Что такое активная мощность и реактивная мощность?

17 ответов на вопрос “Что такое активная мощность и реактивная мощность?”

  1. TheFantaPlay Ответить

    Для вычисления полной мощности используют формулу в комплексной форме. Например, для генератора расчет имеет вид:

    А для потребителя:

    Но применим знания на практике и разберемся как рассчитать потребляемую мощность. Как известно мы, обычные потребители, оплачиваем только за потребление активной составляющей электроэнергии:
    P=S*cosФ
    Здесь мы видим, новую величину cosФ. Это коэффициент мощности, где Ф – это угол между активной и полной составляющей из треугольника. Тогда:
    cosФ=P/S
    В свою очередь реактивная мощность рассчитывается по формуле:
    Q = U*I*sinФ
    Для закрепления информации, ознакомьтесь с видео лекцией:
    Всё вышесказанное справедливо и для трёхфазной цепи, отличаться будут только формулы.

    Ответы на популярные вопросы

    Полная, активная и реактивная мощности являются важной темой в электричестве для любого электрика. В качестве заключения мы сделали подборку из 4 часто задаваемых вопросов на этот счёт.
    Какую работу выполняет реактивная мощность?
    Ответ: полезной работы не выполняет, но нагрузкой на линии является полная мощность, в том числе с учетом реактивной составляющей. Поэтому чтобы снизить общую нагрузку с ней борются или говоря грамотным языком компенсируют.
    Как её компенсируют?
    — В этих целях используют установки для компенсации реактива. Это могут быть конденсаторные установки или синхронные компенсаторы (синхронные электродвигатели). Подробнее мы рассматривали этот вопрос в статье: https://samelectrik.ru/kompensaciya-reaktivnoj-moshhnosti.html
    Из-за каких потребителей возникает реактив?
    — Это в первую очередь электродвигатели – самый многочисленный вид электрооборудования на предприятиях.
    Чем вредит большое потребление реактивной энергии?
    — Кроме нагрузки на линии электропередач следует учитывать, что предприятия оплачивает полную мощность, а физические лица – только активную. Это приводит к повышенной сумме оплаты за электроэнергию.
    На видео предоставлено простое объяснение понятий реактивной, активной и полной мощностей:
    На этом мы и заканчиваем рассмотрение данного вопроса. Надеемся, теперь вам стало понятно, что такое активная, реактивная и полная мощность, какие между ними отличия и как определяется каждая величина.
    Материалы по теме:
    Для чего нужен ограничитель мощности
    Фазное и линейное напряжение в трехфазных цепях
    Как определить потребляемую мощность электроприборов

  2. ВсЁведущий Ответить

    Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60–65 % общего потребления), трансформаторы (20–25 %), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10 %).
    Передача реактивной мощности загружает электрические сети и установленное в ней оборудование, уменьшая их пропускную способность. Реактивная мощность генерируется синхронными генераторами электростанций, синхронными компенсаторами, синхронными двигателями (регулирование током возбуждения), батареями конденсаторов (БК) и линиями электропередачи.
    Реактивная мощность, вырабатываемая емкостью сетей, имеет следующий порядок величин: воздушная линия 20 кВ генерирует 1 кВАр на 1 км трехфазной линии; подземный кабель 20 кВ – 20 кВАр/км; воздушная линия 220 кВ – 150 кВАр/км; подземный кабель 220 кВ – 3 МВАр/км.

    Коэффициент мощности и коэффициент реактивной мощности.

    Векторное представление величин, характеризующих состояние сети, приводит к представлению реактивной мощности Q вектором, перпендикулярным вектору активной мощности Р (рис. 5.2 ). Их векторная сумма дает полную мощность S.

