Активная и реактивная мощность что это такое: Что такое активная, реактивная и полная мощность нагрузки стабилизатора?

Содержание

Что такое активная, реактивная и полная мощность нагрузки стабилизатора?

В отличии от вычисления мощности при постоянном токе, формулы для вычисления мощности в цепях переменного тока достаточно сложны. В общем случае электрическая мощность в этом случае имеет интегральные зависимости.

Для определения полной мощности нагрузки необходимо вычислить активную и реактивную мощность. Полная мощность определяется как векторное сложение этих величин.

Активная мощность — это полезная часть мощности, та часть, которая определяет прямое преобразования электрической энергии в другие необходимые виды энергии. Для каждого электрического прибора вид преобразования энергии свой: в электрической лампочке электроэнергия преобразуется в свет и тепло, в утюге электроэнергия преобразуется в тепло, в электродвигателе электроэнергия преобразуется в механическую энергию. Фактически, активная мощность определяет скорость полезного потребления энергии.

Реактивная мощность — мощность определяемая электромагнитными полями, образующимися в процессе работы приборов. Реактивная мощность, как правило, является «вредной» или «паразитной». Реактивная мощность определяется характером нагрузки. Для такого прибора как лампочка она равна нулю, в процессе горения лампы электромагнитные поля практически не образуются. В процессе работы электродвигателя реактивная мощность может достигать больших значений. Понятие реактивной мощности тесно связано с понятием «пусковые токи».

При выборе стабилизатора напряжения необходимо определять полную мощность потребителей. Самый точный способ — найти значение полной мощности прибора в его паспорте. Если такой возможности нет, то для определения полной мощности приборов с большими «пусковыми токами» принято использовать повышающий коэффициент «4».

Следует также учитывать, что номинальная мощность стабилизатора напряжения может указываться разными производителями стабилизаторов и ИБП в различных диапазонах входных параметров тока.

Китайские производители часто завышают реальную мощность устройства в два и более раз.

Особое внимание при выборе подходящего стабилизатора напряжения или источника бесперебойного питания следует обратить на возможность использования стабилизатора при реактивной нагрузке. Часто производители указывают, что номинальная мощность стабилизатора или ИБП указана без учета реактивной нагрузки. В паспортных данных стабилизаторов и источников питания можно найти фразу «устройство не может использоваться для реактивной нагрузки».

Для работы с приборами, имеющими большую реактивную мощность мы рекомендуем использовать специальные стабилизаторы напряжения и ИБП компании «Бастион». Эти приборы характеризуются большой перегрузочной мощностью и хорошей защитой от помех в сети по нагрузке.

Подробные ответы вы можете найти в следующих статьях:

Сравнение реальных мощностей стабилизаторов напряжения разных марок

Сравнение стабилизаторов напряжения Ресанта, APC, Voltron, Калибри, Teplocom

Стабилизаторы напряжения для котлов отопления

Преимущества релейных стабилизаторов напряжения «Бастион»

Стабилизатор напряжения для холодильника

Стабилизаторы напряжения для насосов

Стабилизатор напряжения для кондиционера и сплит-системы

как найти, формула расчёта, в чем измеряется

Все мы ежедневно сталкиваемся с электроприборами, кажется, без них наша жизнь останавливается.

И у каждого из них в технической инструкции указана мощность. Сегодня мы разберемся что же это такое, узнаем виды и способы расчета.

Мощность в цепи переменного электрического тока

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью.

Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую (световую, тепловую и т.д.), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная «полезная» мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в ваттах (

Вт).

Рассчитывается по формуле: P = U⋅I⋅cosφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, cos φ – косинус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! Описанная ранее формула подходит для расчета цепей с напряжением 220В, однако, мощные агрегаты обычно используют сеть с напряжением 380В. В таком случае выражение следует умножить на корень из трех или 1.73

Понятие реактивной мощности

Реактивная «вредная» мощность — это мощность, которая образуется в процессе работы электроприборов с индуктивной или емкостной нагрузкой, и отражает происходящие электромагнитные колебания. Проще говоря, это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю, а потом возвращается обратно в сеть.

Использовать в дело данную составляющую естественно нельзя, мало того, она во многом вредит сети питания, потому обычно его пытаются компенсировать.

Обозначается эта величина латинской буквой Q.

ЗАПОМНИТЕ! Реактивная мощность измеряется не в привычных ваттах (Вт), а в вольт-амперах реактивных (Вар).

Рассчитывается по формуле:

Q = U⋅I⋅sinφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, sinφ – синус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! При расчете данная величина может быть как положительной, так и отрицательной – в зависимости от движения фазы.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Главным отличием реактивной (емкостной и индуктивной) нагрузки – наличие, собственно, емкости и индуктивности, которые имеют свойство запасать энергию и позже отдавать ее в сеть.

Индуктивная нагрузка преобразует энергию электрического тока сначала в магнитное поле (в течение половины полупериода), а далее преобразует энергию магнитного поля в электрический ток и передает в сеть. Примером могут служить асинхронные двигатели, выпрямители, трансформаторы, электромагниты.

ВАЖНО! При работе индуктивной нагрузки кривая тока всегда отстает от кривой напряжения на половину полупериода.

Емкостная нагрузка преобразует энергию электрического тока в электрическое поле, а затем преобразует энергию полученного поля обратно в электрический ток.

Оба процесса опять же протекают в течение половины полупериода каждый. Примерами являются конденсаторы, батареи, синхронные двигатели.

ВАЖНО! Во время работы емкостной нагрузки кривая тока опережает кривую напряжения на половину полупериода.

Коэффициент мощности cosφ

Коэффициент мощности cosφ (читается косинус фи)– это скалярная физическая величина, отражающая эффективность потребления электрической энергии. Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.

Коэффициент cosφ находится через отношение активной электрической мощности к полной электрической мощности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При более точном расчете следует учитывать нелинейные искажения синусоиды, однако, в обычных расчетах ими пренебрегают.

Значение данного коэффициента может изменяться от 0 до 1 (если расчет ведется в процентах, то от 0% до 100%). Из расчетной формулы не сложно понять, что, чем больше его значение, тем больше активная составляющая, а значит лучше показатели прибора.

