Что такое реактивная энергия: Что такое активная и реактивная электроэнергия?

Что такое активная и реактивная электроэнергия?

Расчет электрической энергии, используемой бытовым или промышленным электротехническим прибором, производится обычно с учетом полной мощности электрического тока, проходящего через измеряемую электрическую цепь. При этом выделяются два показателя, отражающие затраты полной мощности при обслуживании потребителя. Эти показатели называются активная и реактивная энергия. Полная мощность представляет собой сумму этих двух показателей. О том, что такое активная и реактивная электроэнергия и как проверить сумму начисленных оплат, попытаемся рассказать в этой статье.

Полная мощность

По сложившейся практике потребители оплачивают не полезную мощность, которая непосредственно используется в хозяйстве, а полную, которую отпускает предприятие-поставщик. Различают эти показатели по единицам измерения – полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА), а полезная – в киловаттах. Активная и реактивная электроэнергия используется всеми запитанными от сети электроприборами.

Активная электроэнергия

Активная составляющая полной мощности совершает полезную работу и преобразовывается в те виды энергии, которые нужны потребителю. У части бытовых и промышленных электроприборов в расчетах активная и полная мощность совпадают. Среди таких устройств – электроплиты, лампы накаливания, электропечи, обогреватели, утюги и гладильные прессы и прочее.

Если в паспорте указана активная мощность 1 кВт, то полная мощность такого прибора будет составлять 1 кВА.

Понятие реактивной электроэнергии

Этот вид электроэнергии присущ цепям, в составе которых имеются реактивные элементы. Реактивная электроэнергия – это часть полной поступаемой мощности, которая не расходуется на полезную работу.

В электроцепях постоянного тока понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока реактивная составляющая возникает только в том случае, когда присутствует индуктивная или емкостная нагрузка. В таком случае наблюдается несоответствие фазы тока с фазой напряжения. Данный сдвиг фаз между напряжением и током обозначается символом «φ».

При индуктивной нагрузке в цепи наблюдается отставание фазы, при емкостной – ее опережение. Поэтому потребителю приходит только часть полной мощности, а основные потери происходят из-за бесполезного нагревания устройств и приборов в процессе эксплуатации.

Потери мощности происходят из-за наличия в электрических устройствах индуктивных катушек и конденсаторов. Из-за них в цепи в течение некоторого времени происходит накопление электроэнергии. После этого запасенная энергия поступает обратно в цепь. К приборам, в составе потребляемой мощности которых имеется реактивная составляющая электроэнергии, относятся переносные электроинструменты, электродвигатели и различная бытовая техника. Эта величина рассчитывается с учетом особого коэффициента мощности, который обозначается как cos φ.

Расчет реактивной электроэнергии

Коэффициент мощности лежит в пределах от 0,5 до 0,9; точное значение этого параметра можно узнать из паспорта электроприбора. Полная мощность должна быть определена как частное от деления активной мощности на коэффициент.

Например, если в паспорте электрической дрели указана мощность в 600 Вт и значение 0,6, тогда потребляемая устройством полная мощность будет равна 600/06, то есть 1000 ВА. При отсутствии паспортов для вычисления полной мощности прибора коэффициент можно брать равным 0,7.

Поскольку одной из основных задач действующих систем электроснабжения является доставка полезной мощности конечному потребителю, реактивные потери электроэнергии считаются негативным фактором, и возрастание этого показателя ставит под сомнение эффективность электроцепи в целом. Баланс активной и реактивной мощности в цепи может быть наглядно представлен в виде этого забавного рисунка:

Значение коэффициента при учете потерь

Чем выше значение коэффициента мощности, тем меньше будут потери активной электроэнергии – а значит конечному потребителю потребляемая электрическая энергия обойдется немного дешевле. Для того чтобы повысить значение этого коэффициента, в электротехнике используются различные приемы компенсации нецелевых потерь электроэнергии. Компенсирующие устройства представляют собой генераторы опережающего тока, сглаживающие угол сдвига фаз между током и напряжением. Для этой же цели иногда используются батареи конденсаторов. Они подключаются параллельно к рабочей цепи и используются как синхронные компенсаторы.

Расчет стоимости электроэнергии для частных клиентов

Для индивидуального пользования активная и реактивная электроэнергия в счетах не разделяется – в масштабах потребления доля реактивной энергии невелика. Поэтому частные клиенты при потреблении мощности до 63 А оплачивают один счет, в котором вся потребляемая электроэнергия считается активной. Дополнительные потери в цепи на реактивную электроэнергию отдельно не выделяются и не оплачиваются.

Учет реактивной электроэнергии для предприятий

Другое дело – предприятия и организации. В производственных помещениях и промышленных цехах установлено огромное число электрооборудования, и в общей поступаемой электроэнергии имеется значительная часть энергии реактивной, которая необходима для работы блоков питания и электродвигателей. Активная и реактивная электроэнергия, поставляемая предприятиям и организациям, нуждается в четком разделении и ином способе оплаты за нее. Основанием для регуляции отношений предприятия-поставщика электроэнергии и конечных потребителей в этом случае выступает типовой договор. Согласно правилам, установленным в этом документе, организации, потребляющие электроэнергию свыше 63 А, нуждаются в особом устройстве, предоставляющем показания реактивной энергии для учета и оплаты.
Сетевое предприятие устанавливает счетчик реактивной электроэнергии и начисляет оплату согласно его показаниям.

Коэффициент реактивной энергии

Как говорилось ранее, активная и реактивная электроэнергия в счетах на оплату выделяются отдельными строками. Если соотношение объемов реактивной и потребленной электроэнергии не превышает установленной нормы, то плата за реактивную энергию не начисляется. Коэффициент соотношения бывает прописан по-разному, его среднее значение составляет 0,15. При превышении данного порогового значения предприятию-потребителю рекомендуют установить компенсаторные устройства.

Реактивная энергия в многоквартирных домах

Типичным потребителем электроэнергии является многоквартирный дом с главным предохранителем, потребляющий электроэнергию свыше 63 А. Если в таком доме имеются исключительно жилые помещения, плата за реактивную электроэнергию не взимается. Таким образом, жильцы многоквартирного дома видят в начислениях оплату только за полную электроэнергию, поставленную в дом предприятием-поставщиком. Та же норма касается жилищных кооперативов.

Частные случаи учета реактивной мощности

Бывают случаи, когда в многоэтажном здании имеются и коммерческие организации, и квартиры. Поставка электроэнергии в такие дома регулируется отдельными Актами. Например, разделением могут служить размеры полезной площади. Если в многоквартирном доме коммерческие организации занимают менее половины полезной площади, то оплата за реактивную энергию не начисляется. Если пороговый процент был превышен, то возникают обязательства оплаты за реактивную электроэнергию.

В ряде случаев жилые дома не освобождаются от оплаты за реактивную энергию. Например, если в доме установлены пункты подключения лифтов для квартир, начисление за использование реактивной электроэнергии происходит отдельно, лишь для этого оборудования. Владельцы квартир по-прежнему оплачивают лишь активную электроэнергию.

Понимание сущности активной и реактивной энергии дает возможность грамотно рассчитать экономический эффект от установки различных компенсационных устройств, снижающих потери от реактивной нагрузки. Согласно статистике, такие устройства позволяют поднимать значение cos φ от 0.6 до 0.97. Тем самым автоматические компенсаторные устройства помогают сэкономить до трети предоставляемой потребителю электроэнергии. Значительное уменьшение тепловых потерь увеличивает срок эксплуатации приборов и механизмов на производственных участках и снижает себестоимость готовой продукции.

О природе реактивной энергии / Хабр

Вокруг реактивной энергии сложилось немало легенд, активно способствовала развитию околонаучного фольклора любовь нашего человека к халяве и разнообразным теориям глобального заговора.

В рунете можно найти множество success story о том как простой мужичок из глубинки годами эксплуатирует халявную реактивную энергию (которую бытовой счетчик электроэнергии не регистрирует) и живет себе, не зная бед. Так же можно найти заметки людей, призывающих бросить бесполезное занятие поиска источника халявы в халявной реактивной энергии. Для того чтобы окончательно раставить точки над ‘i’ в этом вопросе, я решил написать этот пост, не мудрствуя лукаво.

