Kategorie: Vybrané články » Začátečníci elektrikáři
Počet zobrazení: 525960
Komentáře k článku: 16

Co je reaktivní síla a jak se s ní vypořádat

 


jalový výkonFyzika procesu a praxe použití jednotek kompenzace jalového výkonu

Abychom pochopili pojem reaktivní energie, nejprve si vzpomeneme, co je elektrická energie. Elektrická energie Je fyzická veličina charakterizující rychlost výroby, přenosu nebo spotřeby elektrické energie za jednotku času.

Čím větší je výkon, tím více práce může elektrická instalace udělat za jednotku času. Měřený výkon ve wattech (produkt Volt x Ampér). Okamžitý výkon je součin okamžitých hodnot napětí a proudové síly na některé části elektrického obvodu.


Fyzika procesů

U stejnosměrných obvodů se hodnoty okamžitého a průměrného výkonu po určitou dobu shodují, ale pojem jalového výkonu chybí. U obvodů střídavého proudu se to stane, pouze pokud je zátěž čistě aktivní. Jedná se například o elektrický ohřívač nebo žárovku. S takovou zátěží v obvodu střídavého proudu se napěťová fáze a proudová fáze shodují a veškerý výkon se přenáší na zátěž.

Pokud je zátěž induktivní (transformátory, elektrické motory), pak proud zpožďuje fázi napětí, je-li zátěž kapacitní (různá elektronická zařízení), pak fázový proud je před napětím. Protože proud a napětí se neshodují ve fázi (reaktivní zátěž), ​​je na zátěž (spotřebič) přenesena pouze část energie (plný výkon), která by mohla být přenesena do zátěže, pokud by byl fázový posun nulový (aktivní zátěž).


Aktivní a jalový výkon

Vyvolá se část celkové energie, která byla přenesena na zátěž během období střídavého proudu činný výkon. Rovná se produktu proudové hodnoty napětí a proudu na kosinu fázového úhlu mezi nimi (cos φ).

Říká se síla, která nebyla přenesena na zátěž, ale vedla ke ztrátám tepla a záření jalový výkon. Rovná se součinu proudových hodnot proudu a napětí sinusem fázového úhlu mezi nimi (sin φ).

Tímto způsobem jalový výkon je hodnota charakterizující zatížení. Měří se ve voltových reaktivních ampérech (var, var). V praxi se pojem cosine phi častěji vyskytuje jako kvantita charakterizující kvalitu elektrické instalace z hlediska úspory energie.

jalový výkon

Čím vyšší je cos φ, tím více energie dodávané ze zdroje vstupuje do zátěže. Takže můžete použít méně výkonný zdroj a méně energie je zbytečné.


Reaktivní síla domácích spotřebitelů

Takže spotřebitelé střídavého proudu mají takový parametr jako účiník cosφ.

AC graf

V grafu je proud posunut o 90 ° (pro přehlednost), tj. Čtvrtina periody. Například elektrické zařízení má cosφ = 0,8, což odpovídá úhlu arkusu 0,8 ≈ 36,8 °. Tento posun je způsoben přítomností nelineárních složek v odběrateli elektřiny - kondenzátory a indukčnosti (například vinutí elektrických motorů, transformátorů a elektromagnetů).

K dalšímu pochopení toho, co se děje, je třeba vzít v úvahu skutečnost, že čím vyšší je účiník (maximum 1), tím účinněji spotřebitel využívá elektřinu získanou ze sítě (tj. Větší množství energie se přeměňuje na užitečnou práci) - tato zátěž se nazývá odporová.

Při odporové zátěži se proud v obvodu shoduje s napětím. A s nízkým účinníkem se zátěž nazývá reaktivní, to znamená, že část spotřeby energie nevykonává užitečnou práci.

V následující tabulce je uvedena klasifikace spotřebitelů podle účiníku.

AC Klasifikace spotřebitelů

AC Klasifikace spotřebitelů

Následující tabulka ukazuje účiník domácích spotřebitelů elektřiny.

Výkonový faktor domácích elektrických spotřebičů

Výkonový faktor domácích elektrických spotřebičů

Humor elektrikář

Co je reaktivní síla? Všechno je velmi jednoduché!