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Полная мощность – это геометрически вычисляемая величина, равная корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей соответственно. Обозначается латинской буквой S.

Также рассчитать полную мощность можно путем перемножения напряжения и силы тока соответственно.

S = U⋅I

ВАЖНО! Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА).

Треугольник мощностей – это удобное представление всех ранее описанных вычислений и соотношений между активной, реактивной и полной мощностей.

Катеты отражают реактивную и активную составляющие, гипотенуза – полную мощность. Согласно законам геометрии, косинус угла φ равен отношению активной и полной составляющих, то есть он является коэффициентом мощности.

Как найти активную, реактивную и полную мощности. Пример расчета

Все расчеты строятся на указанных ранее формулах и треугольнике мощностей. Давайте рассмотрим задачу, наиболее часто встречающуюся на практике.

Обычно на электроприборах указана активная мощность и значение коэффициента cosφ. Имея эти данные несложно рассчитать реактивную и полную составляющие.

Для этого разделим активную мощность на коэффициент cosφ и получим произведение тока и напряжения. Это и будет полной мощностью.

Далее, исходя из треугольника мощностей, найдем реактивную мощность равную квадрату из разности квадратов полной и активной мощностей.

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром. Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

  1. Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
  2. Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Активная и реактивная мощность. За что платим и работа

Активная и реактивная мощность — потребители электрической энергии на то и потребители, чтобы эту энергию потреблять. Потребителя интересует та энергия, потребление которой идет ему на пользу, эту энергию можно назвать полезной, но в электротехнике ее принято называть активной. Это энергия, которая идет на нагрев помещений, готовку пищи, выработку холода, и превращаемая в механическую энергию (работа электродрелей, перфораторов, электронасосов и пр.).

Кроме активной электроэнергии существует еще и реактивная. Это та часть полной энергии, которая не расходуется на полезную работу. Как понятно из вышесказанного, полная мощность – это активная и реактивная мощность в целом.

Активная и реактивная мощность

В понятиях активная и реактивная мощность сталкиваются противоречивые интересы потребителей электрической энергии и ее поставщиков. Потребителю выгодно платить только за потребленную им полезную электроэнергию, поставщику выгодно получать оплату за сумму активной и реактивной электроэнергии. Можно ли совместить эти кажущиеся противоречивыми требования? Да, если свести количество реактивной электроэнергии к нулю.

Активная мощность

Существуют потребители электроэнергии, у которых полная и активная мощности совпадают. Это потребители, у которых нагрузка представлена активными сопротивлениями (резисторами). Среди бытовых электроприборов примерами подобной нагрузки являются лампы накаливания, электроплиты, жарочные шкафы и духовки, обогреватели, утюги, паяльники и пр.

Указанная у этих приборов в паспорте, одновременно является активная и реактивная мощность . Это тот случай, когда мощность нагрузки можно определить по известной из школьного курса физики формуле, перемножив ток нагрузки на напряжение в сети. Ток измеряется в амперах (А), напряжение в вольтах (В), мощность в ваттах (Вт). Конфорка электрической плиты в сети с напряжением 220 В при токе в 4,5 А потребляет мощность 4,5 х 220 = 990 (Вт).

Реактивная мощность

Иногда, проходя по улице, можно увидеть, что стекла балконов покрыты изнутри блестящей тонкой пленкой. Эта пленка изъята из бракованных электрических конденсаторов, устанавливаемых с определенными целями на питающих мощных потребителей электрической энергии распределительных подстанциях. Конденсатор – типичный потребитель реактивной мощности. В отличие от потребителей активной мощности, где главным элементом конструкции является некий проводящий электричество материал (вольфрамовый проводник в лампах накаливания, нихромовая спираль в электроплитке и т.п.). В конденсаторе главный элемент – не проводящий электрический ток диэлектрик (тонкая полимерная пленка или пропитанная маслом бумага).

Реактивная емкостная мощность

Красивые блестящие пленки, что вы видели на балконе – это обкладки конденсатора из токопроводящего тонкого материала. Конденсатор замечателен тем, что он может накапливать электрическую энергию, а затем отдавать ее – своеобразный такой аккумулятор. Если включить конденсатор в сеть постоянного тока, он зарядится кратковременным импульсом тока, а затем ток через него протекать не будет. Вернуть конденсатор в исходное состояние можно, отключив его от источника напряжения и подключив к его обкладкам нагрузку. Некоторое время через нагрузку будет течь электрический ток, и идеальный конденсатор отдает в нагрузку ровно столько электрической энергии, сколько он получил при зарядке. Подключенная к выводам конденсатора лампочка может на короткое время вспыхнуть, электрический резистор нагреется, а неосторожного человека может «тряхнуть» или даже убить при достаточном напряжении на выводах и запасенном количестве электричества.

Интересная картина получается при подключении конденсатора к источнику переменного электрического напряжения. Поскольку у источника переменного напряжения постоянно меняются полярность и мгновенное значение напряжения (в домашней электросети по закону, близкому к синусоидальному). Конденсатор будет непрерывно заряжаться и разряжаться, через него будет непрерывно протекать переменный ток. Но этот ток не будет совпадать по фазе с напряжением источника переменного напряжения, а будет опережать его на 90°, т.е. на четверть периода.

Это приведет к тому, что суммарно половину периода переменного напряжения конденсатор потребляет энергию из сети, а половину периода отдает, при этом суммарная потребляемая активная электрическая мощность равна нулю.

Но, поскольку через конденсатор течет значительный ток, который может быть измерен амперметром, принято говорить, что конденсатор – потребитель реактивной электрической мощности.

Вычисляется реактивная мощность как произведение тока на напряжение, но единица измерения уже не ватт, а вольт-ампер реактивный (ВАр). Так, через подключенный к сети 220 В частотой 50 Гц электрический конденсатор емкостью 4 мкФ течет ток порядка 0,3 А. Это означает, что конденсатор потребляет 0,3 х 220 = 66 (ВАр) реактивной мощности – сравнимо с мощностью средней лампы накаливания, но конденсатор, в отличие от лампы, при этом не светится и не нагревается.