    Рис. 5.1. Треугольник мощностей
    Согласно рис. 5.1 и (5.2) следует, что S2 = Р2 + Q2; tgφ = Q/P; cosφ = P/S.
    Основным нормативным показателем, характеризующим реактивную мощность, ранее был коэффициент мощности cosφ. На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92–0,95. Однако выбор соотношения P/S в качестве нормативного не дает четкого представления о динамике изменения реального значения реактивной мощности. Например, при изменении коэффициента мощности от 0,95 до 0,94 реактивная мощность изменяется на 10 %, а при изменении этого же коэффициента от 0,99 до 0,98 приращение реактивной мощности составляет уже 42 %. При расчетах удобнее оперировать соотношением tgφ = Q/P, которое называют коэффициентом реактивной мощности.
    Предприятиям, у которых присоединенная мощность более 150 кВт (за исключением «бытовых» потребителей), определены предельные значения коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети – с 7 до 23 часов (Приказ Министерства промышленности и энергетики РФ от 22.02.2007 г. № 49 «О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии»).
    Предельные значения коэффициентов реактивной мощности (tgφ) нормируются в зависимости от положения точки (напряжения) присоединения потребителя к сети. Для напряжения сети 100 кВ tgφ = 0,5; для сетей 35, 20, 6 кВ – tgφ = 0,4 и для сети 0,4 кВ – tgφ = 0,35.
    Введение новых директивных документов по компенсации реактивной мощности было направлено на повышение эффективности работы всей системы электроснабжения от генераторов энергосистемы до приемников электроэнергии.
    С введением коэффициента реактивной мощности стало возможным представлять потери активной мощности через активную или реактивную мощности: Р = (P2/U2) R (l + tg2φ).
    Угол между векторами мощностей Р и S соответствует углу φ между векторами активной составляющей тока Iа и полного тока I, который, в свою очередь, представляет собой векторную сумму активного тока Iа, находящегося в фазе с напряжением, и реактивного тока Iр, находящегося под углом 90° к нему. Это расположение токов является расчетным приемом, связанным с разложением на активную и реактивную мощности, которое можно считать естественным.
    Большинство потребителей нуждаются в реактивной мощности, поскольку они функционируют благодаря изменению магнитного поля. Для наиболее употребительных двигателей в нормальном режиме работы можно привести следующие примерные значения tgφ.
    Электродвигатели
    tgφ
    cosφ
    Однофазный асинхронный двигатель
    1,30–0,90
    0,61–0,74
    Трехфазный асинхронный двигатель
    1,00–0,50
    0,70–0,89
    Коллекторный двигатель
    1,30–1,00
    0,61–0,70
    В момент пуска двигателей требуется значительное количество реактивной мощности, при этом tgφ = 4–5 (cosφ = 0,2–0,24).
    Синхронные машины обладают способностью потреблять или выдавать реактивную мощность в зависимости от степени возбуждения.
    В синхронных генераторах и двигателях размеры цепей возбуждения ограничивают возможность поставки реактивной мощности до максимальных значений tgφ = 0,75 (cosφ = 0,8) или до tgφ = 0,5 (cosφ = 0,9) (табл. 5.1).
    Синхронные двигатели, выпускаемые отечественной промышленностью, рассчитаны на опережающий коэффициент мощности (cosφ = 0,9) и при номинальной активной нагрузке Pном и напряжении Uном могут вырабатывать номинальную реактивную мощность Qном ≈ 0,5Pном.
    При недогрузке СД по активной мощности β = P/Pном < 1 возможна перегрузка по реактивной мощности α = Q/Qном > 1.
    Преимуществом СД, используемым для компенсации реактивной мощности, по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности. Недостатком является то, что активные потери на генерирование реактивной мощности для СД больше, чем для КБ.
    Дополнительные активные потери в обмотке СД, вызываемые генерируемой реактивной мощностью в пределах изменения cosφ от 1 до 0,9 при номинальной активной мощности СД, равной Pном, кВт:
    Рном = Q2номR /U2ном ,
    где Qном – номинальная реактивная мощность СД, кВ Ар; R – сопротивление одной фазы обмотки СД в нагретом состоянии, Ом; Uном – номинальное напряжение сети, кВ.
    В системах электроснабжения промышленных предприятий КБ компенсируют реактивную мощность базисной (основной) части графиков нагрузок, а СД снижают пики нагрузок графика.
    Таблица 5.1
    Зависимости коэффициента перегрузки по реактивной мощности синхронных двигателей
    Серия, номинальное напряжение, частота вращения двига теля
    Относительное напряжение на зажимах двигателя U/Uном
    Коэффициент перегрузки по реактивной мощности α при коэффициенте загрузки β
    0,90
    0,80
    0,70
    СДН, 6 и 10 кВ (для всех частот вращения) СДН, 6 кВ: 600–1000 об/мин 370–500 об/мин 187–300 об/мин 100–167 об/мин СДН, 10 кВ: 1000 об/мин 250–750 об/мин СТД, 6 и 10 кВ, 3000 об/мин СД и СДЗ, 380 В (для всех частот вращения)
    0,95 1,00 1,05 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,95 1,00 1,05 1,10 0,95 1,00 1,05 1,10
    1,31 1,21 1,06 0,89 0,88 0,86 0,81 0,90 0,86 1,30 1,32 1,12 0,90 1,16 1,15 1,10 0,90
    1,39 1,27 1,12 0,94 0,92 0,88 0,85 0,98 0,90 1,42 1,34 1,23 1,08 1,26 1,24 1,18 1,06
    1,45 1,33 1,17 0,96 0,94 0,90 0,87 1,00 0,92 1,52 1,43 1,31 1,16 1,36 1,32 1,25 1,15
    Синхронные компенсаторы.
    Разновидностью СД являются синхронные компенсаторы (СК), которые представляют собой СД без нагрузки на валу. В настоящее время выпускается СК мощностью выше 5000 кВ?Ар. Они имеют ограниченное применение в сетях промышленных предприятий. Для улучшения показателей качества напряжения у мощных ЭП с резкопеременной, ударной нагрузкой (дуговые печи, прокатные станы и т. п.) используются СК.
    Статические тиристорные компенсирующие устройства.
    В сетях с резкопеременной ударной нагрузкой на напряжении 6–10 кВ рекомендуется применение не конденсаторных батарей, а специальных быстродействующих источников реактивной мощности (ИРМ), которые должны устанавливаться вблизи таких ЭП. Схема ИРМ приведена на рис. 5.2. В ней в качестве регулируемой индуктивности используются индуктивности LR и нерегулируемые ёмкости С1–С3.

    Рис. 5.2. Быстродействующие источники реактивной мощности
    Регулирование индуктивности осуществляется тиристорными группами VS, управляющие электроды которых подсоединены к схеме управления. Достоинствами статических ИРМ являются отсутствие вращающихся частей, относительная плавность регулирования реактивной мощности, выдаваемой в сеть, возможность трёх- и четырёхкратной перегрузки по реактивной мощности. К недостаткам относится появление высших гармоник, которые могут возникнуть при глубоком регулировании реактивной мощности.
    За счет дополнительных потерь мощности в сети, вызванных потреблением реактивной мощности, увеличивается общее потребление электроэнергии. Поэтому снижение перетоков реактивной мощности является одной из основных задач эксплуатации электрических сетей.