Как известно, потребляемая от источника переменного тока энергия складывается из двух составляющих:

1. Активной энергии
2. Реактивной энергии

1. Активная энергия — та часть потребляемой энергии, которая целиком и безвозвратно преобразуется приемником в другие виды энергии

.

Пример: Протекая через резистор, ток совершает активную работу, что выражается в увеличении тепловой энергии резистора. Вне зависимости от фазы протекающего тока, резистор преобразует его энергию в тепловую. Резистору не важно в каком направлении течет по нему ток, важна лишь его величина: чем он больше, тем больше тепла высвободится на резисторе (количество выделенного тепла равно произведению квадрата тока и сопротивления резистора).

2. Реактивная энергия — та часть потребляемой энергии, которая в следующую четверть периода будет целиком отдана обратно источнику.

Пример: Представим себе, что к источнику переменного тока подключен конденсатор. Начальный заряд на обкладках конденсатора равен нулю, начальная фаза напряжения источника так же равна нулю. Одно полное колебание состоит из четырех четвертьпериодов:

1. Напряжение источника растет от 0 до максимального мгновенного значения (при действующем значении U источника 230V оно равно 230 * 1,4142 = 325V) При этом
   конденсатор потребляет ток, необходимый для его полного заряда
2. Напряжение источника стремительно уменьшается (движется к нулю), при этом, напряжение на заряженном конденсаторе оказывается выше чем на источнике, что вызывает течение тока в обратную сторону (ведь ток течет от большего потенциала к меньшему), то есть конденсатор разряжается, отдавая накопленную энергию обратно источнику!
3. Для следующих двух четвертьпериодов вышеописанная история повторяется с тем лишь различием, что токи заряда и разряда емкости потекут в противоположных направлениях.

   В случае включения вместо конденсатора катушки индуктивности, суть процесса не изменится.

   В этом и состоит главный фокус реактивной энергии — в момент ‘прилива’ мы заполняем свои цистерны, в момент отлива же, мы сливаем их содержимое обратно. Как можно заметить из этой простой аналогии, мы просто туда-сюда переливаем жидкость

   (или ток в электроцепях). Если же мы соблазнимся слить хоть немного жидкости ‘налево’ (включить последовательно с реактивным конденсатором активный резистор), то мы станем брать ‘несколько больше’ чем возвращать, а это ‘несколько больше’ уже является активной энергией по определению (ведь мы эту часть не возвращаем обратно, не так ли?), за которую как известно, приходится платить.

   Или иной пример: предположим, что мы берем у кредитора некоторую сумму денег взаймы и сразу же возвращаем ему взятый только что кредит. Если мы отдадим ровно столько, сколько взяли (чистая реактивность) — мы придем к исходному состоянию и никто никому не будет ничего должен. В случае же, если мы потратим часть кредита на какую ни будь покупку и вернем то, что осталось от кредита после совершения покупки (добавим в цепь активную нагрузку и часть энергии уйдет из системы) — мы будем все еще должны. Эта потраченная часть является активной составляющей взятого нами кредита.

   Теперь у вас может возникнуть один весьма резонный вопрос — если все так просто, и для того чтобы энергия считалась реактивной, ее просто нужно полностью вернуть обратно источнику, почему предприятия вынуждены платить за потребляемую (и полностью возвращаемую) реактивную энергию?

   Все дело в том, что в случае чисто реактивной нагрузки, момент максимально потребляемого тока (реактивного) приходится на момент минимального значения напряжения, и наоборот, в момент максимума напряжения на клеммах нагрузки, протекающий через нее ток равен нулю.

   Протекающий реактивный ток греет питающие проводники — но это активные потери, вызванные протеканием реактивного тока по проводникам с ограниченной проводимостью, что эквивалентно последовательно включенным с реактивной нагрузкой активным резистором. Так же, поскольку в момент максимума реактивного тока напряжение на полюсах реактивного элемента переходит через ноль, активная мощность подводимая к нему в этот момент

   (произведение тока и напряжения) равна нулю. Вывод — реактивный ток вызывает нагрев проводов, не совершая при этом никакой полезной работы. Следует заметить, что эти потери так-же является активными и будут засчитываться бытовым счетчиком активной энергии.

   Большие предприятия сопсобны генерировать достаточно большие реактивные токи, которые отрицательно сказываются на функционировании энергосистемы. По этой причине, для них проводится учет как активной, так и реактивной составляющей потребленной энергии. Для уменьшения генерации реактивных токов (вызывающих вполне реальные активные потери), на предприятиях размещают установки компенсации реактивной мощности.

Что такое активная и реактивная электроэнергия?

Расчет электрической энергии, используемой бытовым или промышленным электротехническим прибором, производится обычно с учетом полной мощности электрического тока, проходящего через измеряемую электрическую цепь.

При этом выделяются два показателя, отражающие затраты полной мощности при обслуживании потребителя. Эти показатели называются активная и реактивная энергия. Полная мощность представляет собой сумму этих двух показателей.

Полная мощность.
По сложившейся практике потребители оплачивают не полезную мощность, которая непосредственно используется в хозяйстве, а полную, которую отпускает предприятие-поставщик. Различают эти показатели по единицам измерения – полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА), а полезная – в киловаттах. Активная и реактивная электроэнергия используется всеми запитанными от сети электроприборами.

Активная электроэнергия.
Активная составляющая полной мощности совершает полезную работу и преобразовывается в те виды энергии, которые нужны потребителю. У части бытовых и промышленных электроприборов в расчетах активная и полная мощность совпадают. Среди таких устройств – электроплиты, лампы накаливания, электропечи, обогреватели, утюги и гладильные прессы и прочее. Если в паспорте указана активная мощность 1 кВт, то полная мощность такого прибора будет составлять 1 кВА.

Понятие реактивной электроэнергии.
Этот вид электроэнергии присущ цепям, в составе которых имеются реактивные элементы. Реактивная электроэнергия – это часть полной поступаемой мощности, которая не расходуется на полезную работу. В электроцепях постоянного тока понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока реактивная составляющая возникает только в том случае, когда присутствует индуктивная или емкостная нагрузка. В таком случае наблюдается несоответствие фазы тока с фазой напряжения. Данный сдвиг фаз между напряжением и током обозначается символом «φ». При индуктивной нагрузке в цепи наблюдается отставание фазы, при емкостной – ее опережение. Поэтому потребителю приходит только часть полной мощности, а основные потери происходят из-за бесполезного нагревания устройств и приборов в процессе эксплуатации. Потери мощности происходят из-за наличия в электрических устройствах индуктивных катушек и конденсаторов. Из-за них в цепи в течение некоторого времени происходит накопление электроэнергии. После этого запасенная энергия поступает обратно в цепь. К приборам, в составе потребляемой мощности которых имеется реактивная составляющая электроэнергии, относятся переносные электроинструменты, электродвигатели и различная бытовая техника. Эта величина рассчитывается с учетом особого коэффициента мощности, который обозначается как cos φ.

Расчет реактивной электроэнергии.
Коэффициент мощности лежит в пределах от 0,5 до 0,9; точное значение этого параметра можно узнать из паспорта электроприбора. Полная мощность должна быть определена как частное от деления активной мощности на коэффициент. Например, если в паспорте электрической дрели указана мощность в 600 Вт и значение 0,6, тогда потребляемая устройством полная мощность будет равна 600/06, то есть 1000 ВА. При отсутствии паспортов для вычисления полной мощности прибора коэффициент можно брать равным 0,7. Поскольку одной из основных задач действующих систем электроснабжения является доставка полезной мощности конечному потребителю, реактивные потери электроэнергии считаются негативным фактором, и возрастание этого показателя ставит под сомнение эффективность электроцепи в целом.

Значение коэффициента при учете потерь.
Чем выше значение коэффициента мощности, тем меньше будут потери активной электроэнергии – а значит конечному потребителю потребляемая электрическая энергия обойдется немного дешевле. Для того чтобы повысить значение этого коэффициента, в электротехнике используются различные приемы компенсации нецелевых потерь электроэнергии. Компенсирующие устройства представляют собой генераторы опережающего тока, сглаживающие угол сдвига фаз между током и напряжением. Для этой же цели иногда используются батареи конденсаторов. Они подключаются параллельно к рабочей цепи и используются как синхронные компенсаторы.