Реактивная индуктивная мощность

Если в конденсаторе ток опережает напряжение, то существуют ли потребители, где ток отстает от напряжения? Да, и такие потребители, в отличие от емкостных потребителей, называются индуктивными, оставаясь при этом потребителями реактивной энергии. Типичная индуктивная электрическая нагрузка – катушка с определенным количеством витков хорошо проводящего провода, намотанного на замкнутый сердечник из специального магнитного материала.

На практике хорошим приближением чисто индуктивной нагрузки является работающий без нагрузки трансформатор (или стабилизатор напряжения с автотрансформатором). Хорошо сконструированный трансформатор на холостом ходу потребляет очень мало активной мощности, потребляя мощность в основном реактивную.

Реальные потребители электрической энергии и полная электрическая мощность

Из рассмотрения особенностей емкостной и индуктивной нагрузки возникает интересный вопрос – что произойдет, если емкостную и индуктивную нагрузку включить одновременно и параллельно. Ввиду их противоположной реакции на приложенное напряжение, эти две реакции начнут компенсировать друг друга. Суммарная нагрузка окажется только емкостной или индуктивной, и в некотором идеальном случае удастся добиться полной компенсации. Выглядеть это будет парадоксально – подключенные амперметры зафиксируют значительные (и равные!) токи через конденсатор и катушку индуктивности, и полное отсутствие тока в объединяющих их общей цепи. Описанная картина несколько нарушается лишь тем, что не существует идеальных конденсаторов и катушек индуктивности, но подобная идеализация помогает понять суть происходящих процессов.

Вернемся к реальным потребителям электрической энергии. В быту мы пользуемся в основном потребителями чисто активной мощности (примеры приведены выше), и смешанной активно-индуктивной. Это электродрели, перфораторы, электродвигатели холодильников, стиральных машин и прочей бытовой техники. Также к ним относятся электрические трансформаторы источников питания бытовой радиоэлектронной аппаратуры и стабилизаторов напряжения. В случае подобной смешанной нагрузки, помимо активной (полезной) мощности, нагрузка потребляет еще и реактивную мощность, в итоге полная мощность отказывается больше активной мощности. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА), и всегда представляет собой произведение тока в нагрузке на напряжение на нагрузке.

Таинственный «косинус фи»

Отношение активной мощности к полной называется в электротехнике «косинусом фи». Обозначается cos φ. Это отношение называется также и коэффициентом мощности. Нетрудно видеть, что для случая чисто активной нагрузки, где полная мощность совпадает с активной, cos φ = 1. Для случаев чисто емкостной или индуктивной нагрузок, где нулю равна активная мощность, cos φ = 0.

В случае смешанной нагрузки значение коэффициента мощности заключается в пределах от 0 до 1. Для бытовой техники обычно в диапазоне 0,5-0,9. В среднем можно считать его равным 0,7, более точное значение указывается в паспорте электроприбора.

За что платим?

И, наконец, самый интересный вопрос – за какой вид энергии платит потребитель. Исходя из того, что реактивная составляющая суммарной энергии не приносит потребителю никакой пользы, при этом долю периода реактивная энергия потребляется, а долю отдается, платить за реактивную мощность незачем. Но бес, как известно, кроется в деталях. Поскольку смешанная нагрузка увеличивает ток в сети, возникают проблемы на электростанциях, где электроэнергия вырабатывается синхронными генераторами, а именно: индуктивная нагрузка «развозбуждает» генератор, и приведение его в прежнее состояние обходится в затраты уже реальной активной мощности на его «довозбуждение».

Таким образом, заставить потребителя платить за потребляемую реактивную индуктивную мощность вполне справедливо. Это побуждает потребителя компенсировать реактивную составляющую своей нагрузки, а, поскольку эта составляющая в основном индуктивная, компенсация заключается в подключении конденсаторов наперед рассчитанной емкости.

Потребитель находит возможность платить меньше

Если потребителем оплачивается отдельно потребляемая активная и реактивная мощность. Он готов идти на дополнительные затраты и устанавливать на своем предприятии батареи конденсаторов, включаемые строго по графику в зависимости от средней статистики потребления электроэнергии по часам суток.

Существует также возможность установки на предприятии специальных устройств (компенсаторов реактивной мощности), подключающих конденсаторы автоматически в зависимости от величины и характера потребляемой в данный момент мощности. Эти компенсаторы позволяют поднять значение коэффициента мощности с 0,6 до 0,97, т.е. практически до единицы.

Принято также, что если соотношение потребленной реактивной энергии и общей не превышает 0,15, то корпоративный потребитель от оплаты за реактивную энергию освобождается.

Что же касается индивидуальных потребителей, то, ввиду сравнительно невысокой потребляемой ими мощности, разделять счета на оплату потребляемой электроэнергии на активную и реактивную не принято. Бытовые однофазные счетчики электрической энергии учитывают лишь активную мощность электрической нагрузки, за нее и выставляется счет на оплату. Т.е. в настоящее время даже не существует технической возможности выставить индивидуальному потребителю счет за потребленную реактивную мощность.

Особых стимулов компенсировать индуктивную составляющую нагрузки у потребителя нет, да это и сложно осуществить технически. Постоянно подключенные конденсаторы при отключении индуктивной нагрузки будут бесполезно нагружать подводящую электропроводку. За электросчетчиком (перед счетчиком тоже, но за то потребитель не платит), что вызовет потребление активной мощности с соответствующим увеличением счета на оплату, а автоматические компенсаторы дороги и вряд ли оправдают затраты на их приобретение.

Другое дело, что производитель иногда устанавливает компенсационные конденсаторы на входе потребителей с индуктивной составляющей нагрузки. Эти конденсаторы, при правильном их подборе, несколько снизят потери энергии в подводящих проводах, при этом несколько повысив напряжение на подключенном электроприборе за счет уменьшения падения напряжения на подводящих проводах.

Но, что самое главное, компенсация реактивной энергии у каждого потребителя, от квартиры до огромного предприятия, снизит токи во всех линиях электропитания, от электростанции до квартирного щитка. За счет реактивной составляющей полного тока, что уменьшит потери энергии в линиях и повысит коэффициент полезного действия электросистем.