  3. zaya•love•you Ответить

    Каталог
    Стабилизаторы напряжения
    Стабилизаторы для котлов отопления
    Стабилизаторы для насосов
    Стабилизаторы для бытовой техники
    Стабилизаторы для сплит-систем
    Стабилизаторы для всего дома
    Стабилизаторы для трёхфазных сетей
    Инверторные стабилизаторы
    Стабилизаторы Teplocom
    Источники бесперебойного питания
    ИБП для котлов отопления
    Комплекты бесперебойного питания
    ИБП для твердотопливных котлов
    ИБП 220 В для дома
    UPS. Компьютерные ИБП
    ИБП 220 В для офиса
    Стеллажи для АКБ. Отсеки АКБ
    Электрические котлы
    Безопасность
    Охранные системы для дома
    ИБП для систем безопасности
    ИБП для CCTV
    Уличные ИБП
    PoE
    Дополнительное оборудование
    Источник питания систем связи
    Малогабаритные блоки питания 12 В
    Умный двор Smart Yard
    Контроль доступа
    Термошкафы
    Источники питания для промышленной автоматики
    Защита от скачков напряжения
    Локальная защита бытовой техники от перенапряжения
    Тёплый пол
    Электрический тёплый пол
    Тёплые коврики
    Термостаты для тёплого пола
    Защита от протечек
    Система защиты от протечек AQUABAST
    Шаровые краны с электроприводом
    Умный дом
    Автономные источники питания на солнечных батареях
    Управление системой отопления
    Термостаты
    Аккумуляторы. Обслуживание АКБ
    Литий-ионные АКБ
    Герметичные АКБ
    Зарядные устройства
    Тестеры ёмкости
    Балансиры АКБ
    Гелевые АКБ
    Аквариумистика
    Защита аквариумного оборудования от перенапряжения
    ИБП для аквариумного оборудования
    Стабилизаторы для аквариумного оборудования
    Аварийное освещение
    Аварийные светильники с АКБ
    Светодиодные светильники 12 В
    Светодиодные прожекторы уличные
    Светодиодные светильники SkatLED
    Li-Ion ИБП и АКБ
    Li-Ion АКБ
    Li-Ion ИБП
    Каталог
    О магазине
    Акции
    Оплата
    Доставка
    Контакты

  4. HusEER Ответить

    Активная и реактивная мощность может быть только у переменного тока, т. к. характеристики сети (силы тока и напряжения) у постоянного всегда равны. Единица измерений активной мощности  Ватт, в то время, как реактивной – реактивный вольтампер и килоВАР (кВАР). Стоит отметить, что как полная, так и активная характеристики могут измеряться в кВт и кВА, это зависит от параметров конкретного устройства и сети. В промышленных цепях чаще всего измеряется в килоВаттах.
    Соотношение энергий
    Электротехника используется активную составляющую в качестве измерения передачи энергии отдельными электрическими приборами. Рассмотрим, сколько мощности потребляют некоторые из них:
    Прибор
    Мощность бытовых приборов, Вт/час
    Зарядное устройство
    2
    Люминесцентная лампа ДРЛ
    От 50
    Акустическая система
    30
    Электрический чайник
    1500
    Стиральной машины
    2500
    Полуавтоматический инвертор
    3500
    Мойка высокого давления
    3500
    Исходя из всего, сказанного выше, активная мощность – это положительная характеристика конкретной электрической цепи, которая является одним из основных параметров для выбора электрических приборов и контроля расхода электричества.
    Генерация активной составляющей
    Обозначение реактивной составляющей:
    Это  номинальная величина, которая характеризует нагрузки в электрических устройствах при помощи колебаний ЭМП и потери при работе прибора. Иными словами, передаваемая энергия переходит на определенный реактивный преобразователь (это конденсатор, диодный мост и т. д.) и проявляется только в том случае, если система включает в себя эту составляющую.

    Расчет

    Для выяснения показателя активной мощности, необходимо знать полную мощность, для её вычисления используется следующая формула:
    S = U \ I, где U – это напряжение сети, а I – это сила тока сети.
    Этот же расчет выполняется при вычислении уровня передачи энергии катушки при симметричном подключении. Схема имеет следующий вид:
    Схема симметричной нагрузки
    Расчет активной мощности учитывает угол сдвига фаз или коэффициент (cos ?), тогда:
    S = U * I * cos ?.
    Очень важным фактором является то, что эта электрическая величина может быть как положительной, так и отрицательной. Это зависит от того, какие характеристики имеет cos ?. Если у синусоидального тока угол сдвига фаз находится в пределах от 0 до 90 градусов, то активная мощность положительная, если от 0 до -90 – то отрицательная. Правило действительно только для синхронного (синусоидального) тока (применяемого для работы асинхронного двигателя, станочного оборудования).
    Также одной из характерных особенностей этой характеристики является то, что в трехфазной цепи (к примеру, трансформатора или генератора), на выходе активный показатель полностью вырабатывается.
    Расчет трехфазной сети
    Максимальная и активная обозначается P, реактивная мощность – Q.
    Из-за того, что реактивная обуславливается движением и энергией магнитного поля, её формула (с учетом угла сдвига фаз) имеет следующий вид:
    QL = ULI = I2xL
    Для несинусоидального тока очень сложно подобрать стандартные параметры сети. Для определения нужных характеристик с целью вычисления активной и реактивной мощности используются различные измерительные устройства. Это вольтметр, амперметр и прочие. Исходя от уровня нагрузки, подбирается нужная формула.
    Из-за того, что реактивная и активная характеристики связаны с полной мощностью, их соотношение (баланс) имеет следующий вид:
    S = vP2 + Q2, и все это равняется U*I .
    Но если ток проходит непосредственно по реактивному сопротивлению. То потерь в сети не возникает. Это обуславливает индуктивная индуктивная составляющая – С и сопротивление – L. Эти показатели рассчитываются по формулам:
    Сопротивление индуктивности: xL = ?L = 2?fL,
    Сопротивление емкости: хc = 1/(?C) = 1/(2?fC).
    Для определения соотношения активной и реактивной мощности используется специальный коэффициент. Это очень важный параметр, по которому можно определить, какая часть энергии используется не по назначению или «теряется» при работе устройства.
    При наличии в сети активной реактивной составляющей обязательно должен рассчитываться коэффициент мощности. Эта величина не имеет единиц измерения, она характеризует конкретного потребителя тока, если электрическая система содержит реактивные элементы. С помощью этого показателя становится понятным, в каком направлении и как сдвигается энергия относительно напряжения сети. Для этого понадобится диаграмма треугольников напряжений:
    Диаграмма треугольников напряжений
    К примеру, при наличии конденсатора формула коэффициента имеет следующий вид:
    cos ? = r/z = P/S
    Для получения максимально точных результатов рекомендуется не округлять полученные данные.

