В чем измеряется реактивная мощность

Реактивная мощность

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S = U×I; связана с активной и реактивной мощностями соотношением: » width=»» height=»» />, где Р — активная мощность, Q — реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (VA, ВА).

Рис.1. Полная мощность.
Наличие в сети реактивной мощности (Q, Вар) характеризуется коэффициентом мощности (PF, cos ф) и является соотношением активной (P, Вт) к полной (S, ВА). Ниже можно увидеть зависимость полной мощности от ее составляющих как на векторной диаграмме, так и на более житейском уровне – бокале пива, где пиво является активной составляющей, а пена – реактивной. Никто же не хочет иметь бокал только с пеной? Рис.2. Треугольник мощностей. Расчет коэффициента мощности.
При низких значениях коэффициента мощности в сети будет возникать ряд нежелательных явлений, которые могут привести к существенному уменьшению срока службы оборудования. Рекомендуется иметь cos ф не менее 0,9 (например, в Чехии за cos ф менее 0,95 штрафуют). Для этого разработан ряд мероприятий по регулированию баланса реактивной мощности в сети – компенсация реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности (КРМ).

• Индивидуальная компенсация

Размещение конденсаторов у устройств с низким cos ф и включение одновременно с последними.

• Групповая компенсация

Размещение конденсаторов у группы устройств (например, пожарных насосов).

• Централизованная компенсация

Предусматривает установку КУ на главном распределительном щите. Если предыдущие варианты могли быть как регулируемыми, так и нет, то этот, как правило, регулируемый.

Рис.3. Способы компенсации.

При правильном подборе КУ мероприятия по компенсации реактивной мощности позволяют:

• существенно уменьшить нагрузку на трансформаторах, а следовательно уменьшить их нагрев и увеличить срок службы
• при включении КУ в расчет при проектировании новых объектов, существенно уменьшить сечение проводников
• при включении КУ в уже существующие сети, разгрузить их, повышая пропускную способность без реконструкции
• снизить расходы на электроэнергию за счет снижения потери в проводниках
• повысить стабильность напряжения (все) и качество электроэнергии (при использовании ФКУ)

Где мы можем сэкономить видно невооруженным глазом, но для начала придется и потратиться.

Во-первых, необходимо заказать проект, который следует доверить проверенной организации. Которая в свою очередь проведет ряд измерений или сделает расчеты для новых объектов и исходя из них даст рекомендации по способу компенсации, типу КУ и их параметрам.

Во-вторых, следует выбрать организацию-сборщика, которая соберет, установит и настроит наши КУ.

Что может входить в состав КУ?

Рассмотрим максимально возможную комплектацию конденсаторной установки:

1. Вводное устройство – автоматический выключатель, разъединитель предохранительный или выключатель нагрузки (при наличии еще одного вводного устройства, например, в ГРЩ).
2. Защитные устройства ступеней – большинство производителей (например, ZEZ Silko) рекомендуют использовать плавкие вставки с характеристикой gG (см. таблицу ниже), но нередко можно встретить и защиту автоматическими выключателями.
3. Коммутационное устройство (для статической компенсации НН) – контактор с токоограничевающей приставкой (контакты предварительного включения с сопротивлениями). Важно выбрать качественного производителя, т.к. через контактор при включении ступени проходят огромные токи (до 200Iе), обусловленные зарядом конденсатора, например, Benedict-Jager или Eaton (Moeller).
4. Антирезонансные дроссели (реакторы) – используются для защиты от перегрузки токами конденсаторов при наличии в сети высших гармоник.
5. Компенсационные конденсаторы – главный компонент всей установки – емкостной элемент. Читать подробнее о применении, конструкции и монтаже низковольтных цилиндрических компенсационных конденсаторов в предыдущей статье.
6. Регулятор реактивной мощности – своего рода анализатор сети с функцией управления ступенями. В зависимости от модели разные регуляторы кроме основных параметров (U, I, P, cos ф, количество подключенных ступеней) контролируют и ряд дополнительных (нелинейные искажения, температура и т.д). Также могу быть и дополнительные функции, например, коммуникация или автонастройка.

* Рассмотрена только основная комплектация без оболочек и микроклимата, защиты вторичных цепей.

Номинальный ток 3-фазного конденсатора

3-фазн. компенсационная мощность при 400 V

Рекомендуемое сечение Cu проводников

Номинальный ток предохранителя

ООО «НОВТЭА»

Вы здесь: Главная Что такое реактивная мощность и как с ней бороться

Что такое реактивная мощность и как с ней бороться?

Физика процесса и практика применения установок компенсации реактивной мощности

Чтобы разобраться с понятием реактивной мощности, вспомним сначала, что такое электрическая мощность. Электрическая мощность – это физическая величина, характеризующая скорость генерации, передачи или потребления электрической энергии в единицу времени.