Похожие темы:

Реактивная мощность — это… Что такое Реактивная мощность?

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

Мгновенная электрическая мощность

Мгновенная электрическая мощность P (t), выделяющаяся на элементе электрической цепи — произведение мгновенных значений напряжения U (t) и силы тока I (t) на этом элементе:

Если элемент цепи — резистор c электрическим сопротивлением R, то

Мощность постоянного тока

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то среднюю мощность можно вычислить по формулам:

Мощность переменного тока

Активная мощность

Среднее за период Т значение мгновенной мощности называется активной мощностью: . В цепях однофазного синусоидального тока , где U и I — действующие значения напряжения и тока, φ — угол сдвига фаз между ними. Для цепей несинусоидального тока электрическая мощность равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник. Активная мощность характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую и электромагнитную). Активная мощность может быть также выражена через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле . В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная мощность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая мощность определяется как сумма мощностей отдельных фаз. С полной мощностью S активная связана соотношением . Единица активной мощности — ватт (W, Вт). Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом активной мощности является мощность, поглощаемая нагрузкой.

Реактивная мощность

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока, равна произведению действующих значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = UI sin φ. Единица реактивной мощности — вольт-ампер реактивный (var, вар). Реактивная мощность связана с полной мощностью S и активной мощностью Р соотношением: . Реактивная мощность в электрических сетях вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках реактивная мощность может быть значительно больше активной. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения коэффициента мощности электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для СВЧ электромагнитного сигнала, в линиях передачи, аналогом реактивной мощности является мощность, отраженная от нагрузки.

Необходимо отметить, что величина sinφ для значений φ от 0 до плюс 90 ° является положительной величиной. Величина sinφ для значений φ от 0 до минус 90 ° является отрицательной величиной. В соответствии с формулой Q = UI sinφ реактивная мощность может быть отрицательной величиной. Но отрицательное значение мощности нагрузки характеризует нагрузку как генератор энергии. Активное, индуктивное, емкостное сопротивление не могут быть источниками постоянной энергии. Модуль величины Q = UI sinφ приблизительно описывает реальные процессы преобразования энергии в магнитных полях индуктивностей и в электрических полях емкостей. 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. Измерительные преобразователи реактивной мощности, использующие формулу Q = UI sinφ, более просты и значительно дешевле измерительных преобразователей на микропроцессорной технике.

Полная 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: , 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).

Векторная зависимость между полной, активной и реактивной мощностью выражается формулой:

Измерения

Литература

  • Бессонов Л. А. — Теоретические основы электротехники: Электрические цепи — М.: Высш. школа, 1978

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Активная, реактивная и полная мощность

В отличии от сетей постоянного тока, где мощность имеет выражение    и не изменяется во времени, в сетях переменного тока это не так.

Мощность в цепи переменного тока также есть переменной величиной. На любом участке цепи в любой момент времени t она определяется  как  произведение мгновенных значений напряжения и тока.

Рассмотрим, что представляет активная мощность

В цепи с чисто активным сопротивлением она равна:

Если принять  и  тогда выйдет:

Где 

Исходя из выражений выше — активная энергия состоит из двух частей — постоянной  и переменной  , которая меняется с двойной частотой. Среднее ее значение 

График Р(ωt)

Отличие реактивной мощности от активной

В цепи, где есть реактивное сопротивление (возьмем для примера индуктивное) значение мгновенной мощности равно:

Соответственно  и  в итоге получим:

Данное выражение показывает, что реактивная энергия содержит только переменную часть, которая изменяется с двойной частотой, а ее среднее значение равно нулю

График q(ωt)

Если ток и напряжение имеют синусоидальную форму и сеть содержит элементы типа R-L или R-C, то в таких сетях кроме преобразования энергии в активном элементе R вдобавок еще и изменяется энергия электрического и магнитного полей в реактивных элементах L и C.

В таком случае полная мощность сети будет равна сумме:

Что такое полная мощность на примере простой R-L цепи

Графики изменения мгновенных значений u,i:

Графики изменения мгновенных значений u,i:

φ — фазовый сдвиг между током и напряжением

Уравнение для S примет следующий вид 

Подставим вместо  и заменим амплитудные значения на действующие:

Значение S рассматривается как сумма двух величин , где

 и  — мгновенные активные и реактивные мощности на участках R-L.

Графики p,q,s:

Как видим из графика, наличие индуктивной составляющей повлекло за собой появление отрицательной части в полной мощности (заштрихованная часть графика), что снижает ее среднее значение. Это происходит из-за фазового сдвига, в какой-то момент времени ток и напряжение находятся в противофазе, поэтому появляется отрицательное значение S.

Итоговые выражения для действующих значений:

Активная составляющая сети выражается в ваттах (Вт), а реактивная в вольт-амперах реактивных (вар).

Полная мощность сети S, обусловлена номинальными данными генератора. Для генератора она обусловлена выражением:

Для нормальной работы генератора ток в обмотках и напряжение на зажимах не должны превышать номинальные значения Iн, Uн.  Для генератора значения P и S одинаковы, однако все-таки на практике условились S выражать в вольт-амперах (ВА).

Также энергию сети можно выразить через каждую составляющую отдельно:

Где S, P, Q – соответственно активное, реактивное и полное сопротивление сети. Они образуют треугольник мощностей:

Треугольник мощностей с преобладающей индуктивной нагрузкой

Если вспомнить теорему Пифагора, то из прямоугольного треугольника можно получить такое выражение:

Реактивная составляющая в треугольнике является положительной (QL), когда ток отстает от напряжения, и отрицательной (QC), когда опережает:

Треугольник мощностей с преобладающей емкостной нагрузкой

Для реактивной составляющей сети справедливо алгебраическое выражение:

Из чего следует что индуктивная и емкостная энергия взаимозаменяемы. То есть если вы хотите уменьшить влияние индуктивной части цепи, вам необходимо добавить емкость, и наоборот. Ниже пример данной схемы :

Схема компенсации реактивной составляющей

Векторная диаграмма показывает влияние конденсатора на cosφ. Как видно, что при включении конденсатора cosφ2> cosφ1 и  Iл<I.

