резистор, чип-конденсатор, чип-индуктор, ответвитель, ЭМС, программное обеспечение RF Design, диэлектрический материал, диод и т. д.Поставщики радиочастотных компонентов >>
➤ Базовая станция LTE ➤ РЧ-циркулятор ➤РЧ-изолятор ➤Кристаллический осциллятор


MATLAB, Labview, Embedded Исходные коды

Раздел исходного кода RF Wireless World охватывает коды, связанные с языками программирования MATLAB, VHDL, VERILOG и LABVIEW. Эти коды полезны для новичков в этих языках. СМ. УКАЗАТЕЛЬ ИСТОЧНИКОВ >>
➤ Код VHDL декодера от 3 до 8 ➤Скремблер-дескремблер Код MATLAB ➤32-битный код ALU Verilog ➤ T, D, JK, SR коды лаборатории триггеров


*Общая медицинская информация*

Сделайте эти пять простых вещей, чтобы помочь остановить коронавирус (COVID-19).
СДЕЛАЙ ПЯТЬ
1. РУКИ: чаще мойте их 90 159 2. ЛОКОТЬ: Кашляй в него
3. ЛИЦО: Не трогай
4. НОГИ: держитесь на расстоянии более 1 метра друг от друга
5. ЧУВСТВУЙТЕ: заболели? Оставайтесь дома

Используйте технологию отслеживания контактов >> , следуйте рекомендациям по социальному дистанцированию >> и установить систему наблюдения за данными >> спасти сотни жизней. Использование концепции телемедицины стало очень популярным в таких стран, как США и Китай, чтобы остановить распространение COVID-19, поскольку это заразное заболевание.


Радиочастотные калькуляторы и преобразователи

Раздел «Калькуляторы и преобразователи» охватывает ВЧ-калькуляторы, беспроводные калькуляторы, а также преобразователи единиц измерения. Они охватывают беспроводные технологии, такие как GSM, UMTS, LTE, 5G NR и т. д. СМ. КАЛЬКУЛЯТОРЫ Указатель >>.
➤ Калькулятор пропускной способности 5G NR ➤ 5G NR ARFCN и преобразование частоты ➤ Калькулятор скорости передачи данных LoRa ➤ LTE EARFCN для преобразования частоты ➤ Калькулятор антенны Yagi ➤ Калькулятор времени выборки 5G NR


IoT-Интернет вещей Беспроводные технологии

В разделе, посвященном IoT, рассматриваются беспроводные технологии Интернета вещей, такие как WLAN, WiMAX, Zigbee, Z-wave, UMTS, LTE, GSM, GPRS, THREAD, EnOcean, LoRa, SIGFOX, WHDI, Ethernet, 6LoWPAN, RF4CE, Bluetooth, Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), NFC, RFID, INSTEON, X10, KNX, ANT+, Wavenis, Dash7, HomePlug и другие.Он также охватывает датчики IoT, компоненты IoT и компании IoT.
См. главную страницу IoT>> и следующие ссылки.
➤РЕЗЬБА ➤EnOcean ➤ Учебник LoRa ➤ Учебник по SIGFOX ➤ WHDI ➤6LoWPAN ➤Зигби RF4CE ➤NFC ➤Лонворкс ➤CEBus ➤УПБ



СВЯЗАННЫЕ ПОСТЫ


Учебники по беспроводным радиочастотам



Различные типы датчиков


Поделиться этой страницей

Перевести эту страницу

Что такое реактивная мощность? — IBERDROLA

  • Ниже
    15 кВт Тарифы 2.0A — 2.1A Выставляется счет только в том случае, если реактивная мощность превышает 50 % потребляемой активной мощности.
  • Свыше
    15 кВт Тарифы 3.0A — 3.1A y 6.x Счет выставляется только в том случае, если реактивная мощность превышает 33% от активной мощности. Не применяется в непиковый период (P3 тарифа 3.X и P6 тарифа 6.X).

Вы можете рассчитать потребление реактивной мощности, умножив избыточную реактивную мощность на регулируемую плату за реактивную мощность, которая определена в ITC/688/2011 от 30 июня [PDF].

Под превышением реактивной мощности в каждом периоде действия тарифа на доступ понимается превышение 33% от учтенной активной мощности за этот же период.