Расчет стоимости электроэнергии для частных клиентов.
Для индивидуального пользования активная и реактивная электроэнергия в счетах не разделяется – в масштабах потребления доля реактивной энергии невелика. Поэтому частные клиенты при потреблении мощности до 63 А оплачивают один счет, в котором вся потребляемая электроэнергия считается активной. Дополнительные потери в цепи на реактивную электроэнергию отдельно не выделяются и не оплачиваются. Учет реактивной электроэнергии для предприятий Другое дело – предприятия и организации. В производственных помещениях и промышленных цехах установлено огромное число электрооборудования, и в общей поступаемой электроэнергии имеется значительная часть энергии реактивной, которая необходима для работы блоков питания и электродвигателей. Активная и реактивная электроэнергия, поставляемая предприятиям и организациям, нуждается в четком разделении и ином способе оплаты за нее. Основанием для регуляции отношений предприятия-поставщика электроэнергии и конечных потребителей в этом случае выступает типовой договор. Согласно правилам, установленным в этом документе, организации, потребляющие электроэнергию свыше 63 А, нуждаются в особом устройстве, предоставляющем показания реактивной энергии для учета и оплаты. Сетевое предприятие устанавливает счетчик реактивной электроэнергии и начисляет оплату согласно его показаниям.

Коэффициент реактивной энергии.
Как говорилось ранее, активная и реактивная электроэнергия в счетах на оплату выделяются отдельными строками. Если соотношение объемов реактивной и потребленной электроэнергии не превышает установленной нормы, то плата за реактивную энергию не начисляется. Коэффициент соотношения бывает прописан по-разному, его среднее значение составляет 0,15. При превышении данного порогового значения предприятию-потребителю рекомендуют установить компенсаторные устройства.

Реактивная энергия в многоквартирных домах.
Типичным потребителем электроэнергии является многоквартирный дом с главным предохранителем, потребляющий электроэнергию свыше 63 А. Если в таком доме имеются исключительно жилые помещения, плата за реактивную электроэнергию не взимается. Таким образом, жильцы многоквартирного дома видят в начислениях оплату только за полную электроэнергию, поставленную в дом предприятием-поставщиком. Та же норма касается жилищных кооперативов.

Частные случаи учета реактивной мощности.
Бывают случаи, когда в многоэтажном здании имеются и коммерческие организации, и квартиры. Поставка электроэнергии в такие дома регулируется отдельными Актами. Например, разделением могут служить размеры полезной площади. Если в многоквартирном доме коммерческие организации занимают менее половины полезной площади, то оплата за реактивную энергию не начисляется. Если пороговый процент был превышен, то возникают обязательства оплаты за реактивную электроэнергию. В ряде случаев жилые дома не освобождаются от оплаты за реактивную энергию. Например, если в доме установлены пункты подключения лифтов для квартир, начисление за использование реактивной электроэнергии происходит отдельно, лишь для этого оборудования. Владельцы квартир по-прежнему оплачивают лишь активную электроэнергию.

Реактивная энергия в электросети. Учет реактивной энергии

Электрическия система вырабатывает полную энергию, которая делится на полезную, или активную и остаточную под названием реактивная энергия. О том, что это такое и как ведётся её учёт, расскажет статья.

Остаточная энергия: что это такое?

Все электрические машины представлены реактивными и активными элементами. Именно они и потребляют электрическую энергию. К ним относят реактивные соединения кабелей, конденсаторные и трансформаторные обмотки.

В процессе течения переменного тока на этих сопротивлениях индексируются реактивные электродвижущие силы, которые создают реактивный ток.

В установках и приборах, создающих переменный ток, используется реактивная энергия в электросети, которая создает магнитное поле электрического поля.

Влияние индуктивного сопротивления на создание магнитного поля

Все приборы, которые питаются от электросети, имеют индуктивное сопротивление. Именно благодаря ему знаки тока и напряжения противоположны. Например, напряжение имеет отрицательный знак, а ток – положительный, или наоборот.

В это время электроэнергия, создаваемая в индуктивном элементе про запас, колебательными движениями исходит по сети за счёт нагрузки от генератора и обратно. Этот процесс и называется реактивной мощностью, которая создает магнитное поле электрического поля.

Для чего необходима реактивная энергия?

Можно сказать, что она направлена на регулировку изменений, которые вызывает в сети электрический ток. Сюда относят:

• поддержка магнитного поля во время индуктивности в цепи;
• при наличии конденсаторов и проводов поддержка их заряда.

Проблемы при выработке реактивной мощности

Если в сети существует большая доля выработки реактивной мощности, то приходится:

• повышать мощность силовых аппаратов, которые предназначены для преобразования электрической энергии одного значения напряжения в электрическую энергию другого значения напряжения;
• увеличивать сечение кабелей;
• бороться с ростом потери мощности в силовых аппаратах и линиях передач;
• увеличивать плату за потребление электроэнергии;
• бороться с потерей напряжения в сети.

В чём разница между активной и реактивной энергией?

Люди привыкли платить за ту электроэнергию, которую они потребляют. Они оплачивают энергию, используемую для обогрева помещения, приготовления еды, нагревания воды в ванной комнате (кто пользуется индивидуальными водонагревателями) и другую полезную электрическую энергию. Именно она и называется активной.

Активная и реактивная энергии различны в том, что вторая представляет собой оставшуюся часть энергии, которая не используется в полезной работе. Другими словами, они обе образуют полную мощность. Соответственно, потребителям невыгодно оплачивать помимо активной ещё и реактивную энергию в электросети, а поставщикам выгодно, чтобы они платили за полную мощность. Можно ли как-нибудь урегулировать этот вопрос? Давайте рассмотрим это.

Чем измеряют потребление энергии?

Для замера потребленной энергии используют счетчик активной и реактивной энергии. Всё они делятся на счетчики с одной фазой и тремя фазами. В чем же их различие?

Однофазные счетчики применяют для учета электрической энергии у потребителей, которые используют ее для бытовых нужд. Питание выполняется однофазным током.

Трехфазные счетчики используются для учета полной энергии. Они классифицируются исходя из схемы электроснабжения на трех- и четырехпроводные.

Различая счетчиков по способу включения

По тому, как они включаются, их делят на три группы:

1. Не используют трансформаторы и напрямую включаются в сеть счетчики прямого включения.
2. С использованием силовых аппаратов включаются счетчики полукосвенного включения.
3. Счетчики косвенного включения. Они подключаются к сети не только с использованием силовых аппаратов тока, но и с использованием трансформаторов напряжения.

Различая счетчиков по способу оплаты

По способу начисления платы за электроэнергию принято делить счетчики на следующие группы:

1. Счетчики, основанные на применении двух тарифов – их действие состоит в том, что тариф за потребляемую энергию меняется в течение суток. То есть в утренние часы и днем он меньше, чем в вечернее время.
2. Счетчики с предварительной оплатой – их действие основано на том, что потребитель платит за электроэнергию заранее, так как находится в отдаленных местах проживания.
3. Счетчики с указанием максимальной нагрузки – потребитель платит отдельно за потребленную энергию и за максимальную нагрузку.

Учет полной мощности

Учет полезной энергии направлен на определение:

1. Электрической энергии, вырабатываемой машинами по производству напряжения на электростанции.
2. Количества энергии, которая расходуется на собственные потребности подстанции и электростанции.
3. Электроэнергии, направленной на расходование ее потребителями.
4. Энергии, переданной для других энергосистем.
5. Электрической энергии, которая пущена по шинам электростанций к потребителям.

Учитывать реактивную электрическую энергию при передаче потребителям от электростанции необходимо только в том случае, если эти данные подсчитывают и контролируют режим работы устройств, компенсирующих эту энергию.

Где проводят контроль оставшейся энергии?

Счетчик реактивной энергии устанавливают:

1. Там же, где и счетчики по учету полезной энергии. Устанавливают их для потребителей, которые платят за полную используемую ими мощность.
2. На источниках присоединения реактивной мощности для потребителей. Это делается, если приходится контролировать процесс работы.

Если потребителю разрешено пускать оставшуюся энергию в сеть, то ставят 2 счетчика в элементах системы, где идет учет полезной энергии. В других случаях ставят отдельный счетчик для учета реактивной энергии.