    Компенсация

    Учитывая, что при резонансе токов реактивная мощность равняется 0:
    Q = QL — QC = ULI – UCI
    Для того чтобы улучшить качество работы определенного устройства применяются специальные приборы, минимизирующие воздействие потерь на сеть. В частности, это ИБП. В данном приборе не нуждаются электрические потребители со встроенным аккумулятором (к примеру, ноутбуки или портативные устройства), но для большинства остальных источник бесперебойного питания является необходимым.
    При установке такого источника можно не только установить негативные последствия потерь, но и уменьшить траты на оплату электричества. Специалисты доказали, что в среднем, ИБП поможет экономить от 20 % до 50 %. Почему это происходит:
    Значительно уменьшается нагрузка силовых трансформаторов;
    Провода меньше нагреваются, это не только положительно влияет на их работу, но и повышает безопасность;
    У сигнальных и радиоустройств уменьшаются помехи;
    На порядок уменьшаются гармоники в электрической сети.
    В некоторых случаях специалисты используют не полноценные ИБП, а специальные компенсирующие конденсаторы. Они подходят для бытового использования, доступны и продаются в каждом электротехническом магазине. Для расчета планируемой и полученной экономии можно использовать все вышеперечисленные формулы.

  5. R@$t@M@N Ответить

    Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду.
    Необходимо отметить, что величина sin ? для значений ? от 0 до плюс 90° является положительной величиной. Величина sin ? для значений ? от 0 до минус 90° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой реактивная мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например,асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются активно-индуктивными.
    Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.
    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.
    Мощность может быть как положительной величиной (если нагрузка имеет активно-индуктивный характер), так и отрицательной (если нагрузка имеет активно-ёмкостный характер). Данное обстоятельство подчёркивает тот факт, что реактивная мощность не участвует в работе электрического тока. Когда устройство имеет положительную реактивную мощность, то принято говорить, что оно её потребляет, а когда отрицательную — то производит, но это чистая условность, связанная с тем, что большинство электропотребляющих устройств (например,асинхронные двигатели), а также чисто активная нагрузка, подключаемая через трансформатор, являются активно-индуктивными.
    Синхронные генераторы, установленные на электрических станциях, могут как производить, так и потреблять реактивную мощность в зависимости от величины тока возбуждения, протекающего в обмотке ротора генератора. За счёт этой особенности синхронных электрических машин осуществляется регулирование заданного уровня напряжения сети. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности.
    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

  6. ФРИЗИ Ответить

    Активная мощность (P)
    Другими словами активную мощность можно назвать: фактическая, настоящая, полезная, реальная мощность. В цепи постоянного тока мощность, питающая нагрузку постоянного тока, определяется как простое произведение напряжения на нагрузке и протекающего тока, то есть
    P = U I
    потому что в цепи постоянного тока нет понятия фазового угла между током и напряжением. Другими словами, в цепи постоянного тока нет никакого коэффициента мощности.
    Но при синусоидальных сигналах, то есть в цепях переменного тока, ситуация сложнее из-за наличия разности фаз между током и напряжением. Поэтому среднее значение мощности (активная мощность), которая в действительности питает нагрузку, определяется как:
    P = U I Cos?
    В цепи переменного тока, если она чисто активная (резистивная), формула для мощности та же самая, что и для постоянного тока: P = U I.
    Формулы для активной мощности
    P = U I – в цепях постоянного тока
    P = U I cos? – в однофазных цепях переменного тока
    P = v3 UL IL cos? – в трёхфазных цепях переменного тока
    P = 3 UPh IPh cos?
    P = v (S2 – Q2) или
    P =v (ВА2 – вар2) или
    Активная мощность = v (Полная мощность2 – Реактивная мощность2) или
    кВт = v (кВА2 – квар2)
    Реактивная мощность (Q)
    Также её мощно было бы назвать бесполезной или безваттной мощностью.
    Мощность, которая постоянно перетекает туда и обратно между источником и нагрузкой, известна как реактивная (Q).
    Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Единицей измерения активной мощности является ватт, 1 Вт = 1 В х 1 А. Энергия реактивной мощности сначала накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля или электрического поля в случае, соответственно, индуктивности или конденсатора.
    Реактивная мощность определяется, как
    Q = U I sin?
    и может быть положительной (+Ue) для индуктивной нагрузки и отрицательной (-Ue) для емкостной нагрузки.
    Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивный (вар): 1 вар = 1 В х 1 А. Проще говоря, единица реактивной мощности определяет величину магнитного или электрического поля, произведённого 1 В х 1 А.

    Формулы для реактивной мощности

    Q = U I sin?
    Реактивная мощность = v (Полная мощность2 – Активная мощность2)
    вар =v (ВА2 – P2)
    квар = v (кВА2 – кВт2)
    Полная мощность (S)
    Полная мощность – это произведение напряжения и тока при игнорировании фазового угла между ними. Вся мощность в сети переменного тока (рассеиваемая и поглощаемая/возвращаемая) является полной.
    Комбинация реактивной и активной мощностей называется полной мощностью. Произведение действующего значения напряжения на действующее значение тока в цепи переменного тока называется полной мощностью.
    Она является произведением значений напряжения и тока без учёта фазового угла. Единицей измерения полной мощности (S) является ВА, 1 ВА = 1 В х 1 А. Если цепь чисто активная, полная мощность равна активной мощности, а в индуктивной или ёмкостной схеме (при наличии реактивного сопротивления) полная мощность больше активной мощности.

