Что такое реактивная нагрузка: Теория реактивной мощности

Содержание

Реактивная мощность

Реактивная мощность представляет собой часть полной мощности, которая не производит работы, но необходима для создания электромагнитных полей в сердечниках магнитопроводов. Ее величина определяется конструктивными особенностями двигателей (оборудования), их режимами работы и характеризуется коэффициентом мощности – PF. В отечественной практике показателем реактивной мощности является значение cos (φ) и требования к нему находится в пределах 0,75 — 0,85 для нормального режима работы асинхронных двигателей, самого распространенного вида электрических машин в современной промышленности. Режимы работы электрических сетей предприятий могут значительно отличаться от этих значений. В таких случаях соотношение активных и реактивных мощностей могут измениться в худшую сторону, т.е. потребление реактивной мощности от поставщиков электроэнергии может увеличиться. Это приводит к дополнительным потерям в проводниках, вследствие увеличения тока, отклонения напряжения сети от номинального значения. В результате таких изменений параметров сети ухудшаются режимы работы как технологического (основного), так и энергетического (вспомогательного) оборудования – трансформаторов подстанций, кабелей (ускоренное старение изоляции).

Представим себе асинхронный электромотор, который работает на холостом ходу, едва не входя в синхронизм. В этом случае обмотка возбуждения имеет максимальную реактивную мощность, так как в короткозамкнутых витках ротора (беличьей клетке) практически не наводятся вихревые токи. С точки зрения источника питания эта конструкция представляет собой огромную индуктивную катушку с сотнями метров провода. На неё подается напряжение, которое не в состоянии создать электрический ток в таком количестве проводов, он, в свою очередь, и должен производить работу. В результате напряжение есть, а тока почти нет. Но этому двигателю и не нужно много энергии он работает вхолостую, преодолевая только сопротивление подшипников и вязкость воздуха. В данном случае нет синхронного воздействия на потребителя тока и напряжения.

На рисунке 1 изображен треугольник мощностей. P – активная мощность, Q – реактивная мощность, S – полная мощность, φ – сдвиг фаз между током и напряжением. Из треугольника мощностей видно, что при компенсации реактивной мощности будет снижаться и полная мощность потребляемая из сети.

Рисунок 1.

Конденсаторная установка для компенсации реактивной мощности

Как осуществляется компенсация реактивной мощности. Параллельно индуктивной нагрузке устанавливается емкостная. Напряжение не в силах быстро протолкнуть электрический ток через сотни метров проводов в статоре мотора. Но ток не будет из-за этого отставать от напряжения, он будет в это время заполнять (заряжать) батарею конденсаторов, включенную параллельно с мотором. И источник энергии не почувствует препятствия для протекания тока. Ток и напряжение для источника энергии будут работать синфазно.

Поэтому для разгрузки электрических сетей промышленных предприятий необходима компенсация реактивной мощности, т. е. оборудование, потребляющее реактивную мощность, должно быть оснащено соответствующими установками. Подключение установок компенсации реактивной мощности (КРМ, УКРМ) должно осуществляться как можно ближе к оборудованию потребителей с целью уменьшения влияния реактивных токов на силовые линии связи (кабельные и воздушные).

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:

Вводное устройство – автоматический выключатель, разъединитель предохранительный или выключатель нагрузки (при наличии еще одного вводного устройства, например, в ГРЩ).
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.
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).
Антирезонансные дроссели (реакторы) – используются для защиты от перегрузки токами конденсаторов при наличии в сети высших гармоник.
Компенсационные конденсаторы – главный компонент всей установки – емкостной элемент. Читать подробнее о применении, конструкции и монтаже низковольтных цилиндрических компенсационных конденсаторов в предыдущей статье.
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 06.08.2021 г.

Активная и реактивная мощность. За что платим и работа

Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию (работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр.).

Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу. Как понятно из вышесказанного, полная мощность – это активная и реактивная мощность в целом.

Активная и реактивная мощность

В понятиях активная и реактивная мощность сталкиваются противоречивые интересы потребителей электрической энергии и ее поставщиков. Потребителю выгодно платить только за потребленную им полезную электроэнергию, поставщику выгодно получать оплату за сумму активной и реактивной электроэнергии. Можно ли совместить эти кажущиеся противоречивыми требования? Да, если свести количество реактивной электроэнергии к нулю.

Активная мощность

Существуют потребители электроэнергии, у которых полная и активная мощности совпадают. Это потребители, у которых нагрузка представлена активными сопротивлениями (резисторами). Среди бытовых электроприборов примерами подобной нагрузки являются лампы накаливания, электроплиты, жарочные шкафы и духовки, обогреватели, утюги, паяльники и пр.

Указанная у этих приборов в паспорте, одновременно является активная и реактивная мощность . Это тот случай, когда мощность нагрузки можно определить по известной из школьного курса физики формуле, перемножив ток нагрузки на напряжение в сети. Ток измеряется в амперах (А), напряжение в вольтах (В), мощность в ваттах (Вт). Конфорка электрической плиты в сети с напряжением 220 В при токе в 4,5 А потребляет мощность 4,5 х 220 = 990 (Вт).

Реактивная мощность

Иногда, проходя по улице, можно увидеть, что стекла балконов покрыты изнутри блестящей тонкой пленкой. Эта пленка изъята из бракованных электрических конденсаторов, устанавливаемых с определенными целями на питающих мощных потребителей электрической энергии распределительных подстанциях. Конденсатор – типичный потребитель реактивной мощности. В отличие от потребителей активной мощности, где главным элементом конструкции является некий проводящий электричество материал (вольфрамовый проводник в лампах накаливания, нихромовая спираль в электроплитке и т.п.). В конденсаторе главный элемент – не проводящий электрический ток диэлектрик (тонкая полимерная пленка или пропитанная маслом бумага).

Реактивная емкостная мощность

Красивые блестящие пленки, что вы видели на балконе – это обкладки конденсатора из токопроводящего тонкого материала. Конденсатор замечателен тем, что он может накапливать электрическую энергию, а затем отдавать ее – своеобразный такой аккумулятор. Если включить конденсатор в сеть постоянного тока, он зарядится кратковременным импульсом тока, а затем ток через него протекать не будет. Вернуть конденсатор в исходное состояние можно, отключив его от источника напряжения и подключив к его обкладкам нагрузку. Некоторое время через нагрузку будет течь электрический ток, и идеальный конденсатор отдает в нагрузку ровно столько электрической энергии, сколько он получил при зарядке. Подключенная к выводам конденсатора лампочка может на короткое время вспыхнуть, электрический резистор нагреется, а неосторожного человека может «тряхнуть» или даже убить при достаточном напряжении на выводах и запасенном количестве электричества.

Интересная картина получается при подключении конденсатора к источнику переменного электрического напряжения. Поскольку у источника переменного напряжения постоянно меняются полярность и мгновенное значение напряжения (в домашней электросети по закону, близкому к синусоидальному). Конденсатор будет непрерывно заряжаться и разряжаться, через него будет непрерывно протекать переменный ток. Но этот ток не будет совпадать по фазе с напряжением источника переменного напряжения, а будет опережать его на 90°, т.е. на четверть периода.

Это приведет к тому, что суммарно половину периода переменного напряжения конденсатор потребляет энергию из сети, а половину периода отдает, при этом суммарная потребляемая активная электрическая мощность равна нулю. Но, поскольку через конденсатор течет значительный ток, который может быть измерен амперметром, принято говорить, что конденсатор – потребитель реактивной электрической мощности.

Вычисляется реактивная мощность как произведение тока на напряжение, но единица измерения уже не ватт, а вольт-ампер реактивный (ВАр). Так, через подключенный к сети 220 В частотой 50 Гц электрический конденсатор емкостью 4 мкФ течет ток порядка 0,3 А. Это означает, что конденсатор потребляет 0,3 х 220 = 66 (ВАр) реактивной мощности – сравнимо с мощностью средней лампы накаливания, но конденсатор, в отличие от лампы, при этом не светится и не нагревается.

Реактивная индуктивная мощность

Если в конденсаторе ток опережает напряжение, то существуют ли потребители, где ток отстает от напряжения? Да, и такие потребители, в отличие от емкостных потребителей, называются индуктивными, оставаясь при этом потребителями реактивной энергии. Типичная индуктивная электрическая нагрузка – катушка с определенным количеством витков хорошо проводящего провода, намотанного на замкнутый сердечник из специального магнитного материала.

На практике хорошим приближением чисто индуктивной нагрузки является работающий без нагрузки трансформатор (или стабилизатор напряжения с автотрансформатором). Хорошо сконструированный трансформатор на холостом ходу потребляет очень мало активной мощности, потребляя мощность в основном реактивную.

Реальные потребители электрической энергии и полная электрическая мощность

Из рассмотрения особенностей емкостной и индуктивной нагрузки возникает интересный вопрос – что произойдет, если емкостную и индуктивную нагрузку включить одновременно и параллельно. Ввиду их противоположной реакции на приложенное напряжение, эти две реакции начнут компенсировать друг друга. Суммарная нагрузка окажется только емкостной или индуктивной, и в некотором идеальном случае удастся добиться полной компенсации. Выглядеть это будет парадоксально – подключенные амперметры зафиксируют значительные (и равные!) токи через конденсатор и катушку индуктивности, и полное отсутствие тока в объединяющих их общей цепи. Описанная картина несколько нарушается лишь тем, что не существует идеальных конденсаторов и катушек индуктивности, но подобная идеализация помогает понять суть происходящих процессов.

Вернемся к реальным потребителям электрической энергии. В быту мы пользуемся в основном потребителями чисто активной мощности (примеры приведены выше), и смешанной активно-индуктивной. Это электродрели, перфораторы, электродвигатели холодильников, стиральных машин и прочей бытовой техники. Также к ним относятся электрические трансформаторы источников питания бытовой радиоэлектронной аппаратуры и стабилизаторов напряжения. В случае подобной смешанной нагрузки, помимо активной (полезной) мощности, нагрузка потребляет еще и реактивную мощность, в итоге полная мощность отказывается больше активной мощности. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА), и всегда представляет собой произведение тока в нагрузке на напряжение на нагрузке.

Таинственный «косинус фи»

Отношение активной мощности к полной называется в электротехнике «косинусом фи». Обозначается cos φ. Это отношение называется также и коэффициентом мощности. Нетрудно видеть, что для случая чисто активной нагрузки, где полная мощность совпадает с активной, cos φ = 1. Для случаев чисто емкостной или индуктивной нагрузок, где нулю равна активная мощность, cos φ = 0.

В случае смешанной нагрузки значение коэффициента мощности заключается в пределах от 0 до 1. Для бытовой техники обычно в диапазоне 0,5-0,9. В среднем можно считать его равным 0,7, более точное значение указывается в паспорте электроприбора.

За что платим?

И, наконец, самый интересный вопрос – за какой вид энергии платит потребитель. Исходя из того, что реактивная составляющая суммарной энергии не приносит потребителю никакой пользы, при этом долю периода реактивная энергия потребляется, а долю отдается, платить за реактивную мощность незачем. Но бес, как известно, кроется в деталях. Поскольку смешанная нагрузка увеличивает ток в сети, возникают проблемы на электростанциях, где электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами, а именно: индуктивная нагрузка «развозбуждает» генератор, и приведение его в прежнее состояние обходится в затраты уже реальной активной мощности на его «довозбуждение».

Таким образом, заставить потребителя платить за потребляемую реактивную индуктивную мощность вполне справедливо. Это побуждает потребителя компенсировать реактивную составляющую своей нагрузки, а, поскольку эта составляющая в основном индуктивная, компенсация заключается в подключении конденсаторов наперед рассчитанной емкости.

Потребитель находит возможность платить меньше

Если потребителем оплачивается отдельно потребляемая активная и реактивная мощность. Он готов идти на дополнительные затраты и устанавливать на своем предприятии батареи конденсаторов, включаемые строго по графику в зависимости от средней статистики потребления электроэнергии по часам суток.

Существует также возможность установки на предприятии специальных устройств (компенсаторов реактивной мощности), подключающих конденсаторы автоматически в зависимости от величины и характера потребляемой в данный момент мощности. Эти компенсаторы позволяют поднять значение коэффициента мощности с 0,6 до 0,97, т.е. практически до единицы.

Принято также, что если соотношение потребленной реактивной энергии и общей не превышает 0,15, то корпоративный потребитель от оплаты за реактивную энергию освобождается.

Что же касается индивидуальных потребителей, то, ввиду сравнительно невысокой потребляемой ими мощности, разделять счета на оплату потребляемой электроэнергии на активную и реактивную не принято. Бытовые однофазные счетчики электрической энергии учитывают лишь активную мощность электрической нагрузки, за нее и выставляется счет на оплату. Т.е. в настоящее время даже не существует технической возможности выставить индивидуальному потребителю счет за потребленную реактивную мощность.

Особых стимулов компенсировать индуктивную составляющую нагрузки у потребителя нет, да это и сложно осуществить технически. Постоянно подключенные конденсаторы при отключении индуктивной нагрузки будут бесполезно нагружать подводящую электропроводку. За электросчетчиком (перед счетчиком тоже, но за то потребитель не платит), что вызовет потребление активной мощности с соответствующим увеличением счета на оплату, а автоматические компенсаторы дороги и вряд ли оправдают затраты на их приобретение.

Другое дело, что производитель иногда устанавливает компенсационные конденсаторы на входе потребителей с индуктивной составляющей нагрузки. Эти конденсаторы, при правильном их подборе, несколько снизят потери энергии в подводящих проводах, при этом несколько повысив напряжение на подключенном электроприборе за счет уменьшения падения напряжения на подводящих проводах.

Но, что самое главное, компенсация реактивной энергии у каждого потребителя, от квартиры до огромного предприятия, снизит токи во всех линиях электропитания, от электростанции до квартирного щитка. За счет реактивной составляющей полного тока, что уменьшит потери энергии в линиях и повысит коэффициент полезного действия электросистем.

особенности оплаты, как найти формулу мощностей

Разбираясь в основных принципах электрики, важно понимать, что представляет собой активная и реактивная нагрузка. Первый тип энергии считается полезным и идет непосредственно на нужды потребителя, например, на обогрев здания, приготовление еды и работу электрических приборов. Вторая разновидность, реактивная, определяет ту часть энергии, которая не применяется для выполнения полезной работы.

Активная и реактивная мощность

Понятия активной и полной мощности могут иметь ряд противоречивых интересов со стороны клиентов и поставщиков. Потребитель пытается сэкономить на электроэнергии, оплачивая счета за расходуемые ресурсы, а поставщик ищет выгодные пути для получения полной суммы за оба типа энергии. Но есть ли способы совмещения таких требований? Да, ведь если свести объемы реактивной мощности к нулю, то это позволит приблизиться к максимальной экономии денежных средств.

Не секрет, что у некоторых потребителей электричества показатели полной и активной мощности сопоставимы. Связано это с тем, что они используют специальные приборы, нагрузка которых осуществляется с помощью резисторов. В их числе:

Лампы накаливания.
Электрические плиты.
Жарочные шкафы и духовки.
Обогревательное оборудование.
Утюги.
Паяльники.

Для определения мощности нагрузок можно использовать знакомую со школьных времен формулу, умножив ток нагрузки на сетевое напряжение. В таком случае будут задействованы следующие единицы измерения:

Амперы (А) — указывают на силу тока.
Вольты (В) — характеризуют текущее напряжение.
Ватты (Вт) — указывают на показатель мощности.

В последнее время все чаще можно замечать такую картину, что на застекленных балконах расположена тонкая блестящая пленка. Ее создают из бракованных конденсаторов, которые раньше использовались на распределительных подстанциях. Как известно, конденсаторы являются главными потребителями реактивной нагрузки, которые состоят из диэлектрика, не проводящего электрический ток (в качестве главного элемента задействуется полимерная пленка или бумага, обработанная маслом).

Для сравнения, у потребителей активной мощности роль главного элемента выполняет проводящий ток материал, такой как вольфрамовый проводник, нихромовая спираль и другие.

Емкостные нагрузки

Пытаясь понять, как найти реактивную мощность, необходимо разбираться в особенностях и принципе действия конденсаторов. Блестящие поверхности, которые расположены на балконе, являются обкладками конденсаторов из токопроводящего материала. Они отличаются способностью накапливать электроэнергию, а затем передавать ее для потребительских нужд. По сути, конденсаторы используются в качестве своеобразной аккумуляторной батареи.

А если присоединить конструкцию к источнику постоянного тока, это позволит зарядить ее кратковременным импульсом электротока, который со временем потеряет свою мощность. Для возвращения прежнего состояния конденсатора, достаточно отключить его от источника напряжения и подключить к обкладкам нагрузку. В течение какого-либо времени через нагрузку будет подаваться ток. В идеале, конденсатор должен отдать столько энергии, сколько он получил вначале.

Если подключить его к лампочке, это позволит ей на короткое время вспыхнуть, при этом неосторожный человек может даже получить незначительный удар током, если коснется к открытым контактам. Более того, если показатели напряжения довольно высокие, это может привести к фатальному исходу — смерти.

При присоединении конденсаторов к переменному току ситуация выглядит немного иначе. Так как источник переменного напряжения характеризуется свойством постоянно менять полярность, конденсаторный элемент будет постоянно разряжаться и заряжаться, пропуская переменный ток. Однако его значения не будут совпадать с напряжением источника, а составят на четверть периода больше.

Конечные показатели будут выглядеть следующим образом: примерно половину периода конденсатор будет получать электроэнергию от источника, а другую половину — отдавать потребителю. Это значит, что суммарный показатель активной мощности составит нулевое значение. Однако из-за того, что через конденсатор постоянно протекает значительный ток, для измерения которого используется амперметр, его относят к потребителям реактивных мощностей. Формула реактивной мощности вычисляется как произведение тока на напряжение, но в этом случае единицей измерения становится вольт-ампер реактивный (ВАр), а не Вт.

Реальные потребители

Разбираясь, как найти активную мощность, люди задумываются, что будет, если попытаться подключить емкостную и индуктивную нагрузку одновременно и параллельно. В таком случае реакция будет осуществляться противоположным образом, а конечные значения начнут компенсировать себя.

При определенных обстоятельствах можно достичь идеальной компенсации, но выглядит это парадоксально: подключенные амперметры отреагируют на значительные токи, а также их полное отсутствие. Но важно понимать, что идеальных конденсаторов не существует (то же самое касается катушек индуктивности), поэтому идеализация — это условная картина для расширенного понимания процессов.

Что касается реальной ситуации, то в бытовых условиях потребители расходуют чисто активную мощность, а также смешанную активно-индуктивную. В последнем случае основными потребителями являются такие приборы:

Электрические дрели.
Перфораторы.
Электрические двигатели.
Холодильники.
Стиральные машины.
Другая бытовая техника.

К тому же, к таким потребителям относятся электрические трансформаторы источников питания бытового оборудования и стабилизаторов напряжения. При смешанной нагрузке, кроме полезной, потребляется еще и реактивная, при этом ее значения могут превышать показатели активной мощности. В качестве единицы измерения полной мощности используется вольт-ампер.

В электротехнике присутствует такое понятие, как «косинус фи» или коэффициент мощности. Оно указывает на отношение активной мощности к реактивной. При использовании активных нагрузок, сопоставимых с реактивными, показатель cos φ равен 1. При совмещении емкостных и индуктивных нагрузок с нулевой активной мощностью значение «косинуса фи» будет составлять нулевое значение. Если речь идет о смешанных нагрузках, то коэффициент мощности будет варьироваться от 0 до 1.

Оплата электричества

Разобравшись, как найти активную и реактивную мощность, в чем может измеряться такое значение и как описать его простым языком, остается задать логичный вопрос, за что платит реальный потребитель, пользуясь электричеством. Оплачивать полную (реактивную) энергию нет смысла. Однако в этом вопросе существует множество подводных камней, которые кроются в незначительных деталях.

Как известно, смешанная нагрузка способствует повышению тока в электросети, в результате чего могут возникать разные трудности на электростанциях, где происходит выработка электричества синхронными генераторами. Дело в том, что индуктивные нагрузки вызывают «развозбуждение» генератора, а чтобы вернуть его в начальное состояние, придется потратить реальную активную энергию, то есть переплатить массу денежных средств. Есть смысл сделать реактивную мощность платной, так как это заставит клиента компенсировать полную составляющую нагрузок.

Если возникает необходимость оплачивать оба типа мощностей по отдельности, то потребитель может рассмотреть вариант монтажа специальных батарей конденсаторов, которые будут запускаться только по графику при достижении определенного уровня потребления электроэнергии. К тому же, есть возможность выполнить монтаж профессионального оборудования в виде компенсаторов реактивной энергии, которые подключают конденсаторы при росте количества потребляемой мощности. Они эффективно поднимают «косинус фи» с 0,6 до 0,97, то есть практически до отметки 1.

К тому же, согласно текущим нормам, если клиент использовал не больше 0,15 коэффициента мощности, то он освобождается от необходимости выполнять плату за полную нагрузку. Тем не менее, большинство индивидуальных потребителей используют совсем незначительный объем электричества, поэтому проводить разделение счетов на оплату двух типов энергии нецелесообразно.

К тому же, во многих зданиях установлены однофазные счетчики, которые не способны отслеживать расход реактивных электрических нагрузок, поэтому чек за электроэнергию выставляется с учетом израсходованной активной энергии.

Полезные советы

Заниматься компенсированием индуктивных нагрузок не совсем целесообразно, так как среднестатистический потребитель использует незначительное количество активной нагрузки. Да и обустройство приборов, разделяющих потоки, требует больших вложений и выглядит сложно в техническом плане.

Подключенные конденсаторы при отключении нагрузок бесполезно нагружают электропроводку. В некоторых случаях производители счетчиков оснащают их входы компенсационными конденсаторами с индуктивной нагрузкой. При правильной конфигурации такие элементы могут снизить энергопотери, а также немного поднять напряжение на приборе путем уменьшения падения напряжения на проводе подводки.

К тому же, компенсация реактивной энергии позволит снизить уровень токов по всей линии электропитания, что положительно скажется на экономии электричества и предотвратит чрезмерные энергопотери.

Реактивная мощность — это… Что такое Реактивная мощность?

Реактивная мощность: величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока (См. Переменный ток). Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз (См. Сдвиг фаз) φ между ними: Q = UI sinφ. Измеряется в Варах. Р. м. связана с полной мощностью (См. Полная мощность) S и активной мощностью (См. Активная мощность) Р соотношением: Мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности (см. Компенсирующие устройства).

Реактивная лампа
Реактивная сила

Смотреть что такое «Реактивная мощность» в других словарях:

реактивная мощность — Величина, равная при синусоидальных электрическом токе и электрическом напряжении произведению действующего значения напряжения на действующее значение тока и на синус сдвига фаз между напряжением и током двухполюсника. [ГОСТ Р 52002 2003]… … Справочник технического переводчика
РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — электр. мощность в цепи переменного тока, расходуемая на поддержание вызываемых переменным током периодических изменений: 1) магнитного поля при наличии в цепи индуктивности; 2) заряда конденсаторов при наличии конденсаторов и проводов (напр.… … Технический железнодорожный словарь
РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними: Q =… … Большой Энциклопедический словарь
РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ — величина, характеризующая скорость обмена энергией между генератором переменного тока и магнитным (млн. электрическим) полем цепи, создаваемым электротехническими устройствами (индуктивностью и ёмкостью). Р. м. возникает в цепи при наличии сдвига … Большая политехническая энциклопедия
Реактивная мощность — Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Содержание 1 Мгновенная электрическая мощность 2 Мощность постоянного тока … Википедия
реактивная мощность — 3.1.5 реактивная мощность (вар): Реактивная мощность сигналов синусоидальной формы какой либо отдельной частоты в однофазной цепи, определяемая как произведение среднеквадратических значений тока и напряжения и синуса фазового угла между ними.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
реактивная мощность — reaktyvioji galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Menamoji kompleksinės galios dalis, skaičiuojama pagal formulę Q² = S² – P²; čia Q – reaktyvioji galia, S – pilnutinė galia, P – aktyvioji galia. Matavimo vienetas –… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
реактивная мощность — reaktyvioji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. reactive power; wattless power vok. Blindleistung, f; wattlose Leistung, f rus. безваттная мощность, f; реактивная мощность, f pranc. puissance déwatée, f; puissance réactive, f … Fizikos terminų žodynas
реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока I и напряжения U на синус угла сдвига фаз между ними:… … Энциклопедический словарь
реактивная мощность — reaktyvioji galia statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. reactive power vok. Blindleistung, f; wattlose Leistung, f rus. реактивная мощность, f pranc. puissance réactive, f … Automatikos terminų žodynas

Реактивная мощность — это… Что такое Реактивная мощность?

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

Мгновенная электрическая мощность

Мгновенная электрическая мощность P (t), выделяющаяся на элементе электрической цепи — произведение мгновенных значений напряжения U (t) и силы тока I (t) на этом элементе:

Если элемент цепи — резистор c электрическим сопротивлением R, то

Мощность постоянного тока

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то среднюю мощность можно вычислить по формулам:

Мощность переменного тока

Активная мощность

Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью: . В цепях однофазного синусоидального тока , где U и I — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением . Единица активной мощности — ватт (W, Вт). Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом активной мощности является мощность, поглощаемая нагрузкой.

Реактивная мощность

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = UI sin φ. Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (var, вар). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: . Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом реактивной мощности является мощность, отраженная от нагрузки.

Необходимо отметить, что величина sinφ для значений φ от 0 до плюс 90 ° является положительной величиной. Величина sinφ для значений φ от 0 до минус 90 ° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sinφ реактивная мощность может быть отрицательной величиной. Но отрицательное значение мощности нагрузки характеризует нагрузку как генератор энергии. Активное, индуктивное, емкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии. Модуль величины Q = UI sinφ приблизительно описывает реальные процессы преобразования энергии в магнитных полях индуктивностей и в электрических полях емкостей. Применение современных электрических измерительных преобразователей на микропроцессорной технике позволяет производить более точную оценку величины энергии возвращаемой от индуктивной и емкостной нагрузки в источник переменного напряжения. Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sinφ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Полная мощность

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: , где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (VA, ВА).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:

Измерения

Литература

Бессонов Л. А. — Теоретические основы электротехники: Электрические цепи — М.: Высш. школа, 1978

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Реактивная мощность на ощупь, простым языком, без графиков | Электромозг

Сегодня я постараюсь объяснить простым языком, что же такое реактивная мощность электрической энергии.

Активная мощность

Для начала, расскажу про наиболее привычную нам активную мощность, за которую мы, собственно, и платим по счётчику. Эта мощность, потребляемая нагрузкой типа обычного сопротивления. Как правило, это все нагревательные приборы (бойлеры, обычные электроплитки, электро калориферы и т.п.). Потребляемая мощность этих приборов полностью активная. В этих приборах электрическая энергия безвозвратно и полностью преобразуется в другой вид энергии (тепловую и другие).

Активная мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).

Величина активной мощности, потребляемой такими приборами считается просто — умножением напряжения в розетке на ток, протекающей в цепи включенного нагревательного прибора:

P = U * I

Тут всё просто. Нагрузка пассивна, постоянна, никаких неожиданностей.

Замечу, что в цепях постоянного тока существует только активная мощность, поскольку значение мгновенной и средней мощности там совпадают.

Реактивная мощность

Если включить в сеть переменного тока не нагревательный прибор, а, например, электромагнит, то помимо активной, в цепи возникает реактивная энергия, которая с частотой переменного тока то потребляется прибором, то возвращается обратно в сеть. Эта энергия переносится от источника к электромагниту и обратно дважды за период, каждую четверть периода меняя направление.

Это происходит из-за того, что при потреблении электроэнергии, например, обмоткой магнита, каждый полупериод в нём происходит временное запасание энергии в магнитном поле катушки, и последующая отдача её назад, из-за чего происходит рассинхронизация синусоид величин напряжения и тока в сети.

Изменения тока в цепи отстаёт от соответствующих синусоидальных изменений напряжения. Такое поведение присуще любой т.н. индуктивной нагрузке (трансформаторы, электродвигатели, дроссели, электромагниты).

Помимо индуктивной нагрузки существует емкостная (различные электронные устройства с конденсаторами, как накопителями энергии, например, в импульсном блоке питания), в которой ток, наоборот, опережает напряжение за счёт временного накопления энергии конденсаторами и последующей отдачи её назад. И в том и в другом случае в цепи помимо активной возникает реактивная энергия.

Вред реактивной энергии в электроэнергетике очевиден — она никак не используется, но шляется туда-сюда по проводам, дополнительно нагружая их. Кроме того, при таком «шлянии» эта энергия ещё и частично теряется, преобразуясь в активную энергию при нагреве проводов. Однако в радиотехнике реактивная мощность может быть и полезной (например, в колебательных контурах).

Реактивная мощность обозначается буквой Q и измеряется в вольт-амперах реактивных (вар).

Для вычисления доли реактивной мощности применяется формула:

Q = U * I * sin φ, где:
sin φ — коэффициент мощности, показывающий, какую долю полной мощности составляет реактивная мощность.

Для вычисления активной мощности в сетях с реактивной составляющей применяется формула:

P = U * I * cos φ, где:
cos φ — коэффициент мощности, показывающий, какую долю полной мощности составляет активная мощность.

Коэффициенты мощностей разных приборов обычно указываются в паспортах на них.

Неактивная мощность

Неактивная мощность (пассивная мощность) — это вся мощность кроме активной, т.е. как реактивная мощность, так и мощность любых нелинейных искажений синусоиды, в том числе и мощность колебаний в колебаниях (высших гармоник).

Неактивная мощность обозначается буквой N и измеряется в вольт-амперах реактивных (вар).

Нелинейные искажения могут быть вызваны такой нелинейной нагрузкой, как, например, импульсные блоки питания без корректора коэффициента мощности.

Полная мощность

Полная мощность — эта вся мощность, и активная и неактивная.

Полная мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА).

Полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощности:

S = √(P² + N²)

В случае линейной (равномерной на протяжении периода) нагрузки полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощности. В этом случае неактивная мощность полностью состоит из реактивной составляющей.

S = √(P² + Q²)

То есть, полная мощность получается не лобовым сложением активной и неактивной частей, а по закону прямоугольного треугольника:

Надеюсь, я немного прояснил данный вопрос.

Если тема всё ещё непонятна, почитайте мою новую статью, где я более тщательно расписал физику процесса.

Ставьте лайки, если статья понравилось. Пишите комментарии.

Делитесь также этой статьёй в социальных сетях (соответствующие кнопочки рядом со статьёй в наличии) и, конечно, подписывайтесь на мой канал! Жду ваших отзывов! Удачи!

Resistive vs Reactive — Причины выбрать Reactive

Полнофункциональные системы резервного копирования остаются критически важными для успеха бизнеса. В случае неожиданного отключения электроэнергии вам необходимо знать, что ваша работа будет продолжаться без сбоев.

Однако многие руководители предприятий не понимают, с какими рисками они на самом деле сталкиваются при использовании своих систем резервного копирования. Хотя вы можете проводить регулярные испытания их оборудования, ваша работа может быть недостаточно защищена. Слишком часто менеджеры предприятий проводят тесты исключительно на покомпонентной основе и отказываются от общесистемного тестирования.Невозможность протестировать всю систему может скрыть недостатки системы.

Используя решения для тестирования банка нагрузки, вы можете подтвердить работоспособность, моделируя реальные сценарии. Тестирование под нагрузкой подтверждает эксплуатационные характеристики электрических и механических систем, включая генераторы, оборудование источников бесперебойного питания (ИБП), блоки распределения питания (PDU), резервные батареи и системы охлаждения. Менеджеры объектов обычно проводят нагрузочные испытания во время ввода объекта в эксплуатацию, установки нового оборудования и в рамках программы профилактического обслуживания.

Тестирование банка нагрузки выявляет проблемы в контролируемой ситуации до фактического отключения электроэнергии. Предоставляя единственный способ проверить работоспособность системы, тестирование банка нагрузки повышает надежность вашей работы и сводит к минимуму риски, связанные с неожиданным отключением питания.

Типы решений для тестирования банка нагрузки

Доступные в различных размерах и конфигурациях, банки нагрузки измеряют коммерческие нагрузки. Обычно эти нагрузки состоят из комбинации двигателей, отопления, трансформаторов и освещения.

Существуют три основных решения для тестирования группы нагрузок: резистивная, реактивная и резистивная / реактивная:

Активные банки нагрузки – Наиболее распространенный тип резистивных групп нагрузки имитирует рабочую нагрузку, которую источник питания будет видеть при фактическом использовании. Они преобразуют электрическую энергию (ток) в тепло с помощью силовых резисторов и рассеивают тепло с помощью воздуха или воды. Примеры резистивных нагрузок включают лампы накаливания и устройства с нагревательными элементами, такие как обогреватели и горячие плиты.

Банки реактивной нагрузки — Эти решения используются для моделирования систем, на которые воздействуют электродвигатели или другие электромагнитные устройства в электросети. Как правило, оборудование, требующее компенсации реактивной мощности, — это устройства с моторным приводом, трансформаторы и конденсаторы.

Банки реактивной нагрузки могут моделировать индуктивную или емкостную нагрузку в зависимости от типа нагрузки, ожидаемой в энергосистеме. Реактивная / индуктивная нагрузка преобразует ток в магнитное поле.Он сопротивляется изменению напряжения, заставляя ток в цепи опережать напряжение. Примеры устройств, создающих реактивную / индуктивную нагрузку, включают двигатели, трансформаторы и дроссели.

Реактивная / емкостная нагрузка заряжает и высвобождает энергию. Он сопротивляется изменению напряжения, заставляя ток в цепи опережать напряжение. Тестирование реактивной / емкостной нагрузки часто проводится в телекоммуникационных, солнечных, производственных и горнодобывающих отраслях.

Банки резистивной / реактивной нагрузки – Эти решения объединяют в себе резистивные и реактивные элементы в одном пакете банков нагрузки.Резистивные / реактивные нагрузки могут имитировать нагрузки двигателей и электромагнитные устройства в энергосистеме, а также обеспечивать чисто резистивные нагрузки, позволяя установить определенный коэффициент мощности.

Группы резистивной / реактивной нагрузки используются для тестирования турбин, распределительных устройств, роторных ИБП, генераторов и систем ИБП. Их также можно использовать для комплексного тестирования систем защиты подстанций и солнечных инверторов.

Недостатки резистивного нагрузочного тестирования

Аварийное производство электроэнергии представляет собой сложную систему, состоящую из множества различных частей.И любая отдельная часть может выйти из строя в любой момент. Помимо тестирования отдельных компонентов, вам необходимо убедиться, что вся ваша система функционирует должным образом.

Однако многие руководители предприятий пропускают общесистемное тестирование из-за сложности, ограничений по времени и стоимости. Вместо этого они часто используют банк резистивных нагрузок для тестирования только двигателя генератора, который не может имитировать реальные условия.

Кроме того, резистивные нагрузки составляют лишь небольшую часть от общего энергопотребления объекта.Тестирование только резистивных нагрузок не определит, насколько хорошо ваша система будет работать во время аварийного отключения электроэнергии. Проведение полного теста системы, имитирующего реальную нагрузку, — единственный способ убедиться, что все отдельные компоненты будут работать вместе в гармонии.

Обоснование решений банка с реактивной нагрузкой

Решения с реактивной нагрузкой моделируют системы, на которые воздействуют электродвигатели или другие электромагнитные устройства в сети. А комбинированные блоки резистивной / реактивной нагрузки могут тестировать всю систему генератора при ее номинальном коэффициенте мощности.В отличие от резистивного тестирования, резистивный / реактивный тест может предсказать ожидаемые отказы нескольких компонентов, составляющих всю систему.

Тестирование только резистивным питанием не может создать условия, возникающие при сбое в реальном электроснабжении. Только правильно настроенный тест резистивной / реактивной нагрузки обеспечит работу всей системы на приемлемом уровне во время аварийной ситуации.

Правильное общесистемное тестирование резистивной / реактивной нагрузки помогает выявить слабые места в вашей системе выработки электроэнергии и предотвратить непредвиденные сбои во время аварийных ситуаций.Понимание того, какие решения для нагрузочного тестирования развернуть и как проводить эффективное тестирование, поможет снизить риски, связанные с неожиданными отключениями электроэнергии.

Загрузите электронную книгу для получения дополнительной информации…

Для более подробного обсуждения тестирования резистивной и реактивной нагрузок загрузите последнюю электронную книгу ComRent сегодня. В этом ресурсе обсуждается важность использования тестирования банка нагрузки для всей системы аварийного производства электроэнергии. В нем будет представлен обзор тестирования банка нагрузки, объяснены различные типы банков нагрузки и описаны наиболее выгодные решения банка нагрузки для большинства приложений.

Команда экспертов ComRent готова помочь обеспечить успешное соединение вашей системы. Мы предлагаем бесплатную консультацию по рассмотрению вашего проекта и предложению правильного решения для банка нагрузки для вашего приложения. Свяжитесь с нами сегодня по телефону 888-881-7118 или посетите наш веб-сайт для получения дополнительной информации о тестировании банка нагрузки.

Банк резистивной реактивной нагрузки | ASCO Power Technologies

Большинство генераторных установок спроектированы и указаны с коэффициентом мощности 0,8, поэтому двигатель не может обеспечить полную мощность в кВА при единичном коэффициенте мощности.Например, генераторная установка мощностью 500 кВА с коэффициентом мощности 0,8 сможет выдавать только 400 кВт на чисто резистивную нагрузку. Испытание с использованием только резистивной нагрузки обычно приводит к испытанию при полной нагрузке первичного двигателя (т. Е. Двигателя), но не генератора переменного тока, который будет проверен только на 80% его номинального тока. Это означает, что генератор переменного тока и его система управления не испытываются до их номинального предела.

Нагрузка с коэффициентом мощности, отличным от единицы, влияет на реакцию генератора переменного тока на нагрузку, поскольку при индуктивных нагрузках ток нагрузки не точно совпадает по фазе с выходным напряжением.Поле в магнитной цепи генератора переменного тока искажается, и автоматический регулятор напряжения (АРН) и цепь возбуждения должны обеспечивать более высокий ток для поддержания установленного выходного напряжения. Таким образом, относительные потери в генераторе увеличиваются при работе с коэффициентом мощности, отличным от единицы, что приводит к большему рассеиванию тепла в пластинах и обмотках генератора. Однако тот же самый генератор будет работать значительно холоднее, если генераторную установку испытывают только при единичном коэффициенте мощности.Это связано с тем, что ток ниже и точно совпадает по фазе с напряжением (т. Е. С единичным коэффициентом мощности). Таким образом, тепловые характеристики генераторной установки в целом не будут проверяться, как если бы была применена нагрузка с номинальным коэффициентом мощности, отличным от единицы.

Многие инженеры, тестирующие генераторные установки, считают, что это не очень важно, поскольку обычно генератор имеет проверенную конструкцию. Их основная задача — доказать, что первичный двигатель находится в исправном состоянии и способен принимать нагрузку без нестабильности или даже остановки.Нет сомнений в том, что резистивные тесты действительно дают ценные и полезные данные, но они не могут дать полную картину. Электрические части генераторной установки, генератор переменного тока и вспомогательные компоненты, такие как автоматические выключатели, датчики тока, соединения и проводка, измерители и контрольно-измерительные приборы, явно не испытываются на пределе своих возможностей, когда выполняется только резистивное испытание.

Когда профессиональные инженеры и консультанты участвуют в определении системы резервного питания для проекта, они указывают, что генераторная установка проверяется на соответствие применимым стандартам и номинальным характеристикам, указанным на паспортной табличке.Это означает испытание на отсутствие единицы или резистивную / индуктивную нагрузку. ISO 8528 указывает, что в отчетах об испытаниях следует указывать, проводились ли испытания при коэффициенте мощности, отличном от номинального. Обычно это означает, что тесты, проведенные с чисто резистивной нагрузкой, можно считать неполными.

Различия между тестированием реактивной и резистивной нагрузок

Написано Китом 26 июля 2019 г.

Существует много различий между тестированием реактивной и резистивной нагрузки.Крайне важно понять это до планирования обслуживания банка нагрузки генератора. При проведении испытаний важно, чтобы они соответствовали Кодексу 110 NFPA и любым применимым требованиям, установленным производителем. Регулярные испытания необходимы, поскольку генераторы могут простаивать в течение длительного времени, и они нечасто переносят большие нагрузки.

Тестирование банка резистивной нагрузки

Тестирование банка резистивной нагрузки определяет, способен ли генератор вырабатывать 100% мощности при коэффициенте мощности 1.0. Эти тесты постепенно увеличивают нагрузку на генератор в течение периода тестирования. Тест определяет выработку электроэнергии при полной номинальной мощности агрегата и правильность отвода выхлопных газов и тепла от двигателя через систему охлаждения двигателя. Кроме того, резистивные испытания подтверждают, что генератор будет работать при полной нагрузке без перегрева или внезапного отказа. Наконец, тестирование включает в себя проверку критических систем, включая масло, топливо и другие важные компоненты. Это помогает выявить потенциальные проблемные области в строго контролируемых условиях.

Тестирование банка резистивной нагрузки имеет ограниченное применение для аварийных приложений. Испытания оставляют объекты незащищенными, если один из компонентов системы дает сбой. Если что-то пойдет не так, это может привести к полному отказу генератора, чего нельзя предсказать с помощью резистивного теста.

Тестирование банка реактивной нагрузки

Тестирование банка реактивной нагрузки имитирует реальные сценарии, с которыми может столкнуться ваш генератор. Это более сложный и требует больше времени для завершения, чем тест резистивной нагрузки.Тестирование реактивной батареи может моделировать индуктивные или емкостные нагрузки и проверять работу генератора, распределение KVAR и переходные характеристики. Реактивное тестирование идеально подходит для использования, когда генератор подает питание на моторное оборудование, трансформаторы и конденсаторы. Во время испытания нагрузка преобразует ток в магнитное поле, которое можно измерить. Нагрузка сопротивляется изменению напряжения, которое, в свою очередь, заставляет ток в цепи опережать напряжение.

Лучшее из двух

У обоих типов тестирования есть свои преимущества и недостатки.Вот почему многие руководители предприятий предпочитают использовать тестирование банка резистивной / реактивной нагрузки, особенно когда система является параллельной системой. Эти тесты позволяют определить, может ли генератор обеспечить номинальный коэффициент мощности и есть ли какие-либо отложенные отказы, которые необходимо устранить и устранить. Эти тесты являются более комплексными, чем одно только реактивное или резистивное тестирование, они дают наиболее четкую картину функций и возможностей генератора.

Gen-Tech предлагает надежный сервис банка нагрузки генератора, на который вы можете положиться.Мы рекомендуем вам связаться с нами по телефону (800) 625-8324, чтобы обсудить ваши потребности в тестировании с нашими квалифицированными специалистами. Мы рады помочь вам запланировать и провести следующий тест банка нагрузки.

Размещено под: обслуживание банка нагрузки генератора

Что такое реактивная мощность? — Определение из Техопедии

Что означает реактивная мощность?

В системах электрических сетей реактивная мощность — это мощность, которая течет обратно от пункта назначения к сети в сценарии переменного тока.

В системе постоянного тока напряжение и нагрузка статичны, и, проще говоря, направление энергии «одностороннее», но в переменном токе есть разные фазы, связанные с элементами системы, такими как конденсаторы. и индукторы.

Реактивная мощность возвращает энергию обратно в сеть во время пассивных фаз.

Реактивная мощность также известна как фантомное питание.

Techopedia объясняет реактивную мощность

Другой способ объяснить это состоит в том, что реактивная мощность — это результирующая мощность в ваттах цепи переменного тока, когда форма волны тока не совпадает по фазе с формой волны напряжения, обычно на 90 градусов, если нагрузка является чисто реактивной, и является результатом емкостных или индуктивных нагрузок.

Фактическая работа выполняется только тогда, когда ток находится в фазе с напряжением, например, в резистивных нагрузках. Примером может служить лампа накаливания; в реактивной нагрузке энергия течет к нагрузке половину времени, тогда как в другой половине мощность течет от нее, что создает иллюзию, что нагрузка не рассеивает и не потребляет мощность.

Три вида мощности

Реактивная мощность — это один из трех типов мощности, присутствующих в нагруженных цепях.

Истинная мощность

Фактическая мощность в ваттах, рассеиваемая схемой

Реактивная мощность

Рассеиваемая мощность от индуктивных и емкостных нагрузок, измеренная в вольт-амперах реактивной (VAR)

Полная мощность

Комбинация измерения реактивной и истинной мощности в вольт-амперах (ВА)

Реактивная мощность также называется «фантомной мощностью», потому что неясно, куда она уходит.Общеизвестно, что реактивные нагрузки, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, на самом деле не рассеивают мощность в том смысле, что она не используется для их питания, но измерение напряжения и тока вокруг них указывает на то, что они падают напряжение и потребляют ток.

Мощность, рассеиваемая при этом падении напряжения и потребляемом токе, находится в форме тепла или ненужной энергии и не выполняется как фактическая работа; поэтому инженеры искали способы уменьшить это. Из-за этого фантомного питания проводники и генераторы должны иметь соответствующий номинал и размер, чтобы выдерживать полный ток, включая отходы, а не только ток, который выполняет фактическую работу.

Маятник часов

Некоторые эксперты в области энергетики говорят о реактивной мощности как части движения конденсатора, которое напоминает движение маятника часов от зенита до надира. По этой аналогии, когда маятник качается вверх, переменный ток подает активную мощность на устройство назначения. По мере того, как маятник движется вниз, реактивная мощность возвращается в сеть для поглощения.

В таких определениях эксперты сказали бы, что реактивная энергия — это энергия, циркулирующая взад и вперед между источником и нагрузкой, а именно, что реактивная мощность «исчезает» обратно к источнику.В некотором смысле это связано с задержкой между током и напряжением. Помимо конденсаторов, статические компенсаторы VAr и синхронные конденсаторы могут использоваться для управления реактивной мощностью в системе.

Ключевым моментом является размещение оборудования реактивного тока рядом с силовыми нагрузками. Это уменьшает количество реактивного тока, который система доставки должна переносить на определенное расстояние.

Реактивная мощность в сети

Чтобы справиться с реалиями переменного тока и изменения путей передачи энергии, проектировщики обязательно принимают меры по контролю напряжения.Эксперты в области энергетики отмечают, что даже 5% -ное изменение напряжения в данной системе может вызвать отключение электроэнергии и другие проблемы.

С этой целью многие элементы электрической системы, такие как трансформаторы, могут переключаться с подачи на поглощение реактивной мощности по фазам. Но те, кто близок к отрасли, подчеркивают, что это станет еще более важным, когда мы переведем части американской электросети на возобновляемые источники энергии.

Реактивная мощность и возобновляемые источники энергии

Реактивная мощность также очень важна в контексте меняющихся энергосистем.

По многим важным причинам возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, заменяют традиционные источники энергии, такие как уголь и природный газ. Но это может иметь разветвления для электросети в целом.

«Всплеск возобновляемых источников энергии в сети без достаточной вращающейся массы может вызвать серьезные проблемы: отключение электроэнергии в определенных областях, чтобы привести спрос в соответствие с предложением; и отключение крупных электростанций от сети, чтобы предотвратить их перегрузку », — пишет Арчи Робб из Renewable Energy World, описывая принцип« инерции сети »и то, как это применимо к управлению реактивной мощностью в системе, которая переходит на возобновляемые источники энергии. строить.

Поскольку возобновляемые источники энергии поставляют энергию в сеть по-разному, возникнет потребность в микроуправлении активной мощностью и реактивной мощностью соответственно.

Разница между резистивной и реактивной нагрузками

Ламповые усилители подобны святому Граалю рок-тона. Независимо от того, насколько прогрессивные технологии и дали нам множество новых игрушек, с которыми можно поиграть, ничто не заменит хороший ламповый усилитель. Но нельзя сказать, что у них есть свои недостатки. Несмотря на то, что они преуспевают в звуке, они могут быть хрупкими машинами.Например, если вы будете использовать усилитель без динамика (например, при записи через компьютерный интерфейс), это, скорее всего, приведет к его повреждению.

Важность нагрузки

Для правильной работы усилителю необходима «нагрузка», чтобы знать, куда направить мощность. Обычно динамик действует как нагрузка, используя мощность, генерируемую усилителем, и рассеивая ее как звук. Но если вы хотите использовать свой усилитель без динамиков? Вот тут-то и пригодятся грузовые боксы.Эти устройства работают, давая вашему усилителю «фиктивную нагрузку», давая всю эту мощность куда-нибудь, позволяя вам безопасно использовать ваш усилитель множеством способов без динамиков. Вы также можете думать о них как о простых аттенюаторах, которые понижают выход вашего усилителя до линейного уровня.

Реактивные VS резистивные нагрузки

Существует два основных типа нагрузок: резистивная и реактивная. Из этих двух резистивных нагрузок гораздо чаще. Ящики резистивной нагрузки состоят из резисторов, которые принимают мощность, выдаваемую усилителем, и выделяют ее в виде тепла.Они просты по конструкции и, следовательно, обычно менее дороги, многие из которых представлены в виде DI Box .

Ящики реактивной нагрузки

, с другой стороны, немного сложнее. Они содержат систему конденсаторов и резисторов, которые предназначены для имитации кривой импеданса динамика. Естественно, это делает их, как правило, более дорогими, чем системы с резистивной нагрузкой, но многие игроки утверждают, что использование реактивных нагрузок дает результаты, близкие к усилию, толкающему динамик, что оправдывает дополнительные расходы. Suhr Reactive Load — хороший пример популярного варианта.

Видео предоставлено Suhr

Поскольку громкоговорители усилителя являются неотъемлемой частью звука игрока, многие грузовые боксы поставляются со встроенными имитаторами громкоговорителей. Для тех, кто этого не делает, вы всегда можете выполнить сопряжение с внешним симулятором аналогового динамика, таким как Radial JDX Direct-Drive . Если вы записываете в программе DAW, должно быть доступно несколько плагинов, которые впечатляюще близки к имитации звука не только динамиков, но и конкретных комбинаций динамиков и микрофонов.

Что лучше всего подходит для вас

Итак, что лучше для вас? И резистивные, и реактивные нагрузки безопасны в использовании и могут обеспечить отличные результаты, поэтому многое зависит от ваших конкретных потребностей, типа используемого усилителя, приложения, вашего бюджета и многого другого. Надеюсь, эта статья пролила некоторый свет на важность нагрузок и различия между резистивными и реактивными системами.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно покупки упомянутых выше продуктов или любого другого оборудования, не стесняйтесь общаться с одним из наших полезных профессионалов PAL, используя диалоговое окно «Свяжитесь с нами» ниже!

Ваша очередь выключить звук!

С учетом стоимости и характеристик, какой из двух типов нагрузок вы бы предпочли?

Дайте нам знать в разделе комментариев ниже!

Другие истории, которые могут вас заинтересовать:

ламповых комбоусилителей Great Tube до 600 долларов [/ caption] Тональные характеристики четырех обычных ламп [/ caption] Описание переключателя режима ожидания лампового усилителя [/ caption] Тестирование банка резистивной и реактивной нагрузки

Большинство производителей генераторов испытывают нагрузку на генераторы как часть производственного процесса.Отгрузка, установка и проектирование установки (включая параллельную работу аварийных генераторов) могут вызвать незапланированные проблемы с оборудованием. Чтобы гарантировать подачу питания от генератора в случае отключения электроэнергии от электросети, рекомендуется выполнить нагрузочное испытание генератора.

При тестировании конфигурации аварийного генератора тестируются системы управления двигателем, генератором и генератором.

Тестеры банка нагрузки могут использоваться вместо нагрузки оборудования. Это устройство развивает электрическую нагрузку на генератор.Банки нагрузки можно определить как устройство, представляющее нагрузку на генератор. Резистивный и реактивный — это два стиля доступных систем тестирования нагрузки.

Тестирование банка резистивной нагрузки Тестеры банка резистивной нагрузки являются наиболее распространенным типом тестеров банка нагрузки двух типов. Нагрузка резистивного блока нагрузки создается преобразованием электрической энергии в тепло с использованием резисторов большой мощности (часто используется конфигурация сеточного резистора).Резистивная нагрузка имитирует такие нагрузки, как:

Освещение
Лампы накаливания
Нагревательные элементы, такие как обогреватели или конфорки.

Тестер банка нагрузки подключается непосредственно к выходу генератора. Оператор увеличивает резистивную нагрузку, активируя ступенчатые переключатели нагрузки, пока первичный двигатель не выйдет на полную мощность. Примеры протестированных генераторных систем:

Жалюзи корпуса — открываются, когда температура корпуса достигает номинальной.
Топливная система двигателя — Обеспечивает работу топливной системы двигателя при полной загрузке.
Система охлаждения двигателя — температуру охлаждающей жидкости можно контролировать при реальной нагрузке генератора.
Система воздухозаборника двигателя — обеспечивает надлежащую подачу воздуха в систему забора воздуха (могут быть включены жалюзи).

Тестирование банка реактивной нагрузки

Тестеры банка реактивной нагрузки используются для проверки двигателя-генератора при его номинальном коэффициенте мощности.Коэффициент мощности — это показатель того, насколько эффективно нагрузка (ток) преобразуется в полезную работу. Это хороший индикатор влияния нагрузки (тока) на КПД генератора.

Обычно используются следующие конструкции тестеров:

Резистор — резисторы соединены группами. На каждый банк подается питание, чтобы моделировать линейную нагрузку на генератор.
Индуктивный — Основным компонентом этого тестера является реактивный элемент с железным сердечником.При использовании вместе с тестером резистивной нагрузки создает нагрузку с запаздывающим коэффициентом мощности (ток не совпадает по фазе с напряжением). Используется для нагрузок, состоящих из освещения, отопления, двигателей, трансформаторов и т. Д.
Емкостный — основным компонентом этого тестера является конденсаторная батарея. Принцип работы аналогичен индуктивной системе. Диэлектрический материал в конденсаторах изменяет коэффициент мощности до опережающего коэффициента мощности. Нагрузка, обеспечиваемая этим устройством, имитирует электронные или нелинейные нагрузки, типичные для телекоммуникаций, компьютеров или ИБП (источников бесперебойного питания).
— полностью программируемый, с воздушным или водяным охлаждением. Эти тестеры используются для моделирования твердотельной нагрузки и обеспечения постоянной мощности для прецизионных испытаний.

>> Вернуться к статьям и информации <<

Реактивная мощность — Continental Control Systems, LLC

Обзор

Реактивная мощность ( Q ) — это мнимая (не действительная) мощность от индуктивных нагрузок, таких как двигатель или емкостные нагрузки (реже).Обычно он измеряется в единицах VAR (реактивные вольт-амперы). Иногда реактивная мощность указывается в ваттах; это не совсем правильно, но не все устройства или программное обеспечение предлагают единицы VAR. Если реактивная мощность указывается в ваттах, преобразование из ватт в переменные происходит однозначно. Реактивная мощность НЕ включается в измерения реальной или активной мощности и энергии счетчиков WattNode. Измерители WattNode, которые сообщают о реактивной мощности, измеряют «основную реактивную мощность», которая не включает реактивные гармоники.

Положительная реактивная мощность возникает из-за индуктивных нагрузок, таких как двигатели и трансформаторы (особенно при малых нагрузках).
Отрицательная реактивная мощность вызвана емкостными нагрузками. Сюда могут входить пускорегулирующие аппараты, приводы с регулируемой скоростью для двигателей, компьютерное оборудование и инверторы (особенно в режиме ожидания).

Примечание: некоторые производители используют противоположные знаки и рассматривают отрицательную реактивную мощность как индуктивную.

См. Также

Определения

«… в научном сообществе нет единого мнения о концепции реактивной мощности в несинусоидальных условиях.Фактически, при наличии гармоник в напряжениях и / или токах обычное определение реактивной мощности больше не имеет смысла. ”—Антонио Каталиотти, Транзакции IEEE о доставке электроэнергии, т. 23, нет. 3 июля 2008 г.

Существует множество конкурирующих определений реактивной мощности, включая следующие (названные в честь первоначальных авторов):

Будяну
Фрайз
Кастерс и Мур
Пастух и Закихани
Шарон / Чарнецкий
Рабочая группа IEEE
(из статьи в Википедии о вольт-амперной реактивности) VAR — это произведение среднеквадратичного напряжения и тока или полной мощности, умноженное на синус фазового угла между напряжением и током.

Реактивная мощность различных нагрузок

Двигатель (без преобразователя частоты): реактивная мощность будет положительной и будет варьироваться от примерно такой же, как реальная мощность для полностью загруженного двигателя, до нескольких значений реальной мощности для слегка нагруженного двигателя. Коэффициент мощности асинхронного двигателя варьируется в зависимости от нагрузки:

Нагрузка двигателя,%	Коэффициент мощности
0	0.17
25	0,55
50	0,73
75	0,80
100	0,85

Двигатель (с VSD): реактивная мощность будет небольшой и обычно отрицательной. Коэффициент смещения мощности обычно составляет 0,9 или выше.
Люминесцентные лампы: коэффициент мощности старых светильников с магнитными балластами может варьироваться от 0.38 до 0,58. Современные электронные балласты с коррекцией коэффициента мощности могут превышать 0,98.
Газоразрядные лампы: с магнитными балластами могут иметь диапазон от 0,4 до 0,6, а электронные балласты с коррекцией коэффициента мощности могут превышать 0,95.
Лампы накаливания: реактивная мощность составляет примерно –10% от реальной мощности, в результате чего коэффициент мощности составляет около 0,995.
No related posts.

Разное