Чем больше мощность, тем большую работу может совершить электроустановка в единицу времени. Измеряется мощность в ваттах (произведение Вольт х Ампер). Мгновенная мощность – это произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-то участке электрической цепи.

Физика процесса

В цепях постоянного тока значение мгновенной и средней мощности за какой-то промежуток времени совпадают, а понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит только в том случае, если нагрузка чисто активная. Это, например, электронагреватель или лампа накаливания. При такой нагрузке в цепи переменного тока фаза напряжения и фаза тока совпадают и вся мощность передается в нагрузку.

Если нагрузка индуктивная (трансформаторы, электродвигатели), то ток отстает по фазе от напряжения, если нагрузка емкостная (различные электронные устройства), 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).

Активная и реактивная мощности

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 φ ).

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 φ).

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 φ , тем больше энергии, подаваемой от источника, попадает в нагрузку. Значит можно использовать менее мощный источник и меньше энергии пропадает зря.

Способы компенсации реактивной мощности

Из сказанного выше вытекает, если нагрузка индуктивная, то следует компенсировать ее с помощью емкостей (конденсаторов) и наоборот емкостную нагрузку компенсируют с помощью индуктивностей (дросселей и реакторов). Это помогает увеличить косинус фи (cos φ) до приемлемых значений 0.98-1.0. Этот процесс называется компенсацией реактивной мощности .

Экономический эффект от компенсации реактивной мощности

Экономический эффект от внедрения блоков индивидуальной компенсации реактивной мощности может быть очень большим. По статистике он составляет от 10 до 40% от оплаты электроэнергии в различных регионах России, Беларуси. Срок окупаемости блоков индивидуальной компенсации реактивной мощности – от 6 месяцев до 3-х лет.

Для проектируемых объектов внедрение индивидуальных конденсаторных блоков компенсации на этапе разработки позволяет экономить на стоимости кабельных линий за счет снижения их сечения.

Выводы

Итак, блоки индивидуальной компенсации реактивной мощности приносят ощутимые финансовые выгоды. Они также позволяют дольше сохранять оборудование в рабочем состоянии.

Вот несколько причин, по которым это происходит:

1. Уменьшение нагрузки на силовые трансформаторы, увеличение в связи с этим срока их службы.

2. Уменьшение нагрузки на провода и кабели, возможность использования кабелей меньшего сечения.

3. Улучшение качества электроэнергии у электроприемников.

4. Ликвидация возможности штрафов за снижение cos φ.

5. Уменьшение уровня высших гармоник в сети.

6. Снижение уровня потребления активной электроэнергии.

Реактивная мощность и энергия ухудшают показатели работы энергосистемы, то есть загрузка реактивными токами генераторов электростанций увеличивает расход топлива, увеличиваются потери в подводящих сетях и приемниках, увеличивается падение напряжения в сетях.

Цены всегда актуальные

(073) 01-02-563

(066) 12-84-695

Работаем с НДС *

mail@schetchiki.com.ua

Пн-Пт 9:00-18:00

Сб, Вс: выходной

Киев, Покровск

Искать

Вы здесь: Магазин Реактивная мощность и ее компенсация

Радиоуправляемый исполнитель (актуатор, реле) — это электротехническое устройство, основным назначением которого является коммутация подключенных к нему внешних электрических цепей по команде от принятого радиосигнала
подробнее..

Это определенный тариф, по которому у физических и юридических лиц есть возможность продавать выработанную с применением возобновляемых природных источников (солнечное излучение, ветер и т.п.) электроэнергию государству.
Согласно Постановлению НКРЭ от 27.02.2014 № 170, бытовые потребители электрической энергии, которые производят электрическую энергию из альтернативных источников энергии
подробнее..

Чтобы покупателям было лучше ориентироваться среди предлагаемых на рынке Украины моделей счетчиков электроэнергии, мы приглашаем всех ознакомиться с вводной статьей, подробно рассказывающей об основных отличиях между ними. В нашем интернет-магазине все счетчики представлены в следующих категориях
подробнее..

• Суть многотарифной системы

Многие из нас слышали об этом термине из области энергетики. Тем не менее, мало кто задумывался о том, какие реальные возможности по экономии собственных финансовых средств можно извлечь при подобном способе учета потребляемой электроэнергии. Ведь в данном вопросе сходятся воедино интересы не только потребителя электроэнергии, но и ее непосредственного производителя.
подробнее..

• Тарифы на электрическую энергию для бытовых потребителей (населения)

Согласно постановлению национальной комиссии, выполняющей государственное регулирование в сфере энергетики от 26.02.2015 №220, тарифы для населения, начиная с 1-го марта 2017 г. следующие
подробнее..

Чем отличается электронный счетчик от индукционного?

• Устройство и принцип работы индукционного счетчика

Еще совсем недавно, в каждой квартире, частном доме или гараже можно было увидеть знакомый всем с детства электросчетчик, имеющий алюминиевый вращающийся диск и счетный механизм в виде нескольких цифровых барабанов. Такая конструкция присуща индукционному типу счетчика электроэнергии
подробнее..

Токовые нагрузки на провода, кабели и шнуры, покрытые резиновой или ПХВ изоляцией приведены исходя из расчета максимально допустимого нагрева жилы до 65 °C. Температура окружающего воздуха принята равной 25 °C, температура земли 15 °C. При определении количества проводов или жил многожильного провода, которые прокладываются в одной трубе, не принимаются в расчет нулевые и заземляющие провода. Токовые нагрузки, указанные в нижеприведенной таблице
подробнее..

Реактивная мощность и ее компенсация

Из школьного курса физики каждый слышал о реактивной мощности. Тем не менее, мало кто себе представляет реальные физические процессы, заложенные в основу этого понятия. Давайте вместе попробуем разобраться и дать исчерпывающие ответы на ключевые вопросы по данной теме. Для функционирования любого электротехнического устройства необходима энергия генератора, которая будет в итоге преобразована им в полезную работу (вращение, нагревание, охлаждение и т.д.). Однако, процесс взаимодействия с электрической энергией во многих устройствах неизбежно связан с образованием внутри цепей магнитного и электрического полей. Поэтому, в таком электротехническом устройстве энергия затрачивается не только на полезную работу, но и на бесполезную, т.е. на создание электрических и магнитных полей (нагрев проводников). Электрические поля в основном образуются в таких элементах, как конденсаторы. Магнитные поля могут создавать такие элементы, как двигатели и трансформаторы. При работе устройства происходит непрерывный обмен энергией между магнитными и электрическими полями. В процессе обмена энергией участвует и сам генератор, т.е. энергия не только потребляется устройством, но и частично отдается им обратно генератору.

Скорость потребления устройством электрической энергии называют мощностью. В цепях переменного тока синусоидальной формы выделяют три ее категории:

• полная мощность (S, [BA]);
• активная мощность (P, [Вт]);
• реактивная мощность (Q, [ВАр]).

Полная мощность представляет суммарную мощность работы устройства (полезная работа + бесполезная работа) и выражается формулой: S = U * I.
Активная мощность интерпретирует только полезную работу: P = U * I * cosφ.
Реактивная мощность определяет бесполезную работу: Q = U * I * sin φ.
Полная мощность связана с активной и реактивной мощностью таким выражением: S 2 = P 2 + Q 2 .
U — действующее значение напряжения генератора, приложенное к устройству.
I — действующее значение силы тока, потребляемого устройством.
φ — угол сдвига фазы между мгновенным значением напряжения и тока.

В устройстве, потребляющем только активную мощность, сдвиг фазы между напряжением и током равен нулю. В устройстве, которое потребляет еще и реактивную мощность, появляется сдвиг фазы между напряжением и током в пределах от 0 до 90°. Фазу сдвигают процессы, происходящие в уже знакомых нам реактивных элементах цепей (конденсаторах, двигателях, трансформаторах и т.д.). В идеальных емкостных элементах (конденсаторах) ток опережает напряжение на 90 ° , а в индуктивных ( двигателях, трансформаторах ) отстает на такое же значение. Таким образом, действующие одновременно в устройстве реактивная индуктивная и реактивная емкостная мощности одной и той же величины могут скомпенсировать друг друга:
Q_c = U * I * sin (-90°) = -(U * I) .
Q_l = U * I * sin (90°) = (U * I) .
Q = Q_c + Q_l = 0 [ВАр].

На следующих графиках приведены зависимости изменений от времени мгновенных значений тока (i), реактивного напряжения (u), полной мощности (s), активной мощности (p) и реактивной мощности (q) для цепей с активно-емкостной и активно-индуктивной нагрузкой:

Зависимости для цепи с активно-емкостной нагрузкой ( φ = 60°).

Зависимости для цепи с активно-индуктивной нагрузкой ( φ = 60°).

По графикам видно, что в любой момент времени реактивная индуктивная мощность имеет противоположный знак с реактивной емкостной мощностью. Используя этот факт создают специальные регулируемые устройства, целью которых является компенсация реактивной мощности. Контролируя и компенсируя реактивную мощность добиваются таких положительных результатов:

• снижения потерь активной мощности;
• снижения потребляемой электроэнергии;
  
• уменьшения перенапряжений;
  
• увеличения пропускной способности электропередач.

В нашем магазине представлен широкий выбор приборов учета реактивной мощности (трехфазных однотарифных счетчиков и трехфазных многотарифных счетчиков). В качестве компенсаторов реактивной мощности могут быть применены синхронные машины, либо конденсаторные батареи. Компенсаторы подключают параллельно нагрузке, и в автоматическом, либо ручном режиме при помощи их реактивной мощности влияют на баланс потребляемых нагрузкой реактивных мощностей.