Co je reaktivní síla?

Metody kompenzace jalového výkonu

Metody kompenzace jalového výkonuZ výše uvedeného vyplývá, že pokud je zátěž induktivní, měla by být kompenzována pomocí kondenzátorů (kondenzátorů) a naopak kapacitní zátěž je kompenzována pomocí induktorů (tlumivky a reaktory). To pomáhá zvýšit cosine phi (cos φ) na přijatelnou hodnotu 0,7-0,9. Tento proces se nazývá kompenzace jalového výkonu.


Ekonomický účinek kompenzace jalového výkonu

Ekonomický účinek zavedení zařízení pro kompenzaci jalového výkonu může být velmi velký. Podle statistik tvoří 12 až 50% platby za elektřinu v různých regionech Ruska. Instalace kompenzace jalového výkonu se vyplatí nejdéle za rok.

Pro navržená zařízení umožňuje zavedení kondenzátorové jednotky ve vývojové fázi úsporu nákladů na kabelová vedení snížením jejich průřezu. Například automatická instalace kondenzátoru může zvýšit cos φ z 0,6 na 0,97.


Závěry

Metody kompenzace jalového výkonuZařízení pro kompenzaci jalového výkonu tedy přinášejí hmatatelné finanční výhody. Umožňují také udržovat zařízení v provozním stavu déle.

Zde je několik důvodů, proč k tomu dochází.

1. Snížení zátěže výkonových transformátorů a zvýšení jejich provozní životnosti.

2. Snížení zatížení vodičů a kabelů, schopnost používat kabely menšího průřezu.

3. Zlepšení kvality elektřiny od spotřebitelů energie.

4. Odstranění možnosti pokut za snížení cos φ.

5. Snížení úrovně vyšších harmonických v síti.

6. Snížení úrovně spotřeby elektřiny.

Viz také na e.imadeself.com:

  • Je k dispozici reaktivní elektřina?
  • Možnosti kompenzace reaktivní energie v domácnosti pomocí úsporného boxu
  • Co je induktivní a kapacitní zátěž?
  • Mechanické a elektrické vlastnosti indukčních motorů
  • Sedm způsobů, jak bojovat proti ztrátám v leteckých energetických sítích

  •  
     
    Komentáře:

    # 1 napsal: Konstantin | [citovat]

     
     

    Faktor výkonu je poměr činného výkonu (watty, kilowatty) k zdánlivému výkonu (voltampér, kilovolt ampér). Faktor výkonu v obecném případě je vždy menší než jednota. Pouze s čistě aktivním zatížením (osvětlení, topná zařízení) se rovná jednotě. Hodnota účiníku určuje zlomek zdánlivého (plného) výkonu generátoru nebo transformátoru, který mohou dát elektrickému přijímači ve formě činného výkonu.

     
    Komentáře:

    # 2 napsal: | [citovat]

     
     

    Děkuji vám, opravdu pochopitelné informace.

     
    Komentáře:

    # 3 napsal: Andrey | [citovat]

     
     

    To je jen článek, který zapomněl dodat, že většina jalového výkonu se vrací zpět do elektrického systému! Pokud na prstech vysvětlíte, proud protéká drátem na obou stranách současně, pokud dojde k neshodám - od generátoru k zátěži az zátěže (vrací energii) do generátoru. A to je samozřejmě možné pouze s AC. A spotřebitel PLATÍ za energii, kterou ve skutečnosti nepoužil! Proto se některé věci (jako je například snížení úrovně spotřeby) vyskytují pouze prakticky kvůli idiotskému principu, že měřič počítá energii, kterou projde, a KDE jde na buben. Kompenzace je samozřejmě nezbytná, ale z velké části pro energetické společnosti. No, pokud si logicky myslíte - jak zavedení přídavného prvku se ztrátami v obvodu může zvýšit jeho účinnost ???? Ale jako metoda řešení harmonických a poklesů napětí (napětí) v linii je to efektivní, protože souhlasí s generátorem a zatížením. Přirozeně lze použít tenčí dráty (pro teoretický cos = 0 se proud v drátu zdvojnásobí, protožebude protékat drátem v obou směrech stejným NEJLEPŠÍM). Zatížení řídících a distribučních zařízení se také sníží. A generátory s transformátory s reverzním proudem se nelíbí. A tyto procesy se vyskytují během jakékoli změny zátěže (pokud není čistě aktivní, což se obecně neděje, ani obyčejná lampa má zanedbatelnou indukčnost). V 70. letech ve Spojených státech, díky DISCONNECTING, závod okamžitě pod linkou přinesl sto distribučních transformátorů v několika státech ...