Векторная диаграмма

Связь между полной и реактивной энергии выражается:

Отсюда:

сosφ – это коэффициент мощности. он показывает какую долю от полной энергии составляет активная энергия. Чем ближе он к 1, тем больше полезной энергии потребляется из сети.

Выводы о трех составляющих цепи переменного тока

В отличии от цепей постоянного тока, цепи переменного напряжения имеют три вида мощности – активная, реактивная, полная. Активная энергия, как и в цепях постоянного тока, выполняет полезную работу. Реактивная – не выполняет ничего полезного, а только снижает КПД сети, греет провода, грузит генератор. Полная – сумма активной и реактивной, она равна мощности сети. Индуктивная составляющая реактивной энергии может быть скомпенсирована емкостной.  На практике в промышленности это реализовано в виде конденсаторных установок.

Баланс активной и реактивной мощности | Качество электроэнергии и его обеспечение | Архивы

Страница 7 из 9

    1. БАЛАНС АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Все элементы электрической системы (станции, подстанции, линии электропередач, сети, приемники энергии) взаимосвязаны непрерывным процессом генерирования, передачи, распределения и потребления электрической энергии. Момент производства электроэнергии практически совпадает с моментом ее потребления, поэтому в любой момент времени мощность, отдаваемая генерирующими установками, должна быть точно равна мощности суммарной нагрузки системы, т. е. должен соблюдаться баланс генерируемых и потребляемых мощностей в системе. Невыполнение этого условия или, как говорят, нарушение баланса мощностей системы приводит к отклонению параметров ее режима.
Баланс активной мощности может поддерживаться только самой системой, т. е. генераторами системы.
Баланс реактивной мощности поддерживается не только системой, но и путем размещения генерирующих источников реактивной мощности (компенсирующих устройств) непосредственно на месте потребления электроэнергии. Это оправдано и техническими и экономическими соображениями, поскольку снижение передачи реактивной мощности по сетям приводит к снижению в них потерь энергии и повышению их пропускной способности.
Ориентировочно можно считать, что около двух третей реактивной мощности поступает потребителям от компенсирующих устройств и лишь одна треть от системы.
Балансу активной мощности сопутствует параметр режима— частота, а балансу реактивной мощности — напряжение (см. 1.3, 1.4).

2.3.1. Баланс активных мощностей

В электрической системе при любых режимах должно удовлетворяться уравнение баланса активных мощностей
(28)
где Рраб — суммарная активная мощность, вырабатываемая генераторами электростанций (рабочая мощность системы), МВт; Рн  —суммарная активная мощность нагрузок системы, МВч;— суммарные потери активной мощности в системе (во всех звеньях от генераторов станций до потребителей энергии), МВт; Ра, — суммарная активная мощность собственных нужд электростанций, МВт; Рпотр — суммарная потребляемая активная мощность, МВт.
Потери активной мощности могут достигать 5… 15% or суммарной нагрузки системы, а расход на собственные нужды станций в зависимости от их типа составляет 1… 12%-
Нарушение баланса активных мощностей в системе вызывается изменением нагрузки, авариями, изменением производительности оборудования и другими причинами, поэтому система должна располагать большей мощностью, т. е. иметь резерв.
Полный резерв Рре3 активной мощности системы условно разделяется на эксплуатационный Ррез  (непланируемый) и ремонтный Ррез2 (планируемый) резервы:
(29)
Полный резерв должен быть не менее 10% от рабочей активной мощности системы.
Установленная мощность системы включает в себя рабочую мощность и полный резерв:
(30)

Часть установленной мощности, состоящая из рабочей мощности и эксплуатационного резерва, выделяют как располагаемую мощность системы:
(31)
Поскольку с ростом нагрузки, резерв уменьшаться не должен, то необходимо в системе вводить дополнительные мощности, чтобы сохранить его требуемый уровень.
Изменение частоты, имеющее место при нарушении баланса мощности (28), приводит к изменению потребления активной и реактивной мощностей обобщенной нагрузкой системы. Характер изменения потребления зависит от состава потребителей системы. Так, например, система с преимущественно промышленной нагрузкой (Uн=110 кВ) имеет обобщенные типовые характеристики при изменении частоты, показанные на рис. 14. На рисунке виден практически линейный характер изменения потребления активной мощности при изменении частоты системы и явно выраженный нелинейный характер изменения потребления реактивной мощности, особенно при снижении частоты, когда потребление реактивной мощности резко возрастает.

Рис. 14
Снижение потребления активной мощности при уменьшении частоты вызывается снижением производительности рабочих механизмов, зависящей от их скорости, а существенный рост потребления реактивной мощности происходит из-за увеличения потерь реактивной мощности в индуктивных сопротивлениях ЛЭП, асинхронных двигателях и трансформаторах (увеличение намагничивающего тока).
Изменение выработки активной мощности в системе связано с регулированием частоты, которое в современных системах осуществляется автоматически. Эта задача обычно возлагается на одну либо несколько электростанций системы (см. 1.3). При тяжелых аварийных режимах, когда отключается значительная часть генераторного парка системы и баланс активной мощности резко нарушается, применяют автоматическую частотную разгрузку (отключают часть потребителей) для восстановления баланса. После восстановления режима работы системы вступает в действие частотное АПВ.

2.3.2. Баланс реактивных мощностей

Для нормальной работы электроприемников нужна и активная, и реактивная энергия, причем в любой момент времени суммарная генерируемая реактивная мощность в системе должна быть точно равна потребляемой реактивной мощности. Источниками реактивной мощности в системе являются не только генераторы электростанций, но также воздушные и кабельные ЛЭП, батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели, статические компенсирующие установки и др. Таким образом, баланс реактивных мощностей в системе записывается в виде:
(32)
где Qpаб — суммарная реактивная мощность, генерируемая всеми источниками системы (рабочая мощность), Мвар; Qr, Ол, Qk, Qkу — реактивные мощности, генерируемые соответственно генераторами электростанций, линиями электропередач (зарядная мощность), конденсаторными батареями, компенсирующими установками (синхронные компенсаторы, синхронные двигатели, статические компенсирующие установки и т. п.), Мвар;— соответственно суммарная реактивная мощность нагрузок системы, потерь реактивной мощности в системе и расход реактивной мощности на собственные нужды системы, Мвар; Q,10tp — суммарная потребляемая реактивная мощность, Мвар.
Уравнения баланса (28) и (32) включают в себя активную и реактивную мощности, вырабатываемые генераторами электростанций, которые связаны зависимостью
(33)
поэтому генерация реактивной мощности электростанциями зависит от числа и мощности работающих генераторов, обеспечивающих покрытие активной нагрузки системы. Принимая во внимание средний коэффициент мощности современных генераторов — 0,8 … 0,9, можно сказать, что располагаемая реактивная мощность генераторов системы составляет 60…70% от их располагаемой активной мощности. Кроме того, потери реактивной мощности достигают 30…35% от выдаваемой в сеть. Это объясняется тем, что индуктивное сопротивление сети значительно выше активного и при передаче электроэнергии имеет место большое число трансформаций (3—4 и более). В результате суммарная потребность в реактивной мощности превышает располагаемую реактивную мощность генераторов системы, т. е. существует дефицит реактивной мощности, достигающий 10 … 15% и более. Дефицит особенно проявляется в летние месяцы, когда па электростанциях часть машин выводится в ремонт.
При дефиците реактивной мощности в системе нарушается баланс (32). Чтобы «свести» баланс реактивных мощностей в системе устанавливают дополнительные источники реактивной мощности. Современные источники реактивной мощности выпускаются на напряжение до 110 кВ и с номинальной мощностью до 450 Мвар (СК — до 320 Мвар, 20 кВ; ТКУ — до 450 Мвар, 110 кВ; БК — до 93 Мвар, 110 кВ).
Нарушение баланса реактивной мощности приводит к отклонениям напряжения, при этом в разных узлах системы отклонения могут быть различными, в отличие от отклонений частоты, которые происходят одновременно во всей системе. Регулирование напряжения осуществляют регулированием реактивной мощности, причем это регулирование в разных точках системы может выполняться независимо. Как правило, это регулирование осуществляется таким образом, чтобы обеспечить минимум потерь мощности в сетях.
Изменение напряжения при нарушении баланса реактийной мощности вызывает изменение потребления нагрузкой системы и активной и реактивной мощности. На рис. 15 приведены характеристики обобщенной нагрузки системы (Uн= 110 кВ, нагрузка преимущественно промышленная),, показывающие, как изменяется потребление активной и реактивной мощностей при отклонениях напряжения. При снижении напряжения уменьшается потребление активной и более резко — реактивной мощностей, причем при снижении напряжения до 0,8UH и ниже потребление реактивной мощности начинает возрастать, возрастают потери напряжения в сети и возникает процесс лавинного снижения напряжения, лавина напряжения — это тяжелый аварийный режим, который предотвращается с помощью специальных мер (форсировкой возбуждения генераторов, синхронных двигателей и др.).


Рис. 15
При общем снижении напряжения в системе его восстановление возможно только при наличии достаточного резерва реактивной мощности системы. При местном снижении напряжения его регулирование осуществляют с помощью местных источников реактивной мощности, устанавливаемых на приемных подстанциях или на передающих концах питающих линий. Вопросы регулирования напряжения и реактивной мощности рассмотрены ранее (см. 1.4; 1.5; 1.6).

Понятие о реактивных и активных мощностях и нагрузках

Главная цель при передаче электроэнергии – повышение эффективности работы сетей. Следовательно, необходимо уменьшение потерь. Основной причиной потерь является реактивная мощность, компенсация которой значительно повышает качество электроэнергии.

Батареи статических конденсаторов

Реактивная мощность вызывает ненужный нагрев проводов, перегружаются электроподстанции. Трансформаторная мощность и кабельные сечения вынужденно подвергаются завышениям, сетевое напряжение снижается.

Понятие о реактивной мощности

Для выяснения, что же такое реактивная мощность, надо определить другие возможные виды мощности. При существовании в контуре активной нагрузки (резистора) происходит потребление исключительно активной мощности, полностью расходуемой на энергопреобразование. Значит, можно сформулировать, что такое активная мощность, – та, при которой ток совершает эффективную работу.

На постоянном токе происходит потребление исключительно активной мощности, рассчитываемой соответственно формуле:

P = U x I.

Измеряется в ваттах (Вт).

В электроцепях с переменным током при наличии активной и реактивной нагрузки мощностной показатель суммируется из двух составных частей: активной и реактивной мощности.

Реактивная нагрузка бывает двух видов:

  1. Емкостная (конденсаторы). Характеризуется фазовым опережением тока по сравнению с напряжением;
  2. Индуктивная (катушки). Характеризуется фазовым отставанием тока по отношению к напряжению.

Емкостная и индуктивная нагрузка

Если рассмотреть контур с переменным током и подсоединенной активной нагрузкой (обогреватели, чайники, лампочки с накаливающейся спиралью), ток и напряжение будут синфазными, а полная мощность, взятая в определенную временную отсечку, вычисляется путем перемножения показателей напряжения и тока.

Однако когда схема содержит реактивные компоненты, показатели напряжения и тока не будут синфазными, а будут различаться на определенную величину, определяемую углом сдвига «φ». Пользуясь простым языком, говорится, что реактивная нагрузка возвращает столько энергии в электроцепь, сколько потребляет. В результате получится, что для активной мощности потребления показатель будет нулевой. Одновременно по цепи протекает реактивный ток, не выполняющий никакую эффективную работу. Следовательно, потребляется реактивная мощность.

Реактивная мощность – часть энергии, которая позволяет устанавливать электромагнитные поля, требуемые оборудованием переменного тока.

Расчет реактивной мощности ведется по формуле:

Q = U x I x sin φ.

В качестве единицы измерения реактивной мощности служит ВАр (вольтампер реактивный).

Выражение для активной мощности:

P = U x I x cos φ.

Треугольник мощностей

Взаимосвязь активной, реактивной и полной мощности для синусоидального тока переменных значений представляется геометрически тремя сторонами прямоугольного треугольника, называемого треугольником мощностей. Электроцепи переменного тока потребляют две разновидности энергии: активную мощность и реактивную. Кроме того, значение активной мощности никогда не является отрицательным, тогда как для реактивной энергии возможна либо положительная величина (при индуктивной нагрузке), либо отрицательная (при емкостной нагрузке).

Треугольник мощностей

Важно! Из треугольника мощностей видно, что всегда полезно снизить реактивную составляющую, чтобы повысить эффективность системы.

Полная мощность не находится как алгебраическая сумма активного и реактивного мощностного значения, это векторная сумма P и Q. Ее количественное значение вычисляется извлечением квадратного корня из суммы квадратов мощностных показателей: активного и реактивного. Измеряться полная мощность может в ВА (вольтампер) или производных от него: кВА, мВА.

Чтобы была рассчитана полная мощность, необходимо знать разность фаз между синусоидальными значениям U и I.

Коэффициент мощности

Пользуясь геометрически представленной векторной картиной, можно найти отношение сторон треугольника, соответствующих полезной и полной мощности, что будет равно косинусу фи или мощностному коэффициенту:

cos φ = P/S.

Данный коэффициент находит эффективность работы сети.

Количество потребляемых ватт – то же самое, что и количество потребляемых вольтампер при мощностном коэффициенте, равном 1 или 100%.

Важно! Полная мощность тем ближе к показателю активной, чем больше cos φ, или чем меньше угол сдвига синусоидальных величин тока и напряжения.

Если, к примеру, имеется катушка, для которой:

  • Р = 80 Вт;
  • Q = 130 ВАр;
  • тогда S = 152,6 BA как среднеквадратичный показатель;
  • cos φ = P/S = 0,52 или 52%

Можно сказать, что катушка требует 130 ВАр полной мощности для выполнения полезной работы 80 Вт.

Коррекция cos φ

Для коррекции cos φ применяется тот факт, что при емкостной и индуктивной нагрузке вектора реактивной энергии располагаются в противофазе. Так как большинство нагрузок является индуктивными, подключив емкость, можно добиться увеличения cos φ.

Принцип компенсации реактивной мощности

Главные потребители реактивной энергии:

  1. Трансформаторы. Представляют собой обмотки, имеющие индуктивную связь и посредством магнитных полей преобразуюшие токи и напряжения. Эти аппараты являются основным элементом электросетей, передающих электроэнергию. Особенно увеличиваются потери при работе на холостом ходу и при низкой нагрузке. Широко используются трансформаторы в производстве и в быту;
  2. Индукционные печи, в которых расплавляются металлы путем создания в них вихревых токов;
  3. Асинхронные двигатели. Крупнейший потребитель реактивной энергии. Вращающий момент в них создается посредством переменного магнитного поля статора;
  4. Преобразователи электроэнергии, такие как силовые выпрямители, используемые для питания контактной сети железнодорожного транспорта и другие.

Конденсаторные батареи подсоединяются на электроподстанциях для того, чтобы контролировать напряжение в пределах установленных уровней. Нагрузка меняется в течение дня с утренними и вечерними пиками, а также на протяжении недели, снижаясь в выходные, что изменяет показатели напряжения. Подключением и отключением конденсаторов варьируется его уровень. Это делается от руки и с помощью автоматики.

Как и где измеряют cos φ

Реактивная мощность проверяется по изменению cos φ специальным прибором – фазометром. Его шкала проградуирована в количественных значениях cos φ от нуля до единицы в индуктивном и емкостном секторе. Полностью скомпенсировать негативное влияние индуктивности не удастся, но возможно приближение к желаемому показателю – 0,95 в индуктивной зоне.

Фазометр

Фазометры применяются при работе с установками, способными повлиять на режим работы электросети через регулирование cos φ.

  1. Так как при финансовых расчетах за потребленную энергию учитывается и ее реактивная составляющая, то на производствах устанавливаются автоматические компенсаторы на конденсаторах, емкость которых может меняться. В сетях, как правило, используются статические конденсаторы;
  2. При регулировании cos φ у синхронных генераторов путем изменения возбуждающего тока необходимо его отслеживать визуально в ручных рабочих режимах;
  3. Синхронные компенсаторы, представляющие собой синхронные двигатели, работающие без нагрузки, в режиме перевозбуждения выдают в сеть энергию, которая компенсирует индуктивную составляющую. Для регулирования возбуждающего тока наблюдают за показаниями cos φ по фазометру.

Синхронный компенсатор

Коррекция коэффициента мощности – одна из эффективнейших инвестиций для сокращения затрат на электроэнергию. Одновременно улучшается качество получаемой энергии.

Видео

Оцените статью:

Разница между активной и реактивной мощностью (со сравнительной таблицей)

Наиболее существенная разница между активной и реактивной мощностью состоит 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 активная 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

Содержание: активная против реактивной мощности

  1. Сравнительная таблица
  2. Определение
  3. Ключевые отличия
  4. Заключение

Сравнительная таблица

Основа для сравнения Активная мощность Реактивная мощность
Определение Активная мощность — это реальная мощность, которая рассеивается в цепи. Мощность, которая движется назад и образует пену между нагрузкой и источником такого типа мощности, известна как реактивная мощность
Формула
Измерительный блок Вт VAR
Представлен P Q
Причины Вырабатывает тепло в нагревателе, светится 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

  1. Активная мощность — это реальная мощность, потребляемая нагрузкой.А реактивная мощность — это бесполезная мощность.
  2. 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.
  3. Активная мощность — это активная мощность, измеряемая в ваттах. Пока реактивная мощность измеряется в ВАР.
  4. Буква P представляет активную мощность, а Q представляет реактивную мощность.
  5. Крутящий момент, развивающийся в двигателе, тепло, рассеиваемое в нагревателе, и свет, излучаемый лампами, — все это из-за активной мощности.Реактивная мощность определяет коэффициент мощности цепи.
  6. 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 по цепи, не выполняя никакой полезной работы.