Как сэкономить на потреблении электричества?

Большой популярностью в этом направлении пользуется прибор для экономии электричества. Его действие основано на подавлении остаточной электроэнергии.

На современном рынке можно найти много подобных устройств, в основе которых лежит трансформатор, направляющий электроэнергию в нужное русло.

Прибор для экономии электричества направляет эту энергию на разнообразное бытовое оборудование.

Рациональное использование электроэнергии

Для рационального использования электроэнергии применяется компенсация реактивной энергии. Для этого применяют конденсаторные установки, электродвигатели и компенсаторы.

Они помогают уменьшить потери активной энергии, которые обусловлены перетоками реактивной мощности. Это существенно влияет на уровень транспортных технологических потерь распределительных электрических сетей.

Чем выгодна компенсация мощности?

Применение установок для компенсации мощности способно принести большую выгоду в экономическом плане.

Согласно статистическим данным, их применение приносит до 50 % экономии трат за пользование электрической энергией во всех уголках Российской Федерации.

Денежные вложения, которые потрачены на их установку, окупаются в течение первого же года их использования.

Кроме того, там, где проектируются данные установки, кабель приобретается с меньшим сечением, что также очень выгодно.

Преимущества конденсаторных установок

Применение конденсаторных установок имеет следующие положительные стороны:

1. Небольшая потеря активной энергии.
2. В конденсаторных установках отсутствуют вращающиеся части.
3. Они легки в работе и эксплуатации.
4. Инвестиционные затраты не высоки.
5. Работают бесшумно.
6. Их можно установить в любой точке электрической сети.
7. Можно подобрать любую требуемую мощность.

Отличие конденсаторных установок от компенсаторов и синхронных двигателей состоит в том, что фильтрокомпенсирующие установки синхронно осуществляют компенсацию мощности и частично сдерживают присутствующие в компенсируемой сети гармоники. От того, насколько компенсируется мощность и будет зависеть стоимость за электроэнергию, ну и, соответственно, от действующего тарифа.

Какие виды компенсации существуют?

В процессе применения конденсаторных установок выделяют следующие виды подавляемой мощности:

1. Индивидуальная.
2. Групповая.
3. Централизованная.

Рассмотрим подробнее каждую из них.

Индивидуальная мощность

Конденсаторные установки располагаются прямо у электрических приемников и коммутируются в то же время, что и они.

Недостатками этого вида компенсации считается зависимость времени включения конденсаторной установки от времени начала работы электроприемников. Кроме того, перед проведением работ необходимо согласовывать емкость установки и индуктивность электрического приемника. Это необходимо для предупреждения резонансных перенапряжений.

Групповая мощность

Название говорит само за себя. Эта мощность используется при компенсации мощности нескольких индуктивных нагрузок, которые одновременно присоединены к одному распределительному устройству с общей конденсаторной установкой.

В процессе одновременного включения нагрузки увеличивается коэффициент, что приводит к понижению мощности. Это способствует лучшей работе конденсаторной установки. Остаточная энергия подавляется эффективнее, чем при индивидуальной мощности.

Отрицательной стороной данного процесса является частичная разгрузка реактивной энергии в электросети.

Централизованная мощность

В отличие от индивидуальной и групповой мощности, эта мощность регулируется. Она применяется для обширного диапазона изменения потребления остаточной энергии.

Большую роль в регулировании мощности конденсаторной установки играет функция реактивного тока нагрузки. При этом установка должна быть оснащена автоматическим регулятором, а её полная компенсационная мощность разделена на отдельно коммутируемые ступени.

Какие проблемы решают конденсаторные установки

Конечно, в первую очередь они направлены на подавление реактивной мощности, но на производстве они помогают решать следующие задачи:

1. В процессе подавления реактивной мощности, соответственно, снижается и полная мощность, что приводит к понижению загрузки силовых трансформаторов.
2. Питание нагрузки обеспечивается по кабелю с меньшим сечением, при этом не происходит перегрева изоляции.
3. Возможно подключение дополнительной активной мощности.
4. Разрешает избежать глубокой просадки напряжения на линиях электроснабжения удаленных потребителей.
5. Применение мощности автономных дизель-генераторов идёт по максимуму (судовые электроустановки, электроснабжение геологических партий, стройплощадок, установок разведочного бурения и т. д.).
6. Индивидуальная компенсация позволяет упростить деятельность асинхронных двигателей.
7. В случае аварийной обстановки конденсаторная установка немедленно отключается.
8. Автоматически включается обогрев или вентиляция установки.

Выделяют два варианта конденсаторных установок. Это модульные, применяются на крупных предприятиях, и моноблочные – для малых предприятий.

Подведём итоги

Реактивная энергия в электросети негативно сказывается на работе всей электрической системы. Это приводит к таким последствиям, как потеря напряжения в сети и увеличение затрат на топливо.

В связи с этим активно применяются компенсаторы данной мощности. Их выгода состоит не только в хорошей экономии денежных средств, но и в следующем:

1. Увеличивается срок службы силовых аппаратов.
2. Улучшается качество электрической энергии.
3. Экономятся деньги на покупку кабелей малого сечения.
4. Снижается потребление электрической энергии.

Что такое активная и реактивная электроэнергия на счетчике

С одной стороны, работу тока можно легко посчитать, зная силу тока, напряжение и сопротивление нагрузки. До боли знакомые формулы из курса школьной физики выглядят так.

Рис. 1. Формулы

 

И здесь нет ни слова про реактивную составляющую.

С другой стороны, ряд физических процессов на самом деле накладывают свои особенности на эти расчёты. Речь идёт о реактивной энергии. Проблемы с пониманием реактивных процессов приходят вместе со счетами за электроэнергию в крупных предприятиях, ведь в бытовых сетях мы платим только за активную энергию (размеры потребления реактивной энергии настолько малы, что ими просто пренебрегают).

 

Определения

Чтобы понять суть физических процессов начнём с определений.

Активная электроэнергия – это полностью преобразуемая энергия, поступающая в цепь от источника питания. Преобразование может происходить в тепло или в другой вид энергии, но суть остаётся одна – принятая энергия не возвращается обратно в источник.

Пример работы активной энергии: ток, проходя через элемент сопротивления, часть энергии преобразует в нагрев. Эта совершённая работа тока и является активной.

Реактивная электроэнергия – это энергия, возвращаемая обратно источнику тока. То есть ранее полученный и учтённый счётчиком ток, не совершив работы, возвращается. Помимо прочего ток совершает скачок (на короткое время нагрузка сильно возрастает).

Тут без примеров сложно понять процесс.

Самый наглядный – работа конденсатора. Сам по себе конденсатор не преобразует электроэнергию в полезную работу, он её накапливает и отдаёт. Конечно, если часть энергии всё-таки уходит на нагрев элемента, то её можно считать активной. Реактивная же выглядит так:

1.При питании ёмкости переменным напряжением, вместе с увеличением U растёт и заряд конденсатора.

2.В момент начала падения напряжения (второй четвертьпериод на синусоиде) напряжение на конденсаторе оказывается выше, чем у источника. И поэтому конденсатор начинает разряжаться, отдавая энергию обратно в цепь питания (ток течёт в обратном направлении).

3.В следующих двух четвертьпериодах ситуация полностью повторяется, то только напряжение меняется на противоположное.

Ввиду того, что сам конденсатор работы не совершает, принимаемое напряжение достигает своего максимального амплитудного значения (то есть в √2=1,414 раза больше действующего 220В, или 220·1,414=311В).

При работе с индуктивными элементами (катушки, трансформаторы, электродвигатели и т.п.) ситуация аналогична. График показателей можно увидеть на изображении ниже.

Рис. 2. Графики показателей

 

Ввиду того, что современные бытовые приборы состоят из множества разных элементов с “реактивным” эффектом питания и без него, то реактивный ток, протекая в обратном направлении, совершает вполне реальную работу по нагреву активных элементов. Таким образом, реактивная мощность цепи – по сути выражается в побочных потерях и скачках напряжения.

Очень сложно отделить один показатель мощности от другого при расчётах. А система качественного и эффективного учёта стоит дорого, что, собственно, и привело к отказу от измерения объёма потребления реактивных токов в быту.