Превышение реактивной мощности i = RPEi — 0,33 * APi
RPEi: Зарегистрированная реактивная мощность за соответствующий период
APi: Зарегистрированная активная мощность за соответствующий период.
i : Тарифный период доступа.

Плата за регулируемую реактивную мощность (/кВАрч) определяется коэффициентом мощности (cosφ), который измеряет количество реактивной мощности по отношению к общей мощности и рассчитывается следующим образом:

Плата не взимается, если значение cosφ больше 0.95.
Однако стоимость составит 0,041554/кВАр·ч, если cosφ находится в пределах от 0,95 до 0,80.
Стоимость составит 0,62332/кВАр·ч, если cosφ меньше 0,80.

Соотношение между реактивной мощностью и активной мощностью можно также рассчитать следующим образом:

Cosφ = 0,8 означает, что реактивная мощность составляет 75% от активной мощности.
Cosφ = 0,95 0,95 означает, что реактивная мощность составляет 33 % от активной мощности.

В счете за электроэнергию надбавка за реактивную мощность отображается следующим образом:

В этом примере превышение реактивной мощности оплачивается в два периода:

P1: выставление счетов за 206,52 кВАр·ч с применением Cosφ менее 0,80, 0,062332 /кВАрч
P2: тарификация за 1.094,53 кВАр·ч с использованием Cosφ менее 0,80, 0,062332/кВАр·ч

Расчеты были выполнены следующим образом:

Периоды P1 и P2 (рабочие дни) должны быть добавлены к периодам P4 и P5 (выходные дни) соответственно; исключая периоды P3 и P6. Таким образом:

4
Период 1 Период 2 Период 2 Период 3 Общее количество
9
Всего
Доплата
256,00 1 259,00 145,00
Реактивная мощность (кварх) 291,00 1,510,00 103,00 103,00
Реактивная сила, исключенная из биллинга (*) (Kvarh) 84,48 415,47 N / A
Реактивная сила не исключены из биллинга (EN Kvarh) 206,52 1,094 553 N / A
COSφ 0,66 0 , 64
Программная плата за счет реактивной электроэнергии (в / кварх) 0,062332 0,062332
Заряд на Bil l: Плата за реактивную мощность x Реактивная мощность, НЕ исключенная из расчета 12,87 68,22 81,09

(*) После чего она считается избыточной (т.т. е., Cosφ < 0,95 = 33% от активной мощности)

Как можно отказаться от выставления счетов за реактивную мощность?

Если вы устанавливаете батареи конденсаторов, вы можете исключить штраф за реактивную мощность в своем счете, поскольку такие батареи снижают потребность в реактивной мощности из сети.

Дополнительные преимущества конденсаторных батарей:

  • Они сокращают потери на эффект Джоуля (нагрев) в проводниках и трансформаторах, расположенных «вверх по течению» от конденсаторных батарей, что приводит к повышению энергоэффективности электрической системы.
  • При установке на объектах с силовыми трансформаторами (высоковольтные клиенты) они увеличивают мощность, располагаемую во вторичной обмотке.

Iberdrola предоставляет услугу установки под ключ для этих банков, так что клиенту не нужно ни о чем беспокоиться.

Активная, реактивная и полная мощность

В этом блоге мы поймем концепцию активной, реактивной и полной мощности. Мы также будем изучать мгновенную мощность. Мы также увидим, как активная, реактивная и кажущаяся мощности связаны друг с другом, что объясняется треугольником мощности.Итак, в конце этого блога мы изучим треугольник власти. Поэтому в этом блоге есть о чем рассказать. Итак, начнем.

Для инженера-электрика очень важно иметь знания об активной, реактивной и полной мощности, потому что эта тема является одним из строительных блоков энергосистемы.

Активная, реактивная и кажущаяся мощность имеет значение только в случае цепей переменного тока, а не в случае цепей постоянного тока, потому что все мы знаем, что формы сигналов напряжения и тока синусоидальны в случае цепей переменного тока.

Вот почему мы изучаем активную, реактивную и полную мощность в цепях переменного тока, а не в цепях постоянного тока. В цепях постоянного тока мы изучаем мощность постоянного тока.

Прежде чем изучать активную, реактивную и полную мощность, мы должны знать, что такое мгновенная мощность?

МГНОВЕННАЯ МОЩНОСТЬ

Мощность, измеряемая в определенный момент времени, известна как Мгновенная мощность.