Разница между активной и реактивной мощностью

Основная разница между активной и реактивной мощностью

Основное различие между активной и реактивной мощностью состоит в том, что активная мощность — это фактическая или реальная мощность, которая используется в цепи, в то время как реактивная мощность колеблется взад и вперед между загрузкой и источником, что теоретически бесполезно.

Следующий треугольник мощности показывает соотношение между активной, реактивной и полной мощностью. Все эти мощности индуцируются только в цепях переменного тока, когда ток опережает или отстает от напряжения, то есть существует разность фаз (фазовый угол (Φ) между напряжением и током.

Что такое активная мощность?

Мощность, которая действительно используется и потребляется для полезной работы в цепи переменного или постоянного тока, известной как активная мощность, или истинная мощность, реальная мощность, полезная мощность или полная мощность в ваттах.Он обозначается буквой «P» и измеряется в ваттах, кВт или МВт. Среднее значение активной мощности можно рассчитать по следующим формулам.

Формулы для активной мощности
  • P = V x I … (цепи постоянного тока)
  • P = V x I x Cosθ … (однофазные цепи переменного тока)
  • P = √3 x В L x I L x Cosθ … (трехфазные цепи переменного тока)
  • кВт = √ (кВА 2 — кВАр 2 9018 9018 900 900

    Связанное сообщение: Разница между аналоговым и цифровым мультиметром

    Что такое реактивная мощность

    Мощность, которая движется и возвращается (колеблется назад и вперед) между источником и нагрузкой в ​​цепи, известна как реактивная мощность.Его также называют бесполезной мощностью или мощностью без ватта. Реактивная мощность обозначается буквой «Q» и измеряется в ВАР (вольт-ампер, реактивная мощность), кВАр или МВАр.

    Реактивная мощность тоже полезна, т. Е. Помогает создавать магнитное и электрическое поле и накапливать в цепях и разряжать трансформаторы, соленоиды, асинхронные двигатели и т. Д.

    Формулы для реактивной мощности
    • Q = V x I x Sinθ
    • VAR = √ (VA 2 — P 2 )
    • кВАР — кВт 2 )
    • Реактивная мощность = √ (Полная мощность 2 Истинная мощность 2 18 Разница между сообщениями 9002: Конденсатор и суперконденсатор

      Сравнение активной и реактивной мощности.

      В следующей таблице показаны основные различия между активной и реактивной мощностями.

      Характеристики Активная мощность Реактивная мощность
      Определение The True или Real или Actual Мощность , рассеиваемая в цепи, называется Активная мощность , которая фактически используется или потребляется. Мощность, которая постоянно колеблется между источником и нагрузкой, известна как Реактивная мощность .(Также известен как бесполезный или Вт-менее Мощность)
      Обозначается P Q
      Единицы Вт, кВт, МВт ВАр, кВАр, МВАр
      Формулы
      • P = V x I (цепи постоянного тока)
      • P = V x I x Cosθ (однофазные цепи переменного тока)
      • P = √3 x V L x I L x Cosθ (трехфазные цепи переменного тока)
      • P = 3 x V Ph x I 901 901 x Cosθ
      • P = √ (S 2 — Q 2 ) или
      • P = √129 30 2 — VAR 2 ) или
      • Q = V x I x Sinθ
      • Реактивная мощность = True √ (Полная мощность 2 2 мощность 2 )
      • VAR = √ (VA 2 — P 2 )
      • kVA 0 30 — кВт 2 )
      Измерительный прибор Ваттметр VAr метр
      Роль в цепях постоянного тока Активная мощность равна реактивной мощности i.е. в цепях постоянного тока нет VAr. Существует только активная мощность. В цепях постоянного тока отсутствует реактивная мощность из-за нулевого фазового угла (Φ) между током и напряжением.
      Роль в цепях переменного тока Активная мощность важна для выработки тепла и использования электрического и магнитного поля, создаваемого реактивной мощностью. Реактивная мощность играет важную роль в цепях переменного тока для создания магнитных и электрических полей.
      Поведение в чисто резистивной цепи Вся мощность схемы рассеивается резисторами, что составляет активную мощность Нет реактивной мощности в чисто резистивной цепи.
      Поведение в чисто емкостной цепи Активная мощность равна нулю (0), то есть вся мощность поочередно поглощается и возвращается в источник переменного тока непрерывно. Ведущие вар. В чисто емкостной цепи нагрузки напряжение и ток не совпадают по фазе на 90 ° друг с другом (ток опережает напряжение на 90 ° (другими словами, напряжение отстает на 90 ° от тока). Т.е. опережающая реактивная мощность.
      Поведение в чисто индуктивной цепи Активная мощность равна нулю (0)

      P = VI Cos θ

      Когда: Cos (90 °) = 0

      Мощность P = VI (0) = 0

      Тогда общая активная мощность = 0 Вт.

      Отстающие Vars. В чисто индуктивной или реактивной цепи нагрузки напряжение и ток не совпадают по фазе на 90 ° друг с другом (ток отстает на 90 ° от напряжения (другими словами, напряжение опережает на 90 ° от тока). Т.е. опережающая реактивная мощность.
      Приложения Активная мощность используется для производства тепла, света, крутящего момента и т. Д. В электрических приборах и машинах. Реактивная мощность также полезна, которая используется для измерения коэффициента мощности и генерации магнитного потока, электрического потока, электрического и магнитное поле в двигателях, трансформаторах, балластах, оборудовании индукционного нагрева и т. д.

      Связанные сообщения:

      Активная, реактивная и полная мощность

      Требуемый источник питания для электрической цепи зависит от

      • активной мощности — фактическое электрическое сопротивление, потребляемая мощность в цепи
      • реактивная мощность — воображаемая индуктивная и емкостная потребляемая мощность в цепи
      • ,
      ,

      . Требуемый источник питания называется полной мощностью , и представляет собой комплексное значение, которое может быть выражено в виде треугольника Пифагора, как показано на рисунке ниже.

      Полная мощность — S

      Полная мощность — это мощность, подаваемая в электрическую цепь (обычно от поставщика энергии в сеть) для покрытия реальной и