Единица измерения активной мощности электрической цепи. Что такое активная и реактивная электроэнергия? Смотреть что такое "Реактивная мощность" в других словарях

Окна и двери
30.01.2019

В цепях переменного тока различают три вида мощностей: активную Р, реактивную Q и полную S.

Активная мощность вычисляется по формуле:

Активную мощность потребляет резистивный элемент. Единица

измерения активной мощности называется Ватт (Вт), производная единица – килоВатт (кВт), равная 10 3 Вт.

Реактивная мощность вычисляется по формуле:

И может быть выражен как энергетический треугольник или в отношениях Пифагора. Видимая мощность - это мощность, подаваемая на схему. Видимая мощность - это векторная сумма активной и реактивной мощности. Активная - или реальная или истинная - мощность - это мощность, которая используется для работы с нагрузкой.

Учет реактивной электроэнергии для предприятий

Активная мощность измеряется в ваттах и ​​является силой, потребляемой электрическим сопротивлением системы, выполняющей полезную работу. Реактивная мощность - это мощность, не используемая для работы с нагрузкой. Реактивная мощность, требуемая индуктивными нагрузками, увеличивает количество видимой мощности, измеренной в усилителях киловольт, в распределительных системах.

Реактивная мощность потребляется идеальным индуктивным и

емкостным элементами. Единица измерения реактивной мощности называется Вольт-Ампер реактивный (Вар), производная единица – килоВАр (кВАр), равная 10 3 ВАр.

Полная мощность потребляется полным сопротивлением и обозначается буквой S:

Единица измерения полной мощности называется ВА (Вольт-Ампер), производная единица – килоВольт-Ампер (кВА), равная 10 3 ВА.

Коэффициент мощности - это показатель того, какая часть электрического тока, подаваемого из сетки, фактически используется для обеспечения полезной работы, такой как отопление, освещение и токарные электродвигатели на вашем сайте. Это не означает энергоэффективность, как иногда полагают, а скорее эффективность использования системы распределения электроэнергии, не создавая ненужной дополнительной нагрузки на нее.

Это связано с тем, что большинство промышленного и промышленного освещения, а также электродвигатели, которые питают вентиляторы, кондиционеры и большинство промышленных процессов, фактически потребляют две разные формы мощности. Наиболее известная из них - «активная» мощность, измеренная в киловаттах, которая взимается от продавца электроэнергии как общее количество энергии, потребляемой каждый месяц. Эта активная мощность генерируется на электростанции, и это то, что на самом деле происходит в создании тепла и света, и превращение двигателей, которые питают большинство машин.

По сути, размерность у всех выше перечисленных единиц измерения одинакова – . Разные название этих единиц нужны, чтобы различать эти виды мощности.

Проявляются различные виды мощности по-разному. Активная мощность необратимо преобразуется в другие виды мощности (например, тепловую, механическую). Реактивная мощность обратимо циркулирует в электрических цепях: энергия электрического поля конденсатора преобразуется в энергию магнитного поля, и наоборот. «Извлечь» реактивную мощность с «пользой для дела» невозможно.

Другой тип мощности известен как «реактивная» мощность и гораздо менее известен, поскольку в большинстве случаев он исторически игнорировался и до сих пор не измеряется или не наказывается для большинства более мелких пользователей энергии, таких как жилые соединения. Реактивная мощность, измеренная в реакторах «киловольт-ампер», используется в основном индуктивными нагрузками с электрическими обмотками, которые включают в себя электродвигатели и магнитобалластическое освещение, используемые в большинстве коммерческих и промышленных установок.

Из формул (2.19) – (2.21) следует, что между активной, реактивной и полной мощностью имеет место соотношение:

Соотношение между P, Q и S можно интерпретировать как соотношение сторон прямоугольного треугольника (вспомните треугольник сопротивлений, треугольник напряжений – все эти треугольники подобны).


Из рис. 2.10 видно, что cosφ = (2.24)

Эти обмотки создают электромагнитное поле, которое поддерживается постоянным вытягиванием реактивной мощности, даже если в процессе не потребляется никакой реальной энергии. Поскольку как активная, так и реактивная мощность потребляют электрический ток, они увеличивают нагрузку на систему питания. Общая загрузка представляет собой комбинацию обеих форм мощности, как показано ниже в Энергетическом треугольнике. «Явная» мощность представляет собой общую нагрузку на систему питания, и это то, что распределители электроэнергии должны иметь размеры для оборудования, такого как трансформаторы и кабели, которые могут обрабатываться.

Отсюда вытекает определение одной из основных характеристик цепей переменного тока – коэффициента мощности. Специального обозначения он не получил.

Коэффициент мощности показывает, какую долю полной мощности составляет активная мощность.

Желательно, чтобы коэ ффициент мощности цепи был как можно больше, т.е. приближался к 1. Реально предприятия электрических сетей устанавливают такое ограничение для промышленных предприятий: соs φ = (0,92…..0,95). Достигать значений соs φ >0,95 рискованно, так как разность фаз φ при этом может скачком перейти от положительных значений к отрицательным, что вредно для э лектрооборудования. Если соsφ < 0,92, предприятия подвергаются штрафу.

«Коэффициент мощности» - это отношение активной мощности к полной мощности, то есть доля электрического тока, наносимого участком, который фактически выполняет полезную работу. Если бы не было реактивной мощности, активная мощность и кажущаяся мощность были бы одинаковыми, что обеспечивало бы коэффициент мощности более низкого коэффициента мощности, что означает большую нагрузку на систему питания для того же объема полезной мощности.

Расходы на распределение электроэнергии обычно составляют 25-50% от общих затрат на электроэнергию на сайт, и многие из этих сборов основаны на максимальном спросе на кажущуюся мощность, поскольку именно это определяет, сколько нагрузки размещено в сети. Следовательно, плохой коэффициент мощности будет значительно увеличивать эти расходы, даже если это не очевидно из рассмотрения счетов-фактур.

Если коэ ффициент мощности оказывается мал, его необходимо повышать. График функции соs φ имеет вид монотонно убывающей функции в интервале от 0 0 до 90 0 . Следовательно, увеличить соsφ – значит уменьшить разность фаз , то есть уменьшить (Х L -Х С).

Если влиять на (Х L -Х С), меняя С и L, то это приведет к увеличению тока в последовательной цепи и изменению режима работы оборудования, поэ тому такой способ практически не применяется. В следующем разделе рассмотрен другой способ повышения коэ ффициента мощности.

Еще один распространенный способ, которым фактор мощности может стоить денег, - это прямые штрафы, взимаемые многими дистрибьюторами электроэнергии в Новой Зеландии. Обычно они применяются только в том случае, если коэффициент мощности сайта падает ниже целевого уровня 95 и заряжается как «избыточная» реактивная мощность по сравнению с тем, что он был бы при коэффициенте мощности прямых штрафов, таких как это часто используется в в сочетании со спросом, измеренным в кажущейся мощности, что приводит к двойной стоимости мест, где фактор мощности является проблемой.

ЛЕКЦИЯ 4 .

2.6 Цепь переменного тока с параллельным соединением ветвей.

Рассмотрим э лектрическую цепь с двумя параллельными

ветвями (рис. 2.11). Полученные выводы распространим на цепь с любым количеством ветвей. К цепи, содержащей две параллельные ветви, включающие активные, индуктивные и емкостные элементы (R 1 , L 1 , C 1 и R 2 , L 2 , C 2 cоответственно), подводится переменное напряжение U частоты f.

Расчет реактивной электроэнергии

К счастью, можно свести к минимуму или устранить эти расходы за счет использования оборудования для коррекции коэффициента мощности, что снижает реактивную нагрузку, получаемую из сети, и, таким образом, минимизирует нагрузку на систему питания. Переменный ток является основой современного распределения электроэнергии.

Синусоидальная волна. Переменное напряжение или ток имеет форму синусоидальной волны и определяется. Период синусоидальной волны - это время завершения цикла в секундах и связано с частотой. Угловая частота ω, определяется следующим образом. Реальная, реактивная мощность и коэффициент мощности могут быть объяснены с использованием различных концепций. Иногда удобно использовать понятие комплексной власти. В электрической системе, если напряжение и ток рассматриваются как векторы, они могут быть выражены в комплексных числах.

Прямая задача : Заданы все Обратная задача : Заданы свойства

входящие в цепь элементы. цепи. Найти неизвестные элементы

Найти все токи и разности цепи (эта задача решена в лабора-

фаз. торной работе Ц-5)

Решим прямую задачу, то есть найдем токи I 1, I 2 и общий ток I .


Рис. 2.11.Э лектрическая цепь с двумя параллельными

Это сила, которая действительно работает. Эти поля обеспечивали механизмы хранения энергии, необходимые для работы системы распределения. Соотношение между реальной и кажущейся мощностью является коэффициентом мощности системы. Если ток отстает от напряжения в фазе, коэффициент мощности, как говорят, отстает. И наоборот, если ток приводит к напряжению, считается, что коэффициент мощности является ведущим. При коэффициенте мощности 1 реальная и кажущаяся мощность будут одинаковыми, при этом реактивная мощность будет равна нулю.

Поскольку коэффициент мощности уменьшается, требуется больше реактивной мощности в системе. Для генерирования реактивной мощности требуется дополнительное оборудование, увеличивая затраты на систему передачи и операционные потери энергии. Обеспечивая высокие коэффициенты мощности, эти затраты и потери снижаются.

Из второго закона Кирхгофа следует, что напряжения на параллельных участках цепи одинаковы:

U 1 = U 2 = U (2.25)

На основании закона Ома найдем токи I 1 и I 2:

; (2.26)

Найдем также разности фаз тока и напряжения для каждой ветви:

Три основных компонента системы переменного тока: сопротивление, индуктивность и емкость. В то время как в идеальном индукторе сопротивление равно нулю, на практике всегда есть некоторое сопротивление. Потеря сопротивления делает индуктор неэффективным.

Импеданс - это сопротивление в омах к потоку электрического тока в цепи. Единицей допуска является сименс. В этой информации рассматривается фактор мощности в отношении его объяснения и того, как он относится к системам генераторов. Там, где присутствуют реактивные нагрузки, например, с конденсаторами или индукторами, энергия, хранящаяся в нагрузках, приводит к разнице во времени между формами тока и напряжения, поскольку накопленная энергия недоступна для работы при нагрузке, которая называется полной мощностью.

(2.27)

На основании первого закона Кирхгофа применительно к узлу А можно записать.

Реактивная мощность

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

Эта внутренняя мощность, которая хранится и разряжается в индуктивной части оборудования, называется реактивной мощностью и измеряется как вольт х ампер реактивной. Чем больше реактивной мощности, необходимой для намагничивания внутренней индуктивной нагрузки, тем больше непригодная мощность и увеличение кажущейся потребности в мощности в электрической системе.

Обычно генераторные установки рассчитаны на коэффициенты мощности от 8 до единицы. Разработчик системы считает следующее. Линейная нагрузка - это такие нагрузки, как асинхронные двигатели и трансформаторы, и их можно исправить с добавлением пассивной сети конденсаторов или катушек индуктивности. Ток в нелинейных нагрузках прерывается коммутационными устройствами внутри оборудования, что означает, что они не плавно проводят ток. Для нелинейных нагрузок можно включить или отключить пассивное регулирование мощности, чтобы противостоять искажению и повысить уровень мощности. устанавливаются либо на центральной подстанции, распределенной по всем распределительным системам. Неактивные нагрузки. . Конкретные вопросы о том, как эта информация может повлиять на любую конкретную ситуацию, должны быть адресованы лицензированному и квалифицированному электрику.

Если элемент цепи - резистор c электрическим сопротивлением R , то

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.

Мы все учим, что мощность, потребляемая нагрузкой, равна напряжению нагрузка, когда ток течет через нагрузку. Истинная мощность, потребляемая нагрузкой, будет меньше простого продукта напряжения на нагрузке и тока через нагрузку в результате этих факторов. По этой причине мы не измеряем кажущуюся мощность в ваттах, а скорее вольт-амперы. Причина этого заключается в том, что, хотя кажущаяся мощность может быть больше, чем потребляемая истинная мощность, ток, протекающий через нагрузку, очень велик. Коэффициент мощности - это отношение истинной мощности к кажущейся мощности. Коэффициент мощности может составлять от 0 для чисто реактивной нагрузки до 1 для чисто резистивной нагрузки. Когда нагрузка является чисто резистивной, коэффициент мощности равен 1, а истинная мощность равна кажущейся мощности. Когда нагрузка реагирует, коэффициент мощности будет меньше 1, а истинная мощность будет меньше, чем кажущаяся мощность. Полная мощность. . Для получения дополнительной информации по этой теме.

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.

Анализ электрической мощности с использованием диаграммы рассеяния

Академический редактор: Люциан Даскалеску. В этой статье рассматривается перспектива известной концепции активной и реактивной мощности в электрических системах. Эта концепция представлена ​​с точки зрения методологии графа связей. Концепция матрицы рассеяния используется для решения этих формулировок. Представлены формулировки и моделирование этих схем.

Концепция питания имеет центральное значение в электроэнергетических системах. Концепции реактивной и активной мощности использовались с начала генерации переменного тока переменного тока. Эти концепции мощности могут встречаться в теории электрических цепей, и они были естественным образом использованы в системах электроснабжения.

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

  • Для измерения электрической мощности применяются ваттметры и варметры , можно также использовать косвенный метод, с помощью вольтметра и амперметра .
  • Для измерения коэффициента реактивной мощности применяют фазометры

Литература

Ссылки

См. также

  • Список параметров напряжения и силы электрического тока

Wikimedia Foundation . 2010 .

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

    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

    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 - 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

    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

    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… … Большая советская энциклопедия

Книги

  • Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов , Железко Ю.С.. Прикладные науки. Техника. Промышленность…