    Формула для полной мощности

    S = U I
    Полная мощность = v (Активная мощность2 + Реактивная мощность2)
    kUA = v(kW2 + kUAR2)
    Следует заметить, что:
    резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.
    индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.
    конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.
    Все эти величины тригонометрически соотносятся друг с другом, как показано на рисунке:

  7. Irondragon Ответить

    Мощность
    Мощность определяется работой, совершаемой в одну секунду (характеризует насколько быстро совершается работа).
    Электрическая мощность есть расход электрической энергии в одну секунду.
    Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
    Протекание тока в электрической цепи сопровождается потреблением электроэнергии от источников, скорость потребления энергии характеризуется мощностью.
    Работой электрического тока называют превращение его энергии в какую-либо другую энергию, например в тепловую, световую, механическую. Работоспособность тока оценивается по его мощности, обозначаемой буквой P, в международной системе W.
    Мгновенная мощность – произведение мгновенных значений напряжения U и силы тока I на участке электрической цепи.
    P=U*I
    В большинстве случаев речь идет о некой усредненной мощности, которая получается интегрированием (похоже на вычисление площади) мгновенной мощности в течение периода.
    Чаще всего речь идет о мощности потребляемой устройством, а для источников энергии указывается их выходная мощность – мощность которую они могут отдать потребителю (нагрузке).
    Активная мощность
    Активная мощность – среднее значение мгновенной мощности за период.
    Мощность цепи имеющей только активные сопротивления (нагрузку) называется активной мощностью.
    Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную-только ту которая не вернется в источник).
    Активная мощность характеризует необратимый (безвозвратный) расход энергии тока.
    Необратимый расход энергии (активная мощность) может уйти как на потери (нагрев проводов и изоляторов), так и на пользу: полезный нагрев, преобразование в другие виды энергии (совершение работы), излучение радиопередатчика, передача в другую цепь и т.п.
    При однофазном синусоидальном токе и напряжении (тот ток, который мы можем получить дома из электрической розетки, подключив к ней лампу накаливания):
    P=U*I*cos &#966, где &#966 – угол сдвига фаз между током и напряжением, cos &#966 – коэффициент мощности – показывает какую долю полной мощности составляет активная мощность.
    Единица активной мощности – Вт (ватт); международное W.
    В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за промежуток времени совпадают, понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит, если нагрузка чисто активная (электронагреватель, утюг, лампа накаливания). При такой нагрузке напряжения и фаза тока совпадают и почти вся мощность передается в нагрузку.
    Реактивная мощность (Q)
    Физический смысл реактивной мощности — это энергия, перекачиваемая от источника на реактивные элементы приёмника (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей), а затем возвращаемая этими элементами обратно в источник в течение одного периода колебаний, отнесённая к этому периоду. Она характеризует реактивную энергию – энергию не расходующуюся безвозвратно, а лишь временно запасающуюся в магнитном поле. Реактивная мощность характеризует энергию, совершающую колебания между источником и реактивным (индуктивным и/или емкостным) участком цепи без ее преобразования.
    Измеряется вольт-амперами реактивными (вар или международное: var).
    Q=U*I*sin &#966, где &#966 – угол сдвига фаз между током и напряжением,
    Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели, дроссели, электромагниты), ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства – конденсатор как накопитель энергии в импульсном блоке питания), то ток по фазе опережает напряжение. Поскольку ток и напряжение не совпадают по фазе (реактивная нагрузка), то в нагрузку (потребителю) передается только часть мощности (полной мощности), которая могла бы быть передана в нагрузку, если бы сдвиг фаз был равен нулю (активная нагрузка).
    Часть полной мощности, которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на косинус угла сдвига фаз между ними (cos ? ).
    Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin &#966 ).
    Несмотря на то, что реактивная энергия переносится от источника к реактивной нагрузке и обратно (дважды за период, каждую четверть периода меняя направление), реактивный ток вызывает дополнительные потери энергии в активном сопротивлении проводов, соответственно энергии от источника берется больше, чем возвращается (потери не вернутся обратно в источник), следовательно генератор (трансформатор, источник бесперебойного питания и т.п.) следует брать большей мощности, а провода большего сечения.
    В радиотехнике реактивная мощность может быть полезной (например колебательные контура).
    Крупные предприятия генерируют большие реактивные токи, которые отрицательно сказываются на функционировании энергосистемы. По этой причине, для них проводится учет как активной, так и реактивной составляющей мощности. Для уменьшения генерации реактивных токов на предприятиях применяют установки компенсации реактивной мощности.
    Неактивная мощность (пассивная мощность, N) — это мощность нелинейных искажений тока, равная корню квадратному из разности квадратов полной и активной мощностей в цепи переменного тока.
    В цепи с синусоидальным напряжением неактивная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов реактивной мощности и мощностей высших гармоник тока.
    При отсутствии высших гармоник неактивная мощность равна модулю реактивной мощности.
    Под мощностью гармоники тока понимается произведение действующего значения силы тока данной гармоники на действующее значение напряжения.
    Наличие нелинейных искажений тока в цепи означает нарушение пропорциональности между мгновенными значениями напряжения и силы тока, вызванное нелинейностью нагрузки, например когда нагрузка имеет импульсный характер.
    При нелинейной нагрузке увеличивается кажущаяся (полная) мощность в цепи за счёт мощности нелинейных искажений тока, которая не принимает участия в совершении работы.
    Мощность нелинейных искажений не является активной и включает в себя как реактивную мощность, так и мощность прочих искажений тока.
    Неактивная мощность состоит из составляющих (например мощность искажения)
    Данная физическая величина имеет размерность мощности, поэтому в качестве единицы измерения неактивной мощности можно использовать В•А (вольт-ампер) или вар (вольт-ампер реактивный).
    Полная мощность
    Полная мощность (S) равна напряжению умноженному на ток, соответственно измеряется в Вольт-амперах (ВА, или международное VA).
    При линейной нагрузке полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощности.
    При нелинейной нагрузке (например импульсные блоки питания без корректора коэффициента мощности) полная мощность равна корню квадратному из суммы квадратов активной и неактивной мощности.
    Практической единицей измерения электрической энергии является киловатт-час (кВт*ч), т.е. работа совершаемая при неизменной мощности (1 кВт) в течение 1 часа. Внесистемная единица измерения количества произведенной или потреблённой энергии, а также выполненной работы. Используется преимущественно для измерения потребления электроэнергии в быту и производстве, для измерения выработки электроэнергии в электроэнергетике.
    Счетчик в квартире считает активную мощность.
    Источники информации:
    Теоретические основы электротехники. Бессонов Л.А.
    Электрические и магнитные цепи. Жеребцов И.П.
    Основы современной энергетики: учебник для вузов : в 2 т. / под общей редакцией чл.-корр. РАН Е. В. Аметистова
    Википедия, электрическая мощность
    http://electrik.info/main/school/333-chto-takoe-reaktivnaya-moschnost-i-kak-s-ney-borotsya.html
    http://electricalschool.info/main/14-dlja-chego-nuzhna-kompensac
    https://geektimes.ru/post/254152/
    https://www.forumhouse.ru/threads/104138/page-2
    http://market.elec.ru/nomer/29/ostorozhno-energosberegateli/
    http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/239522

