Активная и реактивная мощность – что это

0 2
0
0
Черновик

Начнем с того, что активная и реактивная мощность, это постоянные спутники нашей жизни, хотя подавляющее большинство граждан любой страны попросту не обращают на это никакого внимания. Кроме того, ассоциации, которые возникнут у многих людей при слушании или прочтении слова «реактивный», будут выглядеть, как реактивные турбины, а по большей части – современный самолет, увиденный в фильмах. Это, конечно же, далеко от истины, поэтому, вначале лучше разобраться в этих понятиях на самом простом примере из жизни.

Активная и реактивная мощность на примере треугольника
Катет BC – активная мощность, катет AC – реактивная мощность, гипотенуза AB – полная мощность

Источник wikipedia.org

Разобраться, что такое активная и реактивная мощность нам поможет пример двух неразлучных сестричек (условно назовем их Валя и Даша), приехавших летом на загородную дачу вместе, так как они не представляют жизни друг без друга. Валя по прибытию пошла в сарай, взяла лопату, тяпку, грабли, мешок (ведро) для мусора и пошла, работать на приусадебный участок. А вот Даша решила использовать выезд за город, как возможность отдохнуть, поэтому целый день прыгала, веселилась, лежала на топчане под деревом, наслаждаясь свежим воздухом. Получается, что Валя в этом случае представляет активную мощность (P кВт), а Даша реактивную (Q квар), хотя вместе взятые они выглядят, как бригада или полная мощность. На изображении треугольника, приведенном выше, Валя будет представлять катет BC, Даша – катет AC, а обе сестры месте взятые – гипотенузу AB (запомните этот пример – мы вспомним его позже).

Видео описание

Простыми словами о реактивной мощности.

ЧТО ТАКОЕ РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ НА САМОМ ДЕЛЕЧТО ТАКОЕ РЕАКТИВНАЯ МОЩНОСТЬ НА САМОМ ДЕЛЕ

Что это означает

В сетях переменного тока, которыми на сегодняшний день пользуется абсолютно весь мир, без активной и реактивной мощностей никак не обойтись – они взаимозависимы и даже необходимы. К активной электроэнергии относится напряжение, которое вырабатывается на ТЭС, ГрЭС, АЭС, мобильном генераторе, стоящем в гараже и т.д. – оно поступает к потребителю (на фабрики, заводы, к нам домой) и питает все электроприборы от сети ≈220-380 V. В это же время функция реактивной составляющей полного тока заключается в бесцельном блуждании от источника к потребителю и обратно. Так откуда же берётся эта, бесполезная на первый взгляд, субстанция?

Сравнение мощностей с кружкой пива
Если на пиве не будет пены, значит, оно не соответствует стандартам

Источник electrokaprizam.net

Все дело в том, что в наших домах, на предприятиях и любых других электрифицированных объектах есть приборы с индуктивными катушками (для примера можно взять статор двигателя), где постоянно возникают магнитные поля. То есть, часть из них вращает ротор (якорь), а часть возвращается обратно и так до бесконечности, пока существует движение активной энергии. Это хорошо демонстрирует кружка свежего пива: с жидкостью человек выпивает лишь малую часть пены, а остальную оставляет в бокале либо сдувает на землю. Но эта самая пена является продуктом брожения (индукции), без которого пива, как такового, не будет вообще.

Сейчас уже можно подвести первый итог в понимании темы: если есть индуктивная нагрузка (а она есть всегда), то обязательно появится реактивный ток, потребляемый индукцией, которая сама его создает. То есть, индукция вырабатывает реактивную мощность, потом её потребляет, вырабатывает заново и так постоянно, но в этом кроется одна проблема. Для движения реактивной субстанции туда обратно, нужна активная энергия, которая расходуется из-за постоянного движения электронов по проводам (нагрев проводов).

Можно прийти к выводу, что активная мощность генератора, это полное противопоставление реактивной, на первый взгляд бесполезной мощности? Но это не так. Вспомните, сестры неразлучны между собой, так как любят друг друга, а пиво без пены никто не станет пить, да и забродить без неё напиток будет не в состоянии. То же можно сказать о реактивной мощности – без неё невозможно создание магнитных полей, так что с этой силой придется считаться. Но тут в дело пошли мозговые извилины изобретателей, которые решили сократить территориальное пространство (не гонять по проводам взад-вперед) этой, не совсем понятной, субстанции и вырабатывать её в непосредственной близости от объекта потребления.

Конденсаторы разного типа
Любой конденсатор является накопителем и источником реактивной энергии

Источник pikabu.ru

Для наглядного примера можно взять всем известный электрический фен, в котором есть двигатель, вращающий вал с лопастями – он называется турбиной для подачи горячего воздуха. Так вот, чтобы разгрузить линию электропередач от бесполезной беготни реактива от станции к потребителю и обратно, в корпус прибора встраивают конденсатор нужной емкости. А представьте себе ту же электросварку или токарный цех с десятками мощных станков, – какой потенциал высвобождается реактивным током для увеличения КПД. Если говорить техническим языком, то установка конденсаторов или других статических компенсирующих элементов называется компенсацией реактивной мощности. Получается, что активная и реактивная мощность, это две неразрывно связанных между собой величины.

Вырабатывать реактивную мощность могут также и генераторы на электростанциях любого типа. Для этого достаточно сменить ток возбуждения (перевозбуждения, недовозбуждения) и генератор окажется как поставщиком, так и потребителем этой величины. Но, это всего лишь законы физики, которые в данном случае не очень выгодны для людей, поэтому лучше всего переносить емкость накопления и отдачи, как можно ближе к источнику – в корпус прибора (агрегата) или в производственный цех.

Видео описание

Реактивная мощность за 5 минут простыми словами.

Реактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбезРеактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбез

Полная мощность

Треугольник мощностей
Рисунок показывает, как вычислить полную мощность

Источник electricalschool.info

Единица измерений активной мощности записывается, как P (Вт), реактивная, как Q (Вар), а полной, как S. Если их сложить вместе, то получим значение S или полную мощность: P Q=S. Только это упрощенный вариант, а на практике это будет выглядеть, как S= √(P2 Q2) – квадратный корень из суммы квадратов Вт и Вар. Ничего не напоминает? Ну, конечно же, это ведь теорема Пифагора для прямоугольного треугольника, где вычисляется гипотенуза: c= √(a2 b2). Как видите, физико-математические величины всегда остаются неизменными. Получается, что активная и реактивная мощность, находясь в сети и образуя полное число S не так уж и полезна, а вот если её разделить на P и Q, то тут мы и получаем работу разных двигателей, катушек и трансформаторов.

Примечание: на практике активная и реактивная мощности совпадают крайне редко, но это не так важно. Просто обратите внимание, что при расчетах в записях технологи чаще всего используют косинус фи (cos φ) вместо Вар (var). Эта информация для того, чтобы вы не растерялись, столкнувшись с новым определением.

Теперь давайте обобщим то, о чем мы узнали. Если ток не активной, а индуктивной энергии и наоборот, ее нужно компенсировать или собрать при помощи различных конденсаторов, диодных мостов и т.п. Такой подход позволяет увеличить значение cos φ до 0,7-0,9, то есть, осуществить компенсацию реактивной мощности. Безусловно, для каких-либо вычислений нужна не условная единица измерения активной мощности, а конкретные цифры, но этому нельзя обучиться при помощи одной статьи.

Учет реактивной мощности двигателей

Электродвигатели разной мощности
70% мощностей современного предприятия зависит от электродвигателей

Источник youtube.com

Теперь давайте посмотрим, как вычисляется активная энергия для тех же электродвигателей, от которых на 70-80% зависит работоспособность современного предприятия – они крутят насосы, станки, вентиляторы, конвейеры и т.д. и т.п. Раз это так, то кто-то должен постоянно следить за тем, чтобы потребление мощности не стало вдруг необоснованно завышенным. Конечно, осуществлять такой контроль, скорее всего, будет компьютер, но не без участия человека (инженера).

Более всего реактивная энергия мощности тратится попусту в тех случаях, когда двигатель работает на холостых оборотах и если для насосов или конвейеров это ничтожная часть, то для станков – весьма ощутимое разбазаривание реактива. Но, порог наиболее эффективной работы электродвигателей находится в пределах 60-100%, а при более низких показателях бесполезный расход энергии все больше и больше приближается к значению холостого хода. О чем это говорит? О том, что при проектировании цеха не следует завышать его мощности – на практике это пойдёт только во вред производству.

Примечание: мировая практика показывает, что в последнее время инженеры-технологи ведущих предприятий отказываются от фазных роторов и отдают предпочтение асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором.

Видео описание

Активная, реактивная и полная мощность.

Активная, реактивная и полная мощность. Что это  такое, на примере наглядной аналогии.Активная, реактивная и полная мощность. Что это такое, на примере наглядной аналогии.

Заключение

Хороший инженер, зная о полной мощности генератора, двигателя может добиться высокого экономического эффекта для своего предприятия. Если учесть, что монтаж приборов компенсации реактивной мощности в целом составляет от 12 до 50% от оплаты энергетикам, то эта затея окупится где-то в течение года. В дальнейшем такая установка начинает приносить прибыль.

Источник ссылка
0
0

Оставьте ответ

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

Этот сайт защищен reCAPTCHA и применяются Политика конфиденциальности и Условия обслуживания Google.