В крупных коммерческих объектах наоборот, объем потребления реактивной энергии намного больше (из-за обилия силовой техники, снабжаемой мощными электродвигателями, трансформаторами и другими элементами, порождающими реактивный ток), поэтому для них вводится раздельный учёт.

 

Как считается активная и реактивная электроэнергия

Большинство производителей счётчиков электроэнергии для предприятий реализуют простой алгоритм.

Q=(S² – P²)^1/2

Здесь из полной мощности S отнимается активная мощность P (в облегчённом для понимания виде).

Таким образом, производителю не обязательно организовывать полностью раздельный учёт.

 

Что такое cosϕ (косинус фи)

Ввиду того, что большой объем фактически паразитных реактивных токов нагружает сети поставщика электроэнергии, последние стимулируют потребителей снижать реактивную мощность.

Для числового выражения соотношения активной и реактивной мощностей применяется специальный коэффициент – косинус фи.

Вычисляется он по формуле.

cosϕ = P_акт/P_полн

Где полная мощность – это сумма активной и реактивной.

Чем ближе показатель к единице, тем меньше паразитной нагрузки на сеть.

Такой же коэффициент указывается на шильдиках электроинструмента, оснащённого двигателями. В этом случае cosϕ используется для оценки пиковой потребляемой мощности. Например, номинальная мощность прибора составляет 600 Вт, а cosϕ = 0,7 (средний показатель для подавляющего большинства электроинструмента), тогда пиковая мощность, необходимая для старта электродвигателя будет считаться как Pномин / cosϕ, = 600 Вт / 0,7 = 857 ВА (реактивная мощность выражается в вольт-амперах).

 

Применение компенсаторов реактивной мощности

Чтобы стимулировать потребителей эксплуатировать электросеть без реактивной нагрузки, поставщики электроэнергии вводят дополнительный оплачиваемый тариф на реактивную мощность, но оплату взимают только если среднемесячное потребление превысит определённый коэффициент, например, при соотношении полной и активной мощностей составит свыше 0,9, счёт на оплату реактивной мощности не выставляется.

Для того, чтобы снизить расходы, предприятия ставят специальное оборудование – компенсаторы. Они могут быть двух видов (в соответствии с принципом работы):

• Ёмкостные;
• Индуктивные.

Автор: RadioRadar

Что такое реактивная энергия или реактивная мощность?

W.Shop

Актуальные акции

Светильники бактерицидные

Светильники промышленные

Electrum

Eurolamp

Ecostrum

Elcor

E.next

Delux

Horoz Electric

Lezard

Magnum

Optima

Sokol

Евросвет

Автоматика

Автоматический выключатель

Автоматы защиты двигателя

Воздушные автоматические выключатели

Дифференциальная защита

Силовые автоматические выключатели

Устройство защитного отключения

Лампы светодиодные

Ecostrum

ekoteX

Electrum

Enerlight

E.next

Eurolamp

Elcor

ELM

Delux

Feron

Global

Horoz Electric

Ledlife

Ledex

Ledstar

Lezard

Magnum

Maxus

Mi-Light

Osram

Optima

Philips

Sokol

Venom

Videx

Brille

Евросвет

Комплектующие

[Подбор по характеристикам]

С цоколем Е14

С цоколем Е27

С цоколем Е40

С цоколем G4 и GU4

С цоколем G9

С цоколем G13 (T8)

С цоколем G24

С цоколем G53 и GX53

С цоколем GU5.3 и G5.3

С цоколем GU10

С цоколем R7s

С цоколем S14d и S14s

Высокомощные

Декоративные

Линейные

Потолочные

Рефлекторные

Стандартные

Специальные

PLS

Filament

Светильники светодиодные

Crystal

Delux

Eurolamp

Electrum

ELM

Enerlight

Enext

ekoteX

Elcor

Erka

Ecostrum

Feron

Global

Horoz Electric

Intelite

Ledlife

Ledeffect

Ledex

Ledstar

Lezard

Magnum

Maxus

Mi-Light

Nami lighting

Osram

Optima

Sokol

Venom

Videx

Velmax

Z-Light

Евросвет

Светкомплект

Комплектующие для светильников

[Подбор по характеристикам]

Smart

Аварийные

Архитектурные

Безрамочные

Влагозащищённые

Врезные

Декоративные

для АЗС

ЖКХ

С датчиком движения

Кольцевые

Консольные

Купольные

Линейные

Магистральные

Накладные

Настенные

Настольные

Ночники

Подвесные

Потолочные

Прожекторы

Промышленные

Светодиодные модули

Светодиодные панели

Трековые

Торшерные

Точечные

Уличные

Универсальные

Кабель и провод

Светильники декоративные

Delux

Electrum

Enext

Erka

Feron

Horoz Electric

Maxus

Квадратные

Круглая

Линейные

Настольные

Овальные

Светильники гипсовые

Квадратные

Круглая

Светильники садово-парковые

Фонари светодиодные

Лампы люминесцентные

Electrum

Delux

Лампы энергосберегающие

Delux

Electrum

Eurolamp

Евросвет

Enext

Лампы газоразрядные

Electrum

Delux

E.next

Евросвет

Дизайнерские лампы

Eurolamp

Лампы галогенные

Eurolamp

Electrum

Osram

Delux

Enext

Horoz Electric

Бытовая электроника

Беспроводные звонки

Блоки защиты

Вилка

Вставка

Выключатель

Выключатели нагрузки

Двойник

Диммер

Дистанционные выключатели

Дроссель

Колодка

Модульные контакторы

Модульные устройства подачи команд и сигналов

Переходник

Предохранители и держатели предохранителей на DIN-рейку

Розетка

Розетки на DIN-рейку

Розетки с таймером

Рамка

Сетевые шнуры

Тройник

Удлинитель

Шнур

Энергосавер (карточного типа)

Кнопка

Заглушка

Комплекты

Лента светодиодная

Лампы накаливания

Electrum

Delux

Philips

Osram

Enext

Электрообогрев

Промышленный обогрев

Теплый пол

Терморегуляторы

Иллюминация

Конструкции

Комплектующие

Стабилизаторы и системы бесперебойного питания

Стабилизаторы напряжения

КПП и кабеленесущие системы

Аксессуары для кабеля

Кабельные хомуты КО

Колодцы кабельные

Короб кабельный пластиковый

Лотки металлические и аксессуары

Металлорукав и аксессуары

Системы прокладки кабеля в грунте

Трубы гофрированные и аксессуары

Трубы металлические и аксессуары

Трубы пластиковые и аксессуары

Детекторы

Уничтожители насекомых

Щиты в сборе

Монтажные наборы

ЯПРП

ЯРП

ЯТП

Аккумуляторы и батарейки

Аккумуляторы

Батарейки

Зарядные устройства

Датчики движения

Delux

Euroelectric

Electrum

E.next

Feron

Horoz Electric

Maxus

Mi-Light

Schneider

Z-Light

Евросвет

Силовое низковольтное оборудование

Выключатели-разъединители

Контакторы

Магнитные пускатели

Пакетные переключатели

Переключатели

Силовые предохранители

Устройства подачи команд и сигналов

Частотные преобразователи

Инструмент

Гидравлический инструмент

Дрели, шуруповёрты и перфораторы

Измерительные инструменты

Изолированный инструмент

Инструмент для затяжки хомутов

Инструмент для обжимки наконечников

Инструмент для резки кабеля

Инструмент для сетевого провода

Инструмент для снятия изоляции

Инструмент обрабатывающий

Инструменты для скрепления

Краскораспылитель

Миксер

Многофункциональные инструменты

Мультиметры

Наборы инструментов

Отвертки

Отвертки-тестеры

Пилы, лобзики

Плоскогубцы, круглогубцы, кусачки

Фен промышленный

Ящики для инструментов

Реле контроля и управления

Промежуточные реле

Реле защиты двигателя

Реле импульсное

Реле контроля напряжения

Реле мощности

Регуляторы температуры

Сумеречные реле

Таймеры и реле времени

Шкафы и корпуса

Климат-контроль щитовой

Корпуса металлические модульные

Корпуса металлические монтажные

Корпуса пластиковые модульные

Приборы учета, контроля и измерения

Шкафы пластиковые противоударные

Щиты этажные

Элементы систем компенсации реактивной мощности

Молниезащита и заземление

УЗИП

Элементы внешней молниезащиты

Элементы заземления

Приборы учета энергоресурсов

Счетчики электроэнергии

Аксессуары к счетчикам

Комплектующие (весь каталог)

Арматура для СИП

Балласты

Блоки питания

Все для монтажа

Диоды

Драйверы

Линзы

Патрон

Подложки

Светодиодные аксессуары

Солнечные батареи

Соединители

Средства подключения

Устройства управления

Светодиодные экраны

Умный дом

Зарядные устройства

Все для автомобиля

Автомобильные компрессоры

Внешние аккумуляторы

Гайковерты

Мойки высокого давления

Полировальные машины

Пылесосы

Стационарное оборудование

Деревообрабатывающие станки

Компресоры

Настольные пилы

Оборудование для мастерской

Реактивная энергия – РАДИОСХЕМЫ

Наверняка многие из вас слышали о реактивной электроэнергии. Зная, насколько сложен для понимания этот термин, давайте разберём детально отличия реактивной и активной энергии. Важно осознать тот факт, что реактивную электроэнергию мы можем наблюдать только в переменном токе. Там, где течёт постоянный ток, реактивная энергия не присутствует. Обусловлено это природой появления реактивной энергии. Через несколько понижающих трансформаторов к потребителю поступает переменный ток, конструкция которых разделяет обмотки низкого и высокого напряжения. То есть получается так, что в трансформаторе отсутствует физический контакт между двумя обмотками, при этом ток всё равно течёт. Объяснить это довольно просто. Электроэнергия всегда передаётся через воздух, который является прекрасным диэлектриком, при помощи электромагнитного поля, составляющая которого – переменное магнитное поле. Оно регулярно пересекает обмотку, появляясь в другой, и не имеет с первой электрического контакта, наводя электродвижущую силу. Коэффициент полезного действия у современных трансформаторов достаточно велик, отсюда потеря электроэнергии сводиться к минимуму, и потому вся мощь переменного тока, который протекает в первичной обмотке, оказывается в цепи вторичной обмотки. Тоже самое происходит в конденсаторе, правда, уже за счёт электрического поля. Ёмкость и индуктивность вместе порождают реактивную энергию. Активная энергия (которой мешает возврат реактивной энергии) преобразовывается в тепловую, механическую и другую. Реактивная составляющая электрического тока возникает только в цепях, содержащих реактивные элементы (индуктивности и ёмкости) и расходуется обычно на бесполезный нагрев проводников, из которых составлена эта цепь. Примером таких реактивных нагрузок являются электродвигатели различного типа, переносные электроинструменты (электродрели, «болгарки», штроборезы и т.п.), а также различная бытовая электронная техника. Полная мощность этих приборов, измеряемая в вольт-амперах, и активная мощность (в ваттах) соотносятся между собой через коэффициент мощности cosφ, который может принимать значение от 0,5 до 0,9. На этих приборах указывается обычно активная мощность в ваттах и значение коэффициента cosφ. Для определения полной потребляемой мощности в ВА, необходимо величину активной мощности (Вт) разделить на коэффициент cosφ. Пример: если на электродрели указана величина мощности в 800 Вт и cosφ = 0,8, то отсюда следует, что потребляемая инструментом полная мощность составляет 800/0,8=1000 ВА. При отсутствии данных по cosφ можно брать его приблизительное значение, которое для домашнего электроинструмента составляет примерно 0,7. Реактивный тип нагрузки характеризуется тем, что сначала, неторое время, в нём происходит накопление энергии, поставляемой источником питания. Затем запасённая энергия отдаётся обратно в этот источник. К подобным нагрузкам относятся такие элементы электрических цепей, как конденсаторы и катушки индуктивности, а также устройства, содержащие их. При этом в такой нагрузке между напряжением и током присутствует сдвиг фаз, равный 90 градусам. Поскольку основной целью существующих систем электроснабжения является полезная доставка электроэнергии от производителя непосредственно к потребителю – реактивная составляющая мощности обычно считается вредной характеристикой цепи. Для того, чтобы компенсировать противодействие реактивной энергии, применяются специальные устанавливаемые конденсаторы. Это заставляет свести к минимуму появляющееся негативное влияние реактивной энергии. Мы уже отмечали, что реактивная мощность существенно влияет на потерю электрической энергии в сети. Потому получается, что величину той самой негативной энергии приходиться постоянно держать под контролем, и лучший для этого способ – организовать её учёт. Там, где озабочены этой проблемой (различные промышленные предприятия) довольно часто ставят отдельные специальные приборы, которые ведут учёт не только самой реактивной энергии, но и активной её части. Учёт ведётся в трёхфазных сетях по индуктивной и ёмкостной составляющей. Обычно такие счётчики, это не что иное, как аналого-цифровое устройство, которое преобразует мощность в аналоговый сигнал, который превращается в частоту следования электро-импульсов. Сложив их, мы можем судить о количестве потребляемой энергии. Обычно счётчик сделан из пластмассового корпуса, где установлены 3 трансформатора и блок учёта на печатной плате. На внешней стороне располагается ЖК экран или светодиоды. Предприятия в настоящее время всё чаще ставят универсальные счётчики учёта электроэнергии, которые измеряют количество как активной, так и реактивной энергии. Более того, такие приборы могут совмещать функции от двух, а иногда и более устройств, что позволяет снижать затраты на обслуживание и позволяет сэкономить во время покупки. Такие устройство способны вычислять реактивную и активную мощность, а также измерять мгновенные значения напряжений. Счётчик фиксирует, каков уровень потребления энергии и показывает всю информацию на дисплее 3-мя сменяющимися кадрами (индуктивная составляющая, ёмкостная составляющая, а также объём активной энергии). Современные модели позволяют передавать данные по ИК цифровому каналу, защищены от магнитных полей, хищения энергии. Более того, мы получаем более точные измерения и малое энергопотребление, что выгодно отличает новые модели от предшественников.

Что такое активная, реактивная и полная мощность – определение и объяснение

Активная мощность

Определение: Мощность, которая фактически потребляется или используется в цепи переменного тока, называется Истинная мощность или Активная мощность или Реальная мощность . Он измеряется в киловаттах (кВт) или МВт. Это фактические результаты работы электрической системы, которая управляет электрическими цепями или нагрузкой.

Реактивная мощность

Определение: Мощность, которая течет вперед и назад, что означает, что она движется в обоих направлениях в цепи или реагирует на себя, называется Реактивная мощность .Реактивная мощность измеряется в киловольт-амперах реактивной (кВАр) или в МВАр.

Полная мощность

Определение: Произведение среднеквадратичного значения напряжения и тока известно как Полная мощность . Эта мощность измеряется в кВА или МВА.

Было замечено, что мощность потребляется только в сопротивлении. Чистая катушка индуктивности и чистый конденсатор не потребляют никакой энергии, поскольку в течение полупериода любая мощность, полученная от источника этими компонентами, та же самая мощность возвращается к источнику.Эта мощность, которая возвращается и течет в обоих направлениях цепи, называется реактивной мощностью. Эта реактивная мощность не выполняет никакой полезной работы в цепи.

В чисто резистивной цепи ток находится в фазе с приложенным напряжением, тогда как в чисто индуктивной и емкостной цепи ток сдвинут по фазе на 90 градусов, т. Е. Если в цепь подключена индуктивная нагрузка, ток отстает от напряжения на 90 градусов, и если подключена емкостная нагрузка, ток опережает напряжение на 90 градусов.

Следовательно, из всего вышеприведенного обсуждения можно сделать вывод, что ток , синфазный с напряжением, создает истинную или активную мощность , тогда как ток , сдвинутый по фазе на 90 градусов с напряжением, вносит вклад в реактивную мощность в цепи.

Следовательно,

• Истинная мощность = напряжение x ток в фазе с напряжением
• Реактивная мощность = напряжение x ток не в фазе с напряжением

Векторная диаграмма для индуктивной цепи показана ниже:

Если взять за эталон напряжение V, то ток I отстает от напряжения V на угол ϕ.Ток I делится на две составляющие:

• I Cos ϕ в фазе с напряжением В
• I Sin ϕ, который сдвинут по фазе на 90 градусов с напряжением V

Следовательно, следующее выражение, показанное ниже, дает активную, реактивную и полную мощность соответственно.

• Активная мощность P = V x I cosϕ = V I cosϕ
• Реактивная мощность P _r или Q = V x I sinϕ = V I sinϕ
• Полная мощность P _a или S = ​​V x I = VI

Активная составляющая текущей

Составляющая тока, которая находится в фазе с напряжением цепи и вносит вклад в активную или истинную мощность схемы, называется активной составляющей или составляющей полной ватт или синфазной составляющей тока.

Реактивная составляющая тока

Составляющая тока, которая находится в квадратуре или на 90 градусов по фазе относительно напряжения цепи и вносит вклад в реактивную мощность цепи, называется реактивной составляющей тока.

,

Разница между активной и реактивной мощностью (со сравнительной таблицей)

Наиболее существенная разница между активной и реактивной мощностью заключается в том, что активная мощность – это фактическая мощность, рассеиваемая в цепи. В то время как реактивная мощность – это бесполезная мощность, которая течет только между источником и нагрузкой. Другие различия между активной и реактивной мощностью поясняются ниже в сравнительной таблице.

Активная, полная и действительная мощность индуцируется в цепи только тогда, когда их ток отстает от приложенного напряжения на угол Φ.Прямоугольный треугольник, показанный ниже, показывает соотношение между активной, реактивной и полной мощностью.

Где, S – полная мощность
Q – реактивная мощность
P – Активная мощность

Таблица сравнения

Основа для сравнения	Активная мощность	Реактивная мощность
Определение	Активная мощность – это реальная мощность, рассеиваемая в цепи.	Мощность, которая движется назад и образует пену между нагрузкой и источником такого типа мощности, известна как реактивная мощность
Формула
Измерительный блок	Ватт	VAR
Представлен	P	Q
Причины	Вырабатывает тепло в нагревателе, загорается в лампах и вызывает крутящий момент в двигателе.	Измеряет коэффициент мощности цепи.
Измерительный прибор	Ваттметр	Измеритель VAR

Определение активной мощности

Мощность, которая рассеивается или выполняет полезную работу в цепи, известна как активная мощность. Он измеряется в ваттах или мегаваттах. Активная мощность обозначается заглавным алфавитом P. Среднее значение мощности в цепи дается выражением.

Активная мощность формирует цепь и нагрузку.

Определение реактивной мощности

Реактивная мощность перемещается между источником и нагрузкой цепи. Эта мощность не выполняет с нагрузкой никакой полезной работы. Q представляет собой реактивную мощность и измеряется в ВАр. Реактивная мощность сохраняется в цепи и разряжается асинхронным двигателем, трансформатором или соленоидами.

Ключевые различия между активной и реактивной мощностью

• Активная мощность – это реальная мощность, потребляемая нагрузкой.А реактивная мощность – это бесполезная мощность.
• Активная мощность – это произведение напряжения, тока и косинуса угла между ними. В то время как реактивная мощность – это произведение напряжения и тока и синуса угла между ними.
• Активная мощность – это активная мощность, измеряемая в ваттах. Пока реактивная мощность измеряется в ВАР.
• Буква P представляет активную мощность, а Q представляет реактивную мощность.
• Крутящий момент, развивающийся в двигателе, тепло, рассеиваемое нагревателем, и свет, излучаемый лампами, – все это из-за активной мощности.Реактивная мощность определяет коэффициент мощности цепи.
• Ваттметр измеряет активную мощность, а VAR-метр используется для измерения полной мощности.

Заключение

Активная мощность выполняет полезную работу в цепи. И реактивная мощность просто течет в цепи, не выполняя никакой полезной работы.

,

Что такое реактивная мощность? – IBERDROLA

• Ниже
  15 кВт по тарифам 2.0A – 2.1A Оплата производится только в том случае, если реактивная мощность превышает 50% от потребляемой активной мощности.
• Более
  15 кВт по тарифам 3.0A – 3.1A y 6.x Оплата производится только в том случае, если реактивная мощность превышает 33% от активной мощности. Он не применяется во внепиковый период (P3 ставки 3.X и P6 ставки 6.X).

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

Под превышением реактивной мощности в каждый период действия тарифа доступа понимается более 33% от зарегистрированной активной мощности за этот же период.

Избыточная реактивная мощность i = RPEi – 0,33 * APi
RPEi: Реактивная мощность при записи в соответствующий период
APi: Активная мощность при записи в соответствующий период.
i: Тарифный период доступа.

Регулируемый заряд реактивной мощности (/ кВАрч) определяется коэффициентом мощности (cosφ), который измеряет количество реактивной мощности по отношению к общей мощности, и рассчитывается следующим образом:

Никаких затрат не применяется, если значение cosφ больше 0.95.
Однако стоимость будет 0,041554 / кВАрч, если cosφ находится между 0,95 и 0,80.
Стоимость составит 0,62332 / кВАрч, если cosφ меньше 0,80.

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

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

Счет за электроэнергию отображает надбавку за реактивную мощность следующим образом:

В этом примере счет за превышение реактивной мощности выставляется за два периода:

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

Расчеты производились следующим образом:

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

	Период 1	Период 2	Период 3	Итого Доплата
Активная мощность (кВтч)	256,00	1,259,00	145,00
Реактивная мощность (кВАрч)	291,00	1,510,00	103,00
Реактивная мощность, исключенная из счета (*) (кВАарч)	84,48	415,47	Н / Д
Реактивная мощность НЕ исключена из счета (в кВАрч)	206,52	1,094,53	Н / Д
cosφ	0,66	0 , 64
Плата за выставление счетов за реактивную мощность (дюйм / кВАр · ч)	0,062332	0,062332
C сбор за счет: Плата за реактивную мощность x Реактивная мощность, НЕ исключенная из счета	12,87	68,22		81,09

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

Как мне отказаться от выставления счетов за реактивную мощность?

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

Дополнительные преимущества, предоставляемые конденсаторными батареями:

• Они сокращают потери на джоулевом эффекте (нагрев) в проводниках и трансформаторах, расположенных «выше по потоку» от конденсаторных батарей, что приводит к повышению энергоэффективности электрической системы.
• При установке на объектах с силовыми трансформаторами (высоковольтные потребители) они увеличивают доступную мощность во вторичной обмотке.

Iberdrola предоставляет этим банкам услуги по установке «под ключ», так что клиенту не нужно ни о чем беспокоиться.

АЭС

Что такое ядерный реактор?

Ядерный реактор – это система, которая содержит устойчивые цепные ядерные реакции и контролирует их. Реакторы используются для генерации электричество, движущиеся авианосцы и подводные лодки, производство медицинских изотопов для визуализации и лечения рака, и для проведения исследований.

Топливо, состоящее из тяжелых атомов, которые расщепляются при поглощении нейтронов, помещается в корпус реактора (в основном большой резервуар) вместе с небольшим источником нейтронов.Нейтроны запускают цепную реакцию, в которой каждый атом, который расщепляется выпускает больше нейтронов, которые вызывают расщепление других атомов. Каждый раз, когда атом расщепляется, он выделяет большое количество энергия в виде тепла. Тепло отводится из реактора теплоносителем, который чаще всего является простым. вода. Охлаждающая жидкость нагревается и уходит в турбину, чтобы раскрутить генератор или приводной вал. Ядерные реакторы – это просто экзотические источники тепла.

На этой странице

Штифты топливные

Самая маленькая часть реактора – твэл.Обычно это оксид урана (UO ₂ ), но может принимать другие формы, включая торийсодержащий материал. Их часто окружает металлическая трубка (называемая оболочкой), чтобы продукты деления не улетали. в охлаждающую жидкость.

Топливная сборка

ТВС – это пучки твэлов. Топливо загружается и вывозится из реактора в сборе. Сборки имеют некоторый конструкционный материал, чтобы штифты были близко, но не соприкасались, чтобы осталось место для охлаждающей жидкости.

Полный ядро ​​

Это полноценное ядро, состоящее из нескольких сотен сборок. Некоторые сборки являются контрольными. Различные тепловыделяющие сборки вокруг активной зоны содержат разное топливо. Они различаются по обогащению и возраст, среди других параметров. Сборки также могут отличаться по высоте, с разным обогащением. вверху ядра от тех, что внизу.