     
    Komentáře:

    # 4 napsal: | [citovat]

     
     

    Andrey, domácí měřiče jsou „měřiče aktivní energie“. Se vším následujícím. Nezohledňují reaktivní energii.

     
    Komentáře:

    # 5 napsal: MaksimovM | [citovat]

     
     

    AndreyZa prvé, zařízení je vždy napájeno několika elektrickými vedeními. A i když je zařízení zcela bez napájení, což je v zásadě nemožné, protože vždy existuje několik nezávislých zdrojů dodávek energie, to nemůže sloužit jako důvod pro odpojení distribučních rozvoden. Zařízení je v provozu - zatížení je na rozvodnách, zařízení je vypnuto - zatížení se snížilo o určitou hodnotu. Toto není nouzový režim pro energetický systém. Může to jen obráceně - zařízení je odpojeno od napájení v důsledku odpojení několika rozvoden.

    Kosine phi (účiník) je poměr činného výkonu k celkové spotřebě energie. V zásadě se nemůže rovnat nule. Všechny transformátory umístěné v rozvodnách, konstruované pro určitý výkon, a tento výkon je plný, to znamená s ohledem na aktivní a reaktivní složku. Spotřeba elektrické energie, i když aktivní, i reaktivní, jde vždy jedním směrem. Energie může mít na tranzitních vedeních rozvoden jiný směr, v tomto případě v závislosti na stavu určité části energetického systému může mít aktivní a jalový výkon jiný směr (spotřeba nebo návrat elektrické energie).

     
    Komentáře:

    # 6 napsal: WWA | [citovat]

     
     

    Vážení přátelé (autor článku a komentáře), nesouhlasím s vámi ve všem, ale nebudu o tom diskutovat. Chci vyjádřit svou vizi fyziky procesu. Obecně platí, že takový druh energie (energie), jako je „reaktivní“, samozřejmě neexistuje. Ale existuje koncept: Reaktivní energie (síla). Tento koncept charakterizuje jev, který se vyskytuje v elektrických obvodech střídavého proudu. Podstata tohoto jevu je jednoduchá. Indukční a kapacitní prvky vytvářejí (vznikají) magnetická a elektrická pole. V obvodech střídavého proudu jsou tato pole přirozeně také variabilní. Při vytváření těchto polí se vynakládá energie. Například, když proud proudí v indukčnosti, vzniká magnetické pole. Navíc, když se proud zvýší, energie z elektrické sítě (tj. Z generátoru) je spotřebována k vytvoření tohoto pole a když se proud sníží, energie uložená v indukčnosti je vrácena do sítě. Je zřejmé, že pro každé období se magnetické pole zdvojnásobí z nuly na maximum a dvakrát klesá v opačném směru. Podobný jev se vyskytuje v nádrži. Pouze v kapacitě kmitají elektrická pole a to se děje synchronně se změnou napětí. Oscilační fáze elektrických polí v kapacitní kapacitě a magnetická pole v indukčnosti jsou vždy v antifázi. Podobné jevy se vyskytují v mechanických systémech: například, když je stlačena pružina, je spotřebována energie, a když není zatažena, uvolňuje se akumulovaná potenciální energie (proč ne kapacita?), Nebo například, aby se pumpa vody ustálila na rychlosti v uzavřeném systému dodávky vody, trvá to nějakou dobu, než bude čerpadlo fungovat, pokud poté čerpadlo vypněte, pak cirkulace vody bude nějakou dobu pokračovat setrvačností kvůli uložené kinetické energii (jedná se o analog indukčnosti).

    Závěr: Reaktivní energie není nějaký zvláštní druh energie, je to elektrická energie, která se periodicky spotřebovává v obvodech se střídavým proudem a vzdává se reaktivních prvků.

    PS. - Reaktivní energii (sílu) lze měřit, což znamená, že existuje.

     
    Komentáře:

    # 7 napsal: | [citovat]

     
     

    Jediné, co s autorem souhlasím, je to, že kolem pojmu „reaktivní energie“ je spousta legend. Zjevně autor předložil svou vlastní pomstu ... Zmatený ... protichůdný ... všechny druhy hojnosti: „ přijde, energie jde ... "Výsledek byl obecně šokující, pravda byla obrácena vzhůru nohama:" Závěr - reaktivní proud způsobí, že se dráty zahřejí, aniž by provedly jakoukoli užitečnou práci "Pane, drahoušku! topení již funguje !!! Můj názor, tady lidé s technickým zázemím bez vektorového diagramu synchronního generátoru pod zatížením nemohou správně spojit popis procesu a pro zájemce mohu nabídnout jednoduchou možnost, bez fantazie.

    Takže o reaktivní energii. 99% elektřiny s napětím 220 V nebo více je generováno synchronními generátory. Používáme různé elektrické spotřebiče v každodenním životě a práci, většina z nich „zahřívá vzduch“, vydává teplo do té či oné míry ... Pocit televizoru, monitoru počítače, nemluvím ani o elektrické troubě v kuchyni, všude tam, kde je teplo. To jsou všichni spotřebitelé činného výkonu v napájení synchronního generátoru. Aktivní výkon generátoru je nenapravitelná ztráta generované energie teplem v vodičích a zařízeních. U synchronního generátoru je přenos aktivní energie doprovázen mechanickým odporem na hnací hřídeli. Pokud jste, vážený čtenáři, ručně otočili generátor, okamžitě byste cítili zvýšený odpor vůči vašemu úsilí a to by znamenalo, že tento, někdo zahrnoval další počet ohřívačů ve vaší síti, to znamená, že se zvýšila aktivní zátěž. Pokud máte jako generátorový pohon naftu, ujistěte se, že se spotřeba paliva zvyšuje rychlostí blesku, protože vaše palivo spotřebovává aktivní zatížení. S reaktivní energií je to jiné ... Řeknu vám, je to neuvěřitelné, ale někteří spotřebitelé samotné elektřiny jsou zdroji elektřiny, i když na velmi krátkou chvíli, ale jsou. A vezmeme-li v úvahu, že střídavý proud průmyslové frekvence mění svůj směr 50krát za sekundu, pak tito (reaktivní) spotřebitelé přenášejí svou energii do sítě 50krát za sekundu. Víte, jak v životě, když někdo přidá něco k jeho původnímu bez následků, to nezůstane. Takže za předpokladu, že existuje spousta reaktivních zákazníků, nebo jsou-li dostatečně výkonní, je synchronní generátor nadšený. Vrátíme-li se k naší předchozí analogii, ve které jste jako pohon použili svoji svalovou sílu, všimnete si, že navzdory skutečnosti, že jste rytmus nezměnili otáčením generátoru nebo jste nepocítili na hřídeli nárůst odporu, světla ve vaší síti náhle zhasla. Paradoxně utrácíme palivo, otáčíme generátorem s nominální frekvencí, ale v síti není napětí ... Vážený čtenáři, v takové síti vypněte reaktivní spotřebitele a vše bude obnoveno. Aniž by šlo o teorii, excitace nastane, když magnetická pole uvnitř generátoru, pole excitačního systému rotující společně s hřídelí a pole stacionárního vinutí připojeného k síti se otáčí v opačném směru, čímž se navzájem oslabují. Výroba elektřiny klesá s klesajícím magnetickým polem uvnitř generátoru. Tato technologie šla daleko dopředu a moderní generátory jsou vybaveny automatickými budiči, a když reaktivní spotřebitelé „selžou“ napětí v síti, regulátor okamžitě zvýší excitační proud generátoru, magnetický tok se vrátí do normálu a napětí v síti se obnoví Je jasné, že excitační proud má aktivní složka, proto prosím přidejte palivo do nafty.V každém případě, reaktivní zátěž negativně ovlivňuje provoz sítě, zejména když je reaktivní spotřebitel připojen k síti, například asynchronní elektrický motor ... Se značným výkonem posledně jmenovaného může všechno náhodou skončit špatně. Na závěr mohu pro zvídavého a pokročilého oponenta dodat, že existují také reaktivní spotřebitelé s užitečnými vlastnostmi. To jsou všechna zařízení, která mají elektrickou kapacitu ... Připojte taková zařízení k síti a elektrická společnost vám již dluží))). V čisté formě se jedná o kondenzátory. Vydávají také elektřinu 50krát za sekundu, ale současně se zvyšuje magnetický tok generátoru, takže regulátor může dokonce snížit excitační proud, což šetří náklady. Proč jsme si o tom ještě neudělali rezervaci ... proč ... Milý čtenáři, pojeďte si po domě a hledejte kapacitního spotřebitele tryskových ... nenajdete ... Pokud nerozebíte televizor nebo pračku ... ale nebude to užitečné .... <

     
    Komentáře:

    # 8 napsal: | [citovat]

     
     

    No, jako by 50 Hz byla změna směru současných 100krát za sekundu, trvalo to další 1 rok ... Takže každý je gramotný.

     
    Komentáře:

    # 9 napsal: | [citovat]

     
     

    Eugene, v prvním roce semináře nebo v Ústavu tělesné výchovy? Nebylo by zneuctěno! Ten, kdo má mozek, se i ve třídě takto naučil, že hertz je celé období oscilace za sekundu! I.e. při sinusovém průběhu s frekvencí 50 Hz se značka mění opačně 50krát za sekundu, ale poloviční vlna bude již 100! Čtete zde, sakra to vezme: elektrotechnika se nyní stala pohanskou vírou: veškerý zatemnění a kacířství ...

     
    Komentáře:

    # 10 napsal: | [citovat]

     
     

    Přátelé, snižováním reaktivity snižujete aktivní, je to fakt! Čítač to ukáže také!

    Pamatujte na elementární fyziku!

    Pro zjištění indikátoru činného výkonu je nutné znát celkový výkon, pro jeho výpočet se používá následující vzorec: S = U \ I, kde U je napětí sítě a I je aktuální síla sítě.

    Výpočet činného výkonu zohledňuje fázový úhel nebo koeficient (cos), pak: S = U * I * cos

    Takže udělejte klíště, změřte reagencie, pokud je menší než 0,9, dejte Conders s odpovídajícím hodnocením a budete šťastní!

     
    Komentáře:

    # 11 napsal: Anatoly | [citovat]

     
     

    To vše je správné, ale pokud dáme diodový můstek do obvodu s kondenzátorem (všechny ztráty činného výkonu pro ohřev diodového můstku a kondenzátoru budou samozřejmě počítadlem brány jako aktivní výkon) a po připojení diodového můstku připojíme elektrolytický kondenzátor, poté se nabije na maximum síťové napětí, po kterém, bez možnosti jeho vybití, se začne nabíjet při maximálním síťovém napětí. Doba nabíjení může být libovolně dlouhá, ale kondenzátor spotřebovával pouze proud ze sítě přes diodový můstek, postupně akumuloval svůj náboj a zvyšoval napětí na svých deskách na maximální napětí sítě a kondenzátor spotřebovával pouze proud, který je o 90 fázových stupňů před fázovým napětím, tj. Reaktivní proud ze sítě. Ano, kondenzátor nevrátil svůj náboj do elektrické sítě v příštím čtvrtletí tohoto období, jako by to měl udělat, kdyby byl připojen k elektrické síti bez diodového můstku. A pak by výkon kondenzátoru bez zohlednění aktivních ztrát v důsledku zahřívání jeho desek byl považován za čistě reaktivní energii. Kondenzátor byl však nabíjen proudem ze zdroje proudu ve formě diodového můstku a tento proud byl reaktivní proud vzhledem k elektrické síti, protože v obvodu k diodovému můstku je další kondenzátor. To znamená, že měřič tuto elektrickou energii nezohlednil, protože to byl jalový výkon a proud byl před napětím téměř o úhel 90 elektrických stupňů, a měřič jako aktivní energie bere v úvahu pouze energii, která se shoduje ve fázi s proudem. V tomto případě nemůže být elektrolytický kondenzátor připojený za diodovým můstkem již vybitý do sítě, po nabití na maximální napětí sítě zůstane v nabitém stavu.To znamená, že část elektrické energie, kterou měřič nebere v úvahu, je vybrána z elektrické sítě. Pokud se kondenzátor vybije dostatečně rychle na určité zatížení, jako je například rezistor, pak se náboj nahromaděný elektrolytickým kondenzátorem převede na tepelnou energii a odpor se zahřeje. Kondenzátor bude znovu nabíjen ze sítě. Pokud proud protéká nepřetržitě přes odpor, kondenzátor vyhladí zvlnění usměrněného napětí a dobije ze sítě reaktivní proud. Současně však bude přes samotný rezistor protékat usměrněný reaktivní proud. Velikost úbytku napětí přes odpor bude záviset na velikosti jeho odporu. Konstantní složka proudu přes odpor nebude schopna ovlivňovat elektrický úhel mezi proudem a napětím v části obvodu k diodovému můstku, protože napětí za diodovým můstkem je 1,41krát vyšší než napětí k diodovému můstku. Samozřejmě, vzhledem k tomu, že zátěžové napětí na diodovém můstku se kryje ve fázi s odtokem ve zvlněném proudu a zvlnění usměrněného napětí je zcela vyhlazeno, měřič nebude brát v úvahu část zátěžové energie jako aktivní energii v síti se střídavým proudem. Pro velký výkon zátěže je takový obvod nepřijatelný kvůli velikosti kondenzátorů a vysokým proudům. Takové schéma se však používá ve schématech napájení LED svítilen s balastovým kondenzátorem. Pokud je místo zátěžového kondenzátoru nainstalován zátěžový odpor, spotřeba energie LED lampy se okamžitě zvyšuje o 20–25krát v důsledku velkých ztrát při zahřívání zátěžového rezistoru. Takové schéma lze použít pouze při nízkých kapacitách a výhradně pro přeměnu elektrické energie na teplo, například na teplou energii na vnitřní odpor LED diod s emisemi světla.

     
    Komentáře:

    Napsal # 12: Sergey | [citovat]

     
     

    Všichni komentátoři jsou tak chytrí, že píšete nebo kopírujete komentáře z různých webů nebo knih. Tak mi řekni, za co žijeme v takovém kreténu, že musíme studovat druhy energie sami a že jak to funguje a za co platíme. Respekt k autorovi.

     
    Komentáře:

    # 13 napsal: křeček | [citovat]

     
     

    v komentářích je psán ještě horší než v článku - nikdo není jasný

     
    Komentáře:

    Napsal # 14: Sergei | [citovat]

     
     

    A jaký druh takového triku je? Aktivní energie je 53435. Reaktivní spotřeboval-7345 a reaktivní uvolnil-36456 a to je podle měřidla. Proč existuje takový rozdíl mezi reaktivními energiemi a je správné, že jsme za to nuceni platit

     
    Komentáře:

    # 15 napsal: Elena Alexandrovna | [citovat]

     
     

    Odkud jste vzali tyto vzorce? Hrubý výkon: S = kořen (P * P + Q * Q), kde P je aktivní a Q je jalový výkon. Chcete-li najít reaktivní, musíte znásobit aktivní (který P) určitým koeficientem (tg f), který je umístěn od cos f podle pasových dat přijímače (pokud je potřebujete, snadno jej najdete). Přijďte ... Nyní hledáte informace na internetu a narazíte na nesmysly ... Snížení jalového výkonu nijak nesnižuje aktivní !!! Naopak, plná síla by se měla snažit o aktivní !!!

     
    Komentáře:

    # 16 napsal: Vvm | [citovat]

     
     

    "...při teoretickém cos = 0 se proud v drátu zdvojnásobí"m ... ano!
    Nakreslete již tento kruh zatracených jednotek a to i pro sebekurva Kartézský kříž s šipkami (jedna doprava, jedna nahoru).