  8. милашка с карими гласками Ответить

    Большинство потребителей электроэнергии представляют собой сложные электрические машины, в которых присутствуют как активные, так и реактивные элементы или сопротивления (конденсаторы, обмотки трансформаторов, двигателей, реактивные сопротивления проводов и кабелей). На этих сопротивлениях, при протекании переменного тока индуктируются реактивные электродвижущие силы (э.д.с.), которые вызывают сдвиг вектора тока по фазе относительно напряжения — реактивный ток. Все приборы и установки переменного тока, включающие электромагнитные устройства или зависящие от магнитносвязанных обмоток, используют реактивной ток для создания магнитного поля.
    В электрической сети большая часть оборудования обладает индуктивными сопротивлениями, что влечет за собой отставание вектора тока от вектора напряжения по фазе. Такое отставание в индуктивных элементах обуславливает интервалы времени, в которых напряжение и ток имеют противоположные знаки: напряжение положительно, а ток отрицателен (и наоборот).
    В эти моменты мощность подается обратно по сети в сторону генератора. В свою очередь, запасаемая в каждом индуктивном элементе электроэнергия, не рассеиваясь в активных элементах, распространяется по сети, но совершает колебательные движения — от нагрузки к генератору и обратно. Это реактивная мощность, которая необходима для создания магнитного поля.

  9. PolliPlay Ответить

    Часть полной мощности, которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на косинус угла сдвига фаз между ними (cos ? ).
    Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью. Она равна произведению действующих значений тока и напряжения на синус угла сдвига фаз между ними (sin ?).
    Таким образом, реактивная мощность является величиной характеризующей нагрузку. Она измеряется в вольт амперах реактивных (вар, var). На практике чаще встречается понятие косинус фи, как величины характеризующей качество электроустановке с точки зрения экономии электроэнергии. Действительно, чем выше cos ? , тем больше энергии, подаваемой от источника, попадает в нагрузку. Значит можно использовать менее мощный источник и меньше энергии пропадает зря.
    Реактивная мощность относится к техническим потерям в электросетях согласно Приказу Минпромэнерго РФ № 267 от 04.10.2005.
    При нормальных рабочих условиях все потребители электрической энергии, чей режим сопровождается постоянным возникновением электромагнитных полей (электродвигатели, оборудование сварки, люминесцентные лампы и многое др.) нагружают сеть как активной, так и реактивной составляющими полной потребляемой мощности. Эта реактивная составляющая мощности (далее реактивная мощность) необходима для работы оборудования содержащего значительные индуктивности и в то же время может быть рассмотрена как нежелательная дополнительная нагрузка на сеть.
    При значительном потреблении реактивной мощности напряжение в сети понижается. В дефицитных по активной мощности энергосистемах уровень напряжения, как правило, ниже номинального. Недостаточная для выполнения баланса активная мощность передается в такие системы из соседних энергосистем, в которых имеется избыток генерируемой мощности. Обычно энергосистемы дефицитные по активной мощности, дефицитны и по реактивной мощности. Однако недостающую реактивную мощность эффективнее не передавать из соседних энергосистем, а генерировать в компенсирующих устройствах, установленных в данной энергосистеме. В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами – конденсаторами, синхронными компенсаторами или статическими источниками реактивной мощности, которые можно установить на подстанциях электрической сети.