Реактор с водой под давлением

Самый распространенный тип реактора.PWR использует в качестве охлаждающей жидкости обычную старую воду. Первичное охлаждение вода находится под очень высоким давлением, поэтому она не закипает. Проходит через теплообменник, передача тепла вторичному контуру охлаждающей жидкости, который затем раскручивает турбину. В них используется оксид топливные таблетки, уложенные в циркониевые трубки. Они могли сжечь торий или плутониевое топливо.

Плюсы:

• Сильный отрицательный коэффициент пустотности – реактор остывает, если вода начинает пузыриться потому что теплоноситель является замедлителем, который необходим для поддержания цепная реакция

• Вторичный контур удерживает радиоактивные вещества вдали от турбин, упрощая обслуживание.

• Накоплен большой опыт эксплуатации, а также разработаны конструкции и процедуры. были в значительной степени оптимизированы.

Минусы:

• Охлаждающая жидкость под давлением быстро выходит из строя при разрыве трубы, что требует наличия множества резервных систем охлаждения.
• Невозможно создать новое топливо – подвержен «нехватке урана»

Реактор кипящей воды

Второй по распространенности, BWR во многом похож на PWR.Однако у них только одна охлаждающая жидкость. петля. Горячее ядерное топливо закипает воду, когда оно выходит из верхней части реактора, где пар направляется к турбине, чтобы раскрутить ее.

Плюсы:

• Более простая сантехника снижает затраты
• Уровни мощности можно увеличить, просто увеличив скорость струйных насосов, подавая меньше кипяченой воды и больше умеренности. Таким образом, отслеживание нагрузки выполняется просто и легко.
• Накоплен большой опыт эксплуатации, а конструкция и процедуры в значительной степени оптимизированы.

Минусы:

• При наличии жидкой и газообразной воды в системе возможно множество странных переходных процессов, затрудняющих анализ безопасности
• Теплоноситель первого контура находится в прямом контакте с турбинами, поэтому в случае утечки в топливном стержне радиоактивный материал может размещаться на турбине. Это усложняет обслуживание, так как персонал должен быть одет для работы в радиоактивной среде.
• Невозможно создать новое топливо – подвержен «нехватке урана»
• Обычно не работает при отключении электроэнергии на станциях, как в Фукусиме.

Канада Дейтерий-урановые реакторы (CANDU)

CANDU – это канадский дизайн, который встречается в Канаде и по всему миру. Они содержат тяжелой воды , где водород в h3O имеет дополнительный нейтрон (что делает его дейтерий вместо водорода). Дейтерий поглощает намного меньше нейтронов, чем водород, и CANDU могут работать, используя только природный уран вместо обогащенного.

Плюсы:

• Требуется очень небольшое обогащение урана.
• Может заправляться во время работы, сохраняя высокий коэффициент загрузки (при условии, что машины для перекачки топлива не ломаются).
• Очень гибкие и могут использовать любой вид топлива.

Минусы

• Некоторые варианты имеют положительный температурный коэффициент охлаждающей жидкости, что вызывает проблемы с безопасностью.
• Поглощение нейтронов дейтерием приводит к образованию трития, который является радиоактивным и часто утекает в небольших количествах.
• Теоретически может быть модифицирован для производства оружейного плутония немного быстрее, чем обычные реакторы.

См. Также

• CANTEACH – Самый полный общественная образовательная и справочная библиотека по технологии CANDU.

Быстрый реактор с натриевым охлаждением

Эти реакторы охлаждаются жидким металлическим натрием. Натрий тяжелее водорода, что приводит к нейтроны движутся с более высокими скоростями (отсюда быстрых ).Они могут использовать металлическое или оксидное топливо и сжигать широкий разнообразие видов топлива.

Плюсы:

• Может производить собственное топливо, эффективно устраняя любые опасения по поводу нехватки урана (посмотрите, что такое быстрый реактор?)
• Может сжигать собственные отходы
• Металлическое топливо и отличные тепловые свойства натрия позволяют пассивно безопасную работу – реактор безопасно отключится без работы каких-либо резервных систем (или людей вокруг), полагаясь только на физику.

Минусы:

• Натриевая охлаждающая жидкость реагирует с воздухом и водой. Таким образом, утечки в трубах приводят к пожарам натрия. Их можно спроектировать вокруг, но это серьезная неудача для этих реакторов.
• Для полного сжигания отходов требуется оборудование для переработки, которое также можно использовать для распространение ядерного оружия.
• Избыточные нейтроны, использованные для обеспечения способности реактора использовать ресурсы, могут тайно использоваться для производства плутония для оружия.
• Положительные пустотные коэффициенты присущи большинству быстрых реакторов, особенно больших. Это проблема безопасности.
• Не так много опыта эксплуатации накоплено. У нас всего около 300 реакторо-лет. опыта работы с реакторами с натриевым теплоносителем.

Реактор расплавленной соли

Обновление! Теперь есть целая страница, на которой подробно обсуждаются MSR. Реакторы на расплавленной соли (MSR) – любимые реакторы в Интернете. Пока они уникальны тем, что используют жидкое топливо.

Плюсы:

• Может постоянно разводить новое топливо, устраняя опасения по поводу энергоресурсов
• Может отлично использовать торий, альтернативное ядерное топливо урану
• Может поддерживаться в оперативном режиме за счет химического удаления продуктов деления, что устраняет необходимость отключения во время дозаправки.
• Отсутствие оболочки означает меньшее количество нейтронопоглощающего материала в активной зоне, что приводит к повышению эффективности нейтронов и, следовательно, к более высокому использованию топлива
• Жидкое топливо также означает, что структурная доза не ограничивает срок службы топлива, позволяя реактору извлекать очень много энергии из загруженного топлива.

Минусы:

• Радиоактивные газообразные продукты деления не содержатся в маленьких штырях, как в обычных реакторах. Таким образом, при нарушении условий содержания могут выделяться все газы деления, а не только газы. из одной крошечной булавки. Это требует таких вещей, как тройное резервирование и т. Д., И с ними можно справиться.

• Наличие онлайн-перерабатывающего предприятия с поступающим предварительно расплавленным топливом – распространение беспокойство.Оператор может перенаправить Pa-233, чтобы обеспечить небольшой поток почти чистого оружейного U-233. Кроме того, весь запас урана может быть отделен без особых усилий. В своей автобиографии Элвин Вайнберг объясняет, как это было сделано в Национальной лаборатории Ок-Ридж: «Это был замечательный подвиг! Всего за 4 дня все 218 кг урана в реакторе были отделены от сильно радиоактивных продуктов деления и его радиоактивность снизилась в пять миллиардов раз ».

• Очень небольшой опыт эксплуатации, хотя успешный испытательный реактор эксплуатировался в 1960-х.

Высокотемпературный реактор с газовым охлаждением

В реакторах HTGR

используются маленькие топливные гранулы, скрепленные либо в виде шестиугольных брикетов, либо в виде более крупных камешков (в призматическом и галечные конструкции).Газ, такой как гелий или диоксид углерода, быстро пропускается через реактор для его охлаждения. Из-за низкой удельной мощности эти реакторы рассматриваются как перспективные для использования ядерной энергии за пределами электроэнергия: на транспорте, в промышленности и в жилищном режиме. Они не особо хороши просто производя электричество.

Плюсы:

• Может работать при очень высоких температурах, обеспечивая высокий тепловой КПД (около 50%!) И способность для создания технологического тепла для таких вещей, как нефтеперерабатывающие заводы, опреснительные установки, водородные топливные элементы производство и многое другое.
• Каждый маленький камешек топлива имеет свою собственную герметизирующую структуру, добавляя еще один барьер между радиоактивный материал и окружающая среда.

Минусы:

• У высокой температуры есть и плохая сторона. Материалы, которые могут оставаться прочными при высоких температурах и с большим количеством нейтронов, пролетающих через них, их трудно найти.
• Если газ перестанет поступать, реактор очень быстро нагреется. Необходимы резервные системы охлаждения.
• Газ – плохой хладагент, поэтому требуется большое количество хладагента для относительно небольшой мощности. Следовательно, эти реакторы должны быть очень большими, чтобы производить энергию с такой же скоростью, как и другие реакторы.
• Не такой большой опыт эксплуатации

© Whatisnuclear.com 2007-2020 | CC-BY-NC

.