(ИЛИ)

Умножение напряжения и силы тока в определенный момент времени известно как Мгновенная мощность.

Чтобы понять концепцию мгновенной мощности, давайте рассмотрим форму волны некоторой цепи, показанной на диаграмме ниже.

В момент t 1

P 1 = V 1 (+ve) * I 1 (-ve) = -ve

Мгновенная мощность P 1 в момент времени t 1 отрицательная.

В момент t 2

P 2 = V 2 (+ve) * I 2 (+ve) = +ve

Мгновенная мощность P 2 в момент времени t 2 положительна.

Из приведенного выше примера мы можем сказать, что

  • Мгновенная мощность иногда может быть как положительной, так и отрицательной.

Что такое положительная сила и отрицательная сила?

Положительная мощность

Когда мощность течет от источника к нагрузке в цепи, мощность называется положительной мощностью .

Отрицательная мощность

В некоторых ситуациях мощность может передаваться от нагрузки к источнику.В этом случае мощность известна как Negative Power.

  • Отрицательная мощность индуцируется в цепи в случае индуктивной нагрузки, емкостной нагрузки и при наличии некоторых нелинейных устройств, таких как выпрямительный мост.

АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

Чтобы понять концепцию активной мощности, давайте возьмем пример чисто резистивной цепи.

На электрической схеме чисто резистивная нагрузка питается от источника переменного тока с напряжением В и током в цепи I.

В случае чисто резистивной нагрузки и напряжение, и ток остаются в одной фазе, как показано на векторной диаграмме. Это означает, что сигналы напряжения и тока одновременно достигают своих положительных и отрицательных пиков, и оба сигнала пересекают нулевое значение в один и тот же момент времени, и это можно проверить на формах сигналов, приведенных ниже.

Теперь мы увидим полярность мгновенной мощности в разные моменты времени.

В момент t 1

P 1 = V 1 (+ve) * I 1 (+ve) = +ve

В момент t 2

P 2 = V 2 (-ve) * I 2 (-ve) = +ve

Следовательно, в случае чисто резистивной нагрузки мощность всегда положительна в каждый момент времени, что означает, что мощность всегда течет от источника к нагрузке.Этот тип мощности известен как Active Power.

Свойства активной мощности
  • Активная мощность всегда положительна.
  • Активная мощность не меняет своего направления, как видно на осциллограмме.
  • Всегда течет от источника к нагрузке.
  • Активная мощность всегда отвечает за полезную работу, например: свет, звук, движение и т. д.
  • Обозначается буквой «P» и измеряется в «Ваттах».{ \circ } }\)
  • \(\Стрелка вправо P=VI\quad Watts\)

РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ

Мы поймем понятие реактивной мощности с помощью чисто индуктивной цепи.

На электрической схеме чисто индуктивная нагрузка питается от источника переменного тока с напряжением В и током в цепи л.

В случае чисто индуктивной нагрузки ток отстает от напряжения питания на 90 o , как показано на векторной диаграмме.

Это означает, что кривая тока достигает своего положительного пика, отрицательного пика и пересекает нулевое значение 90 o после кривой напряжения. Ниже приведены формы сигналов напряжения, тока и мощности для чисто индуктивной нагрузки.

Теперь мы увидим полярность мгновенной мощности в разные моменты времени.

В момент t 1

P 1 = V 1 (+ve) * I 1 (-ve) = -ve

В момент t 2

P 2 = V 2 (-ve) * I 2 (-ve) = +ve

Следовательно, в случае чисто индуктивной нагрузки мощность бывает как положительной, так и отрицательной.Это означает, что мощность движется вперед и назад между источником и нагрузкой точно так же, как маятник, не совершая никакой полезной работы в системе. Этот тип мощности известен как реактивная мощность .

Теперь посмотрим, что происходит в случае с чисто емкостной нагрузкой .

В случае чисто емкостной нагрузки ток опережает напряжение на 90 o , что означает, что кривая тока достигнет своего положительного пика, отрицательного пика и нулевого значения 90 o раньше, чем кривая напряжения.Диаграмма вектора и формы сигналов для чисто емкостной нагрузки приведены ниже.

На осциллограмме мощности видно, что мощность бывает положительной и отрицательной, что означает, что мощность колеблется между источником и нагрузкой, не совершая никакой полезной работы. Этот тип мощности известен как реактивная мощность .