  10. Kinder Surpriz Ответить

    Основными потребителями реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели (60–65 % общего потреб­ления), трансформаторы (20–25 %), вентильные преобразователи, реакторы, воздушные электрические сети и прочие приемники (10 %).
    Передача реактивной мощности загружает электрические сети и установленное в ней оборудование, уменьшая их пропускную способность. Реактивная мощность генерируется синхронными генераторами электростанций, синхронными компенса­торами, синхронными двигателями (регулирование током возбуждения), батареями конденсаторов (БК) и линиями электропередачи.
    Реактивная мощность, вырабатываемая емкостью сетей, имеет следующий порядок величин: воздушная линия 20 кВ генерирует 1 кВ•Ар на 1 км трехфазной линии; подземный кабель 20 кВ – 20 кВ•Ар/км; воздушная линия 220 кВ – 150 кВ•Ар/км; подземный кабель 220 кВ – 3 МВ•Ар/км.
    Коэффициент мощности и коэффициент реактивной мощности.Векторное представление величин, характеризующих состояние сети, приводит к представлению реактивной мощности Q вектором, перпендикулярным вектору активной мощности Р (рис. 5.2 ). Их векторная сумма дает полную мощность S.

    Рис. 5.1. Треугольник мощностей
    Согласно рис. 5.1 и (5.2) следует, что S2 = Р2 + Q2; tg? = Q/P; cos? = P/S.
    Основным нормативным показателем, характе­ризующим реактивную мощность, ранее был коэффициент мощности cos?. На вводах, питающих промышленное предприятие, средневзвешенное значение этого коэффициента должно было находиться в пределах 0,92–0,95. Однако выбор соотношения P/S в качестве нормативного не дает четкого представления о динамике изменения реального значения реактивной мощности. Например, при изменении коэффициента мощности от 0,95 до 0,94 реактивная мощность изменяется на 10 %, а при изменении этого же коэффициента от 0,99 до 0,98 приращение реактивной мощности составляет уже 42 %. При расчетах удобнее оперировать соотношением tg? = Q/P, которое называют коэффициентом реактивной мощности.
    Предприятиям, у которых присоединенная мощность более 150 кВт (за исключением «бытовых» потребителей), определены предельные значения коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших суточных нагрузок электрической сети – с 7 до 23 часов (Приказ Министерства промышленности и энергетики РФ от 22.02.2007 г. № 49 «О порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, применяемых для определения обязательств сторон в договорах об оказании услуг по передаче электрической энергии»).
    Предельные значения коэффициентов реактивной мощности (tg?) нормируются в зависимости от положения точки (напряжения) присоединения потребителя к сети. Для напряжения сети 100 кВ tg?=0,5; для сетей 35, 20, 6 кВ – tg?=0,4 и для сети 0,4 кВ – tg?=0,35.
    Введение новых директивных документов по компен­сации реактивной мощности было направлено на повышение эффективности работы всей системы электроснабжения от генераторов энергосистемы до приемников электроэнергии.
    С введением коэффициента реактивной мощности стало возможным представлять потери активной мощности через активную или реактивную мощности: ?Р = (P2/U2)R(l + tg2?).
    Угол между векторами мощностей Р и S соответствует углу ? между векторами активной составляющей тока Iа и полного тока I, который, в свою очередь, представляет собой векторную сумму активного тока Iа, находящегося в фазе с напряжением, и реактивного тока Iр, находящегося под углом 90° к нему. Это расположение токов является расчетным приемом, связанным с разложением на активную и реактивную мощности, которое можно считать естественным.
    Большинство потребителей нуждаются в реактивной мощности, поскольку они функционируют благодаря изменению магнитного поля. Для наиболее употребительных двигателей в нормальном режиме работы можно привести следующие примерные значения tg?.
    Электродвигатели
    tg?
    cos?
    Однофазный асинхронный двигатель
    1,30–0,90
    0,61–0,74
    Трехфазный асинхронный двигатель
    1,00–0,50
    0,70–0,89
    Коллекторный двигатель
    1,30–1,00
    0,61–0,70
    В момент пуска двигателей требуется значительное количество реактивной мощности, при этом tg? = 4–5 (cos? = 0,2–0,24).
    Синхронные машины обладают способностью потреблять или выдавать реактивную мощность в зависимости от степени возбуждения.
    В синхронных генераторах и двигателях размеры цепей возбуждения ограничивают возможность поставки реактивной мощности до максимальных значений tg? = 0,75 (cos? = 0,8) или до tg? = 0,5 (cos? = 0,9) (табл. 5.1).
    Синхронные двигатели, выпускаемые отечественной промышленностью, рассчитаны на опережающий коэффициент мощности (cos? = 0,9) и при номинальной активной нагрузке Pном и напряжении Uном могут вырабатывать номинальную реактивную мощность Qном ? 0,5Pном.
    При недогрузке СД по активной мощности ? = P/Pном < 1 возможна перегрузка по реактивной мощности ? = Q/Qном > 1.
    Преимуществом СД, используемым для компенсации реактивной мощности, по сравнению с КБ является возможность плавного регулирования генерируемой реактивной мощности. Недостатком является то, что активные потери на генерирование реактивной мощности для СД больше, чем для КБ.
    Дополнительные активные потери в обмотке СД, вызываемые генерируемой реактивной мощностью в пределах изменения cos? от 1 до 0,9 при номинальной активной мощности СД, равной Pном, кВт:
    ?Рном= Q2номR /U2ном ,
    где Qном – номинальная реактивная мощность СД, кВ•Ар; R – сопротивление одной фазы обмотки СД в нагретом состоянии, Ом; Uном – номинальное напряжение сети, кВ.
    В системах электроснабжения промышленных предприятий КБ компенсируют реактивную мощность базисной (основной) части графиков нагрузок, а СД снижают пики нагрузок графика.
    Таблица 5.1
    Зависимости коэффициента перегрузки по реактивной мощности
    синхронных двигателей
    Серия, номинальное напряжение, частота вращения двигателя
    Относительное напряжение
    на зажимах
    двигателя U/Uном
    Коэффициент перегрузки
    по реактивной мощности ?
    при коэффициенте загрузки ?
    0,90
    0,80
    0,70
    СДН, 6 и 10 кВ
    (для всех частот
    вращения)
    СДН, 6 кВ:
    600–1000 об/мин
    370–500 об/мин
    187–300 об/мин
    100–167 об/мин
    СДН, 10 кВ:
    1000 об/мин
    250–750 об/мин
    СТД, 6 и 10 кВ,
    3000 об/мин
    СД и СДЗ, 380 В
    (для всех частот
    вращения)
    0,95
    1,00
    1,05
    1,10
    1,10
    1,10
    1,10
    1,10
    1,10
    0,95
    1,00
    1,05
    1,10
    0,95
    1,00
    1,05
    1,10
    1,31
    1,21
    1,06
    0,89
    0,88
    0,86
    0,81
    0,90
    0,86
    1,30
    1,32
    1,12
    0,90
    1,16
    1,15
    1,10
    0,90
    1,39
    1,27
    1,12
    0,94
    0,92
    0,88
    0,85
    0,98
    0,90
    1,42
    1,34
    1,23
    1,08
    1,26
    1,24
    1,18
    1,06
    1,45
    1,33
    1,17
    0,96
    0,94
    0,90
    0,87
    1,00
    0,92
    1,52
    1,43
    1,31
    1,16
    1,36
    1,32
    1,25
    1,15
    Синхронные компенсаторы.Разновидностью СД являются синхронные компенсаторы (СК), которые представляют собой СД без нагрузки на валу. В настоящее время выпускается СК мощностью выше 5000 кВ•Ар. Они имеют ограниченное применение в сетях промышленных предприятий. Для улучшения показателей качества напряжения у мощных ЭП с резкопеременной, ударной нагрузкой (дуговые печи, прокатные станы и т. п.) используются СК.
    Статические тиристорные компенсирующие устройства.В сетях с резкопеременной ударной нагрузкой на напряжении 6–10 кВ рекомендуется применение не конденсаторных батарей, а специальных быстродействующих источников реактивной мощности (ИРМ), которые должны устанавливаться вблизи таких ЭП. Схема ИРМ приведена на рис. 5.2. В ней в качестве регулируемой индуктивности используются индуктивности LR и нерегулируемые ёмкости С1–С3.

    Рис. 5.2. Быстродействующие источники реактивной мощности
    Регулирование индуктивности осуществляется тиристорными группами VS, управляющие электроды которых подсоединены к схеме управления. Достоинствами статических ИРМ являются отсутствие вращающихся частей, относительная плавность регулирования реактивной мощности, выдаваемой в сеть, возможность трёх- и четырёхкратной перегрузки по реактивной мощности. К недостаткам относится появление высших гармоник, которые могут возникнуть при глубоком регулировании реактивной мощности.
    За счет дополнительных потерь мощности в сети, вызванных потреблением реактивной мощности, увеличивается общее потребление электроэнергии. Поэтому снижение перетоков реактивной мощности является одной из основных задач эксплуатации электрических сетей.

  11. Владюха_Ростов Ответить

    Умножив стороны треугольников напряжений (см. векторные диаграммы рис. 2.9, б, 2.10, б, 2.11, б) на ток I, получим треугольники мощностей.
    Стороны треугольников мощностей соответственно означают:
    – Р = UrI = I2r — активная мощность цепи, Вт, кВт (рис 2.9, г, 2.10, г, 2.11,г и ж);
    – QL = ULI = I2xL — реактивная индуктивная мощность цепи, обусловленная энергией магнитного поля, вар, квар (рис. 2.9, г);
    – QС = UСI = I2хС — реактивная емкостная мощность цепи, обусловленная энергией электрического поля, вар, квар (рис. 2.10, г);
    – Q = QL – QС = I2x — реактивная мощность цепи, вар, квар (рис 2.11, г и ж), это та мощность, которой приемник обменивается с сетью;
    – S = UI = I2z — полная мощность цепи. В • А, кВ • А (рис. 2.9, г, 2.10, г, 2.11, г и ж);
    – cos φ = r/z = P/S — коэффициент мощности цепи (рис. 2.9, г, 2.10, г, 2.11, г и ж).
    Из треугольников мощностей можно установить следующие связи между Р, Q, S и cos φ:
    P = S cos φ = UI cos φ;
    Q = S sin φ = UI sin φ;

    За единицу активной мощности принят ватт (Вт) или киловатт (кВт), реактивной мощности — вольтампер реактивный (вар) или киловольтампер реактивный (квар), полной мощности — вольтампер (ВА) или киловольтампер (кВ • А).
    Реактивные (индуктивная, емкостная) мощности, обусловленные соответственно энергией магнитного поля индуктивности и электрического поля емкости, не совершают никакой полезной paботы, однако они оказывают существенное влияние на режим работы электрической цепи. Циркулируя по проводам трансформаторов, генераторов, двигателей, линий передач, они нагревают их. Поэтому расчет проводов и других элементов устройств переменного тока производят, исходя из полной мощности S, которая учитывает активную и реактивную мощности.

    Рис. 2.13. Схема включения приборов для измерения активной, реактивной и полной мощностей цепи, а также ее параметров
    Коэффициент мощности имеет большое практическое значение: он показывает, какая часть полной мощности является активной мощностью. Полная мощность и коэффициент мощности наряду с другими параметрами являются расчетными величинами и в конечном счете определяют габаритные размеры трансформаторов, генераторов, двигателей и других электротехнических устройств.
    Измерение активной, реактивной, полной мощностей и cos φ, а также параметров цепи, например r и L, можно произвести с помощью ваттметра, амперметра и вольтметра, включенных в цепь по схеме, изображенной на рис. 2.13.
    Ваттметр измеряет активную мощность Р цепи. Полная мощность цепи равна произведению показаний вольтметра и амперметра.

  15. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *