Què és el poder reactiu i com fer-ho

Física del procés i pràctica d'utilitzar unitats de compensació de potència reactiva

Per entendre el concepte de potència reactiva, recordem primer què és l’energia elèctrica. Energia elèctrica És una quantitat física que caracteritza la velocitat de generació, transmissió o consum d’energia elèctrica per unitat de temps.

Com més gran sigui la potència, més feina pot fer la instal·lació elèctrica per unitat de temps. Potència mesurada en watts (producte Volt x Ampere). La potència instantània és el producte dels valors instantanis de tensió i intensitat de corrent en alguna part del circuit elèctric.

Física de processos

En els circuits de corrent directe, coincideixen els valors de la potència instantània i mitjana durant un determinat període de temps, però el concepte de potència reactiva està absent. Als circuits de corrent alterna, això només passa si la càrrega és purament activa. Es tracta, per exemple, d’un escalfador elèctric o d’una làmpada incandescent. Amb aquesta càrrega al circuit de CA, la fase de tensió i la fase de corrent coincideixen i tota la potència es transfereix a la càrrega.

Si la càrrega és inductiva (transformadors, motors elèctrics), el corrent retarda la fase del voltatge, si la càrrega és capacitiva (diversos dispositius electrònics), el corrent de fase és per davant de la tensió. Com que el corrent i la tensió no coincideixen en fase (càrrega reactiva), només una part de la potència (potència completa) es transfereix a la càrrega (consumidor), que es podria transferir a la càrrega si el desplaçament de fase fos zero (càrrega activa).

Potència activa i reactiva

La part de la potència total que es va transferir a la càrrega durant el període de corrent altern s’anomena poder actiu. És igual al producte valors de corrent de tensió i corrent al cosinus de l’angle de fase entre ells (cos φ).

S'anomena potència que no es va transferir a la càrrega, però va provocar pèrdues en calefacció i radiació potència reactiva. És igual al producte dels valors actuals de corrent i tensió pel seno de l’angle de fase entre ells (sin φ).

D’aquesta manera la potència reactiva és un valor que caracteritza la càrrega. Es mesura en amperis reactius de volt (var, var). A la pràctica, la noció de cosinus phi es troba més sovint com una quantitat que caracteritza la qualitat d'una instal·lació elèctrica en termes d'estalvi d'energia.

De fet, com més gran sigui el cos φ, més energia subministrada de la font entra en la càrrega. Així, podeu utilitzar una font menys potent i es malgasta menys energia.

Potència reactiva dels consumidors domèstics

Per tant, els consumidors de CA tenen un paràmetre com el factor de potència cosφ.

Al gràfic, el corrent es desplaça 90 º (per claritat), és a dir, un quart del període. Per exemple, els equips elèctrics tenen cosφ = 0,8, que correspon a un angle arccos de 0,8 ≈ 36,8 º. Aquest canvi es deu a la presència de components no lineals en el consumidor d’electricitat - condensadors i inductàncies (per exemple, bobinats de motors elèctrics, transformadors i electroimants).

Per entendre més el que està passant, cal tenir en compte que com més gran sigui el factor de potència (màxim 1), més eficaçment el consumidor utilitza l’electricitat que rep de la xarxa (és a dir, es converteix més energia en treball útil) - aquesta càrrega s’anomena resistiva.

Amb una càrrega resistiva, el corrent al circuit coincideix amb la tensió. I amb un factor de potència baix, la càrrega s’anomena reactiva, és a dir, que una part del consum d’energia no fa treballs útils.

La taula següent mostra la classificació dels consumidors per factor de potència.

Classificació de consumidors de CA.

La taula següent mostra el factor de potència dels consumidors d'electricitat domèstica.

Factor de potència dels electrodomèstics domèstics

Electricista d’humor

Què és la potència reactiva? Tot és molt senzill!

Mètodes de compensació de potència reactiva

D’allò anterior, es desprèn que si la càrrega és inductiva, s’hauria de compensar amb l’ajuda de condensadors (condensadors) i viceversa, la càrrega capacitiva es compensa amb l’ajut d’inductors (estranguladors i reactors). Això ajuda a augmentar el cosi phi (cos φ) fins a valors acceptables de 0,7-0,9. Aquest procés s’anomena compensació de potència reactiva.

L’efecte econòmic de la compensació de potència reactiva

L’efecte econòmic d’introduir instal·lacions de compensació d’energia reactiva pot ser molt gran. Segons les estadístiques, representa del 12 al 50% del pagament de l’electricitat a diverses regions de Rússia. La instal·lació de la compensació de potència reactiva es produeix en un termini superior a un any.

Per a les instal·lacions dissenyades, la introducció d’una unitat de condensadors en fase de desenvolupament permet estalviar en el cost de les línies de cable reduint la seva secció transversal. Per exemple, una instal·lació automàtica de condensadors pot augmentar cos φ de 0,6 a 0,97.

Conclusions

Així doncs, les plantes de compensació d’energia reactiva aporten avantatges financers tangibles. També permeten mantenir l’equip en condicions de treball més temps.

A continuació es detallen algunes raons per les quals això succeeix.

1. Reduint la càrrega en els transformadors de potència, augmentant en relació amb això la seva vida útil.

2. Reduint la càrrega sobre cables i cables, la possibilitat d’utilitzar cables de secció més petita.

3. Millorar la qualitat de l'electricitat dels consumidors d'energia.

4. Eliminació de la possibilitat de multes per reduir cos φ.

5. Reduint el nivell d’harmònics superiors a la xarxa.

6. Disminució del nivell de consum d’electricitat.

Comments

[#1 Konstantin]

El factor de potència és la relació de la potència activa (watts, quilowatts) i la potència aparent (volt-amperes, kilovolt-amperes). El factor de potència en el cas general sempre és inferior a la unitat. Només amb una càrrega purament activa (il·luminació, aparells de calefacció) és igual a la unitat. El valor del factor de potència determina la fracció de potència aparent (completa) del generador o transformador que poden donar al receptor elèctric en forma de potència activa.

[#2]

Moltes gràcies, informació realment comprensible.

[#3 Andrey]

Només es va oblidar que l’article va afegir que la major part de la potència reactiva es torna al sistema elèctric. Si expliqueu els dits, el corrent flueix a través dels cables a banda i banda si hi ha desavinences: del generador a la càrrega i de la càrrega (retorna energia) al generador. I, naturalment, això només és possible amb l’AC. I el consumidor PAGA energia que en realitat no utilitzava! Per tant, algunes coses (com ara baixar el nivell de consum) es produeixen només pràcticament a causa d’un idiota principi que el comptador compta amb l’energia que passa i, ON HI va al tambor. Per descomptat, la compensació és necessària, però en gran part per a les empreses energètiques. Bé, si penseu lògicament, com la introducció d’un element addicional amb pèrdues al circuit pot augmentar la seva eficiència ???? Però com a mètode per afrontar els harmònics i la subsidència (excés) de tensió a la línia, és efectiu, perquè accepta generador i càrrega. Naturalment, es poden utilitzar cables més prims (per a teòric cos = 0, el corrent del fil es duplicarà perquèfluirà pel filferro en ambdues direccions de la mateixa manera SIMULTÀNIAMENT). La càrrega als dispositius de control i distribució també disminuirà a causa del mateix. I als generadors amb transformadors de corrent invers no els agrada. I aquests processos es produeixen durant QUALSEVOL canvi de càrrega (si no és purament actiu, que en general no passa realment, fins i tot una làmpada ordinària té una inductència insignificant). Als anys 70 als Estats Units, a causa del DESCONEGUT, la planta immediatament sota la línia va portar sota un centenar de transformadors de distribució de diversos estats ...

[#4]

Andrey, els comptadors domèstics són “comptadors d’energia activa”. Amb tots els conseqüents. No tenen en compte l’energia reactiva.

[#5 MaksimovM]

AndreyEn primer lloc, la central està alimentada sempre per diverses línies elèctriques. I, fins i tot si la planta està totalment desactivada, cosa que en principi és impossible, ja que sempre hi ha diverses fonts de subministrament energètiques independents, això no pot servir de motiu per desactivar les subestacions de distribució. La planta funciona: la càrrega està a les subestacions, la central s'ha apagat; la càrrega ha disminuït en algun valor. No es tracta d’un mode d’emergència per al sistema d’energia. Només pot a l’inrevés: la planta es desentén com a resultat de desactivar diverses subestacions.

El cosí phi (factor de potència) és la relació de la potència activa amb el consum total d'energia. En principi, no pot ser igual a zero. Tots els transformadors situats a subestacions, dissenyats per a una potència determinada, i aquesta potència és plena, és a dir, tenint en compte el component actiu i reactiu. L’energia elèctrica consumida, encara que activa, fins i tot reactiva, sempre va en una direcció. La potència pot tenir una direcció diferent en les línies de trànsit de les subestacions, en aquest cas, depenent de l’estat d’una secció particular del sistema d’energia, la potència activa i reactiva pot tenir una direcció diferent (consum o retorn d’energia elèctrica).

[#6 WWA]

Benvolguts amics (l’autor de l’article i el comentari), no estic d’acord amb tu en tot, però no discutiré això. Vull exposar la meva visió de la física del procés. En general, per naturalesa, un tipus d’energia (potència) com a “reactiu”, per descomptat, no existeix. Però hi ha un concepte: energia reactiva (potència). Aquest concepte caracteritza el fenomen que es produeix en circuits elèctrics de corrent altern. L’essència del fenomen és simple. Elements inductius i capacitius creen (sorgeixen) camps magnètics i elèctrics. En circuits de corrent altern, aquests camps també són naturalment variables. L’energia es gasta en la creació d’aquests camps. Per exemple, quan un corrent flueix en una inductància, sorgeix un camp magnètic. A més, quan la corrent augmenta, l’energia de la xarxa elèctrica (és a dir, del generador) es consumeix per crear aquest camp i, quan el corrent disminueix, l’energia emmagatzemada en la inductància es retorna a la xarxa. Evidentment, per a cada període, el camp magnètic es duplica de zero a màxim i dues vegades disminueix en el sentit contrari. Un fenomen similar es produeix al dipòsit. Només a la capacitança els camps elèctrics oscil·len i això passa sincrònicament amb un canvi de tensió. Les fases d’oscil·lacions dels camps elèctrics en capacitança i magnètica en inductància són sempre en fase antifase. Fenòmens similars es produeixen en sistemes mecànics: per exemple, quan es comprimeix un ressort, es gasta l’energia i, quan no es tanca, s’allibera l’energia potencial emmagatzemada (per què no la capacitat?), O per exemple, per bombar l’aigua a una velocitat constant en un sistema de subministrament d’aigua tancat, es necessita un temps per funcionar la bomba, si després d’això la bomba apagueu llavors la circulació de l’aigua continuarà durant un temps per inèrcia a causa de l’energia cinètica emmagatzemada (això és un analògic de la inductància).

Conclusió: L’energia reactiva no és un tipus d’energia especial, sinó que és l’energia elèctrica, que es consumeix periòdicament en circuits de corrent altern i es dóna per elements reactius.

PS. - Es pot mesurar l’energia reactiva (potència), és a dir, que existeix.

[#7]

L’únic que estic d’acord amb l’autor és que hi ha moltes llegendes al voltant del concepte d’energia reactiva ... Pel que sembla, l’autor també es va propiciar la seva pròpia venjança ... Confusa ... contradictòria ... tot tipus d’abundància: "" ve, l’energia va ... "El resultat va ser generalment impactant, la veritat es va posar al revés:" Conclusió: el corrent reactiu fa que els cables s’escalfin sense fer cap treball útil "Senyor, estimat! la calefacció ja funciona! La meva opinió, aquí les persones amb antecedents tècnics sense un esquema vectorial d’un generador síncroni en càrrega no poden ajuntar correctament la descripció del procés i, per als interessats, puc oferir una opció senzilla sense cap gresca.

I doncs sobre energia reactiva. El generador síncron produeix el 99% de l'electricitat amb un voltatge de 220 volts o més. Utilitzem diferents electrodomèstics en la vida i el treball quotidià, la majoria “escalfen l’aire”, donen calor a un grau o a un altre ... Sentiu la televisió, el monitor de l’ordinador, ni tan sols parlo del forn elèctric de la cuina, a tot arreu se sent calor. Es tracta de tots els consumidors de potència activa en l’alimentació d’un generador síncron. La potència activa del generador és la pèrdua irrecuperable d’energia generada per calor a cables i dispositius. Per a un generador síncron, la transferència d’energia activa s’acompanya de resistència mecànica a l’eix motriu. Si tu, estimat lector, giréssiu el generador manualment, immediatament sentireu una resistència més gran als vostres esforços i això suposaria que algú inclogués un nombre addicional de calefactors a la vostra xarxa, és a dir, que la càrrega activa augmentés. Si teniu dièsel com a generador, assegureu-vos que el consum de combustible augmenta a la velocitat del raig, perquè és la càrrega activa que consumeix el combustible. Amb l’energia reactiva, és diferent ... Et diré, és increïble, però alguns consumidors d’electricitat són fonts d’electricitat, tot i que durant un moment molt curt, però ho són. I si tenim en compte que el corrent altern de la freqüència industrial canvia la seva direcció 50 vegades per segon, els consumidors (reactius) transfereixen la seva energia a la xarxa 50 vegades per segon. Ja sabeu com a la vida, si algú afegeix alguna cosa a l'original, sense conseqüències, no roman. Així doncs, sempre que hi hagi molts consumidors reactius o que siguin prou potents, el generador síncron s’emociona. Tornant a la nostra analogia anterior on utilitzàveu la vostra força muscular com a impulsió, notareu que malgrat que no vau canviar el ritme al girar el generador o no sentí un brot de resistència a l’eix, les llums de la vostra xarxa s’apagaren de sobte. Paradoxalment, gastem combustible, girem el generador amb una freqüència nominal, però no hi ha tensió a la xarxa ... Estimat lector, apagueu els consumidors reactius en una xarxa així i tot es restaurarà. Sense entrar en teoria, l’excitació es produeix quan els camps magnètics dins del generador, el camp del sistema d’excitació que gira junt amb l’eix i el camp de l’enrotllament estacionari connectat a la xarxa giren en sentit contrari, debilitant-se mútuament. La generació d'electricitat disminueix amb la disminució del camp magnètic dins del generador. La tecnologia ha avançat molt i els generadors moderns estan equipats amb reguladors d’excitació automàtics, i quan els consumidors reactius “fallen” la tensió a la xarxa, el regulador augmentarà immediatament el corrent d’excitació del generador, el flux magnètic tornarà a la normalitat i la tensió a la xarxa es restablirà clar que el corrent d’excitació té component actiu, per tant, afegiu combustible al dièsel.En qualsevol cas, la càrrega reactiva afecta negativament el funcionament de la xarxa, sobretot quan el consumidor reactiu està connectat a la xarxa, per exemple, un motor elèctric asincrònic ... Amb una potència important d’aquest últim, tot pot acabar malament per accident. Com a conclusió, puc afegir a un rival curiós i avançat que també hi ha consumidors reactius amb propietats útils. Aquests són tots els que tenen capacitat elèctrica ... Connecteu aquests dispositius a la xarxa i la companyia elèctrica ja us deu)). En forma pura, es tracta de condensadors. També desprenen l’electricitat 50 vegades per segon, però alhora el flux magnètic del generador, al contrari, augmenta, de manera que el regulador pot fins i tot disminuir el corrent d’excitació, estalviant costos. Per què no havíem fet una reserva abans d'això ... per què ... Estimat lector, passeu per casa i busqueu un consumidor de jet capacitiu ... no trobareu ... A menys que desmunteu un televisor o una rentadora ... però no us serà útil .... <

[#8]

Doncs bé, com si un canvi de direcció de les 100 Hz actuals de 50 Hz passés un any més ... Així doncs, tothom està alfabetitzat.

[#9]

Eugène, el primer any de seminari o l’Institut d’Educació Física? No seria deshonrat! El que té un cervell ha après fins i tot en una classe així del 7 al 8 que hertz és un període complet d’oscil·lació per segon! I.e. amb una forma d'ona sinusoïdal amb una freqüència de 50 Hz, el signe canvia al contrari 50 vegades per segon, però la mitja ona serà ja de 100! Heu llegit aquí, fa una erupció: l’enginyeria elèctrica s’ha convertit en una fe pagana: l’obscurantisme i l’heretgia ...

[#10]

Amics, en disminuir la reactivitat, estàs reduint l’actiu, és un fet! El taulell també ho demostrarà!

Recordeu la física elemental!

Per conèixer l’indicador de potència activa, cal conèixer la potència total, per al seu càlcul s’utilitza la fórmula següent: S = U \ I, on U és la tensió de la xarxa, i I és la força actual de la xarxa.

El càlcul de la potència activa té en compte l’angle de fase o el coeficient (cos), a continuació: S = U * I * cos

Així que preneu-ne les pessigolles, mesurau el reactiu, si és inferior a 0,9, poseu Conders de la qualificació adequada i estareu contents!

[#11 Anatòlia]

Tot això és correcte, però si posem un pont de díode al circuit amb un condensador (totes les pèrdues de potència activa per escalfar el pont del díode i el condensador, per descomptat, es tindran en compte pel comptador com a potència activa), i després de connectar el pont del díode, connecteu el condensador electrolític, llavors es carregarà al màxim. tensió de la xarxa, després de la qual cosa, sense tenir forma de descàrrega, començarà a estar carregada a la tensió màxima de xarxa. El temps de càrrega pot ser arbitràriament llarg, però el condensador consumia només corrent de la xarxa a través del pont del díode, acumulant gradualment la seva càrrega i augmentant la tensió a les seves plaques fins al voltatge màxim de la xarxa, i el condensador consumia només el corrent, que és de 90 graus de fase per davant del voltatge de fase, és a dir, de corrent reactiu des de la xarxa Sí, el condensador no va retornar la seva càrrega a la xarxa elèctrica el següent trimestre del període, com hauria d'haver fet si s'hagués connectat a la xarxa elèctrica sense un pont de díode. I aleshores, la potència del condensador sense tenir en compte les pèrdues actives per causa de l'escalfament de les seves plaques es consideraria potència purament reactiva. Però el condensador es carregava amb corrent d’una font de corrent en forma de pont de díode, i aquest corrent era un corrent reactiu respecte a la xarxa elèctrica, ja que hi ha un altre condensador al circuit fins al pont del díode. És a dir, el comptador no va tenir en compte aquesta potència elèctrica, perquè es tractava de potència reactiva i el corrent estava per davant de la tensió gairebé un angle de 90 graus elèctrics, i el comptador com a potència activa només té en compte la potència que coincideix en fase amb el corrent. En aquest cas, el condensador electrolític connectat després del pont del díode ja no es pot descarregar a la xarxa, després de carregar-se a la tensió màxima de la xarxa, quedarà en estat de càrrega.És a dir, part de l’energia elèctrica que no té en compte el comptador és seleccionada a la xarxa elèctrica. Si el condensador es descarrega prou ràpidament fins a una mica de càrrega, per exemple, una resistència, la càrrega acumulada pel condensador electrolític es converteix en energia tèrmica i escalfarà la resistència. El condensador es carregarà de nou a la xarxa. Si un corrent flueix contínuament per la resistència, el condensador allisarà les ondulacions de la tensió rectificada, recarregant-se de la xarxa amb corrent reactiu. Però, al mateix temps, hi circularà un corrent reactiu rectificat per la mateixa resistència. La magnitud de la caiguda de tensió a través del resistor dependrà de la magnitud de la seva resistència. El component constant del corrent a través del resistor no podrà afectar l’angle elèctric entre el corrent i la tensió de la part del circuit al pont del díode, ja que la tensió després del pont del díode és 1,41 vegades superior a la tensió al pont del díode. Per descomptat, degut al fet que la tensió de càrrega del pont del díode coincideix en fase amb el desguàs al corrent d’ondulació i les ondulacions de la tensió rectificada es suavitzen completament, el mesurador no tindrà en compte part de la potència de càrrega com la potència activa de la xarxa de corrent altern. Per una gran potència de càrrega, aquest circuit és inacceptable a causa de la mida dels condensadors i els elevats corrents. Però aquest esquema s’utilitza en esquemes d’alimentació per a làmpades LED amb condensador de llast. Si s’instal·la una resistència de llast en lloc d’un condensador de llast, el consum d’energia de la làmpada LED augmenta immediatament de 20 a 25 vegades a causa de les grans pèrdues en escalfar la resistència de llast. Aquest esquema només es pot utilitzar a baixes capacitats i exclusivament per convertir l’energia elèctrica en calor, per exemple, en energia càlida a la resistència interna dels LED amb l’emissió de llum.

[#12 Sergey]

Tots els comentaristes són tan intel·ligents, escriviu o copieu comentaris des de diferents llocs o llibres. Així que digueu-me, què vivim en un soterrani que hem d’estudiar els tipus d’energia nosaltres mateixos i com funciona i què paguem. Respecte a l’autor.

[#13 hàmster]

als comentaris, està escrit encara pitjor que a l'article: ningú no ho té clar

[#14 Serge]

I quin tipus de truc és aquest tipus. L’energia activa és de 53435. Reactiu consumit-7345, i reactiu alliberat-36456 i això és segons el comptador. Per què hi ha tanta diferència entre les energies reactives i és correcte que ens veiem obligats a pagar-ho

[#15 Elena Alexandrovna]

D'on has sortit aquestes fórmules ?! Potència bruta: S = arrel de (P * P + Q * Q), on P és actiu i Q és potència reactiva. Per trobar el reactiu, cal multiplicar l’actiu (que P) per un determinat coeficient (tg f), que es troba a partir de cos f segons les dades del passaport del receptor (si el necessiteu, el trobareu fàcilment). Arr ... Ara, estàs buscant informació a Internet, et trobes amb tonteries ... Reduir el poder reactiu de cap manera reduir actiu !!! Per contra, tot el poder hauria d’esforçar-se per ser actiu !!!

[#16 Vvm]

"...a teòric cos = 0, el corrent del fil es duplicarà"m ... sí!
Bé, dibuixa ja, fins i tot per tu mateix, aquest maleït cercle d’unitat i aixòfotut Creu cartesiana amb fletxes (una a la dreta, una a la part superior).