Если мы внимательно понаблюдаем за формами сигналов мощности как в случае чисто индуктивной, так и чисто емкостной нагрузки, мы обнаружим, что величина положительной и отрицательной мощности точно такая же.

Следовательно, средняя мощность при чисто индуктивной нагрузке и чисто емкостной нагрузке равна нулю.

Почему мощность течет туда и обратно в случае индуктивных и емкостных нагрузок?

Во время положительного полупериода, когда мощность положительна, т. е. мощность течет от источника к нагрузке, конденсатор накапливает энергию в виде электрического поля.

Во время отрицательного полупериода электрическое поле конденсатора разрушается, и любая энергия, запасенная в конденсаторе, возвращается к источнику, и мощность начинает течь от нагрузки к источнику.Таким образом, мы получаем отрицательную мощность.

Аналогично, в случае индуктивной нагрузки, во время положительного полупериода, когда мощность положительна, т. е. мощность течет от источника к нагрузке, индуктор сохраняет энергию в виде магнитного поля.

Во время отрицательного полупериода магнитное поле катушки индуктивности разрушается, и любая энергия, запасенная в катушке индуктивности, высвобождается и отправляется обратно к источнику, после чего мощность начинает течь от нагрузки к источнику.{ \circ } }\)

  • \(\Стрелка вправо Q=VI\quad VAR\)
  • ПОЛНАЯ МОЩНОСТЬ 90

    Случаи, которые мы видели до сих пор (чисто резистивная, чисто индуктивная и чисто емкостная нагрузка), являются стандартными случаями.

    На самом деле, большинство нагрузок, которые мы используем в повседневной жизни (например, электрический вентилятор, электрический утюг, асинхронный двигатель и т. д.), представляют собой комбинацию резистивной и индуктивной нагрузки. Некоторые нагрузки также могут быть комбинацией резистивной и емкостной нагрузки, но большинство бытовых и промышленных нагрузок представляют собой смесь резистивной и индуктивной нагрузки.

    Общая схема для комбинации резистивной и индуктивной нагрузки показана на схеме.

    Резистивный компонент потребляет активную мощность, а индуктивный компонент потребляет реактивную мощность.Следовательно, общая мощность, отдаваемая источником, представляет собой комбинацию активной и реактивной мощности, и эта мощность известна как кажущаяся мощность.

    В случае комбинации резистивной и индуктивной нагрузки ток отстает от напряжения питания на угол \(\phi\), что означает, что форма кривой тока достигнет своего положительного пика, отрицательного пика и нулевого значения с фазовой задержкой \(\phi \) из кривой напряжения.

    Диаграмма вектора и формы сигналов для смеси резистивной и индуктивной нагрузки приведены ниже.

    На диаграмме формы сигнала видно, что мощность бывает положительной и отрицательной из-за наличия в цепи активной и реактивной мощности. Кроме того, величина положительной мощности больше, чем величина отрицательной мощности.

    Следовательно, средняя мощность в этом случае не будет равна нулю и, следовательно, мы получим некоторую мощность из системы. Но в этом случае средняя мощность меньше по сравнению со средней мощностью чисто резистивной цепи.

    Свойства полной мощности
    • Полная мощность представляет собой комбинацию активной мощности и реактивной мощности.{ 2 }\)

    ТРЕУГОЛЬНИК МОЩНОСТИ

    Треугольник мощности — это прямоугольный треугольник, показывающий взаимосвязь между активной, реактивной и полной мощностью.

    Основание, нормаль и гипотенуза прямоугольного треугольника представляют соответственно активную, реактивную и полную мощность.

    Чтобы получить треугольник мощности, мы будем использовать векторную диаграмму смеси резистивной и емкостной нагрузки.

    При сочетании резистивной и емкостной нагрузки ток опережает напряжение питания на некоторый угол \(\phi\) .Теперь ток можно разложить на две перпендикулярные составляющие, равные

    .
    • \(I\cos { \phi }\) = Составляющая тока (I), синфазная с напряжением питания (V).
      • \(I\cos { \phi }\) известен как Активная или ваттная составляющая тока (I)
    • \(I\sin { \phi }\) = Составляющая тока (I), что на 90 o не совпадает по фазе с напряжением питания (V).
      • \(I\sin { \phi }\) известна как Реактивная или Бесхитростная составляющая тока (I)

    Теперь, чтобы получить треугольник мощности, давайте нарисуем треугольник тока отдельно.{ 2 }\)

    Часы активной, реактивной и полной мощности

    Подробнее

    Распределительное устройство и защита

    Системы управления и типы систем управления

    Активная, реактивная и полная мощность

    Чтобы проиллюстрировать тему, инженеры-электрики любят использовать свежий стакан пива:

    Пена сверху не очень помогает, в сомнениях даже мешает.Вам нужно только само пиво.

    Реактивная мощность:

    Термин относится к цепям переменного тока. Мощность, необходимая для создания поля, возвращается в сеть при деградации (не считая потерь) и поэтому называется реактивной мощностью. Например, электродвигатель постоянно создает магнитные поля и снова выключает их. Эта постоянная сборка и разборка каждый раз нагружает сеть реактивной мощностью.

    Реактивная мощность также является мощностью, которая может привести к срабатыванию предохранителя.

    Реактивная мощность измеряется в реактивных вольт-амперах (ВАр).

    Активная мощность:

    В дополнение к реактивной мощности электродвигатель также «потребляет» мощность для фактического преобразования ее в механическую работу.

    Мощность выражается в ваттах (Вт).

    Полная мощность:

    Как уже было сказано, полная мощность (упрощенно) представляет собой сумму реактивной и активной мощности. Полная мощность важна для определения размеров сети.

    Дано в Вольтампере (ВА), настенная коробка 22 кВт имеет 22 кВА.

    Полезно знать:

    Обычно активная мощность и полная мощность практически совпадают. Как энтузиасту электромобилей, неплохо было бы услышать о реактивной мощности, но на практике это вряд ли актуально. Как частное лицо вы не платите за реактивную мощность.

    Renault Zoe и smart ED4 имеют зарядное устройство-хамелеон, это единственное зарядное устройство, которое может генерировать много реактивной мощности.Единственное, что вы, как пользователь, можете заметить (если вообще заметите), так это то, что они заряжаются медленнее, чем вы рассчитали. При каждодневной зарядке реактивная мощность уже еле заметна. Все остальные электромобили практически не генерируют реактивной мощности.

    Что такое полная мощность (кВА), активная мощность (кВт) и реактивная мощность (кВАр)

    ПОЛНАЯ МОЩНОСТЬ (кВА): киловольт-ампер является мерой полной мощности в цепи переменного тока. Он используется для оценки того, сколько энергии может обеспечить источник питания.KVA обычно используется для оценки таких источников, как трансформаторы, генераторы, ИБП и т. д. Его также называют мнимой мощностью. Фактическая мощность (кВт), потребляемая нагрузками, подключенными к цепи, может быть получена путем умножения полной мощности
    (кВА) на коэффициент мощности. Это может быть выражено в комплексной форме как

    полная мощность (кВА) = активная мощность (кВт) + i реактивная мощность 
            

    АКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ (кВт): Единицей активной или реальной мощности в цепи переменного тока является кВт. Активная мощность, полученная путем умножения полной мощности на коэффициент мощности.Это мощность, потребляемая нагрузками, подключенными к цепи переменного тока. Если в цепь переменного тока включены только резистивные нагрузки, то коэффициент мощности будет равен единице, а полная мощность станет равной активной мощности.

    активная мощность (кВт) = полная мощность (кВА) * коэффициент мощности

    РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ (кВАр): Реактивная мощность представляет собой мнимую часть полной мощности, выраженную в комплексной форме. Если нагрузка в цепи переменного тока является только резистивной, мощность всегда будет течь от источника к нагрузке. Если реактивная нагрузка (катушка индуктивности или конденсатор) подключена к цепи переменного тока, в цепи возникает реактивная мощность.Реактивная мощность постоянно колеблется между источником и нагрузкой. Он представляет собой энергию, которая сначала накапливается, а затем высвобождается в магнитном поле катушки индуктивности или в электрическом поле конденсатора, подключенного к цепи. Поскольку реактивная мощность скачет туда-сюда между источником и нагрузкой, она не обеспечивает никакой энергии для нагрузки и потребляет больше тока от сети, поэтому в линиях цепи происходят большие потери тепла. Реактивную мощность можно уменьшить, увеличив коэффициент мощности (уменьшив фазовый угол).Этого можно достичь, предусмотрев в схеме специально разработанную емкостную батарею.


    Об авторе

    Г-н Маной Морской инженер, работающий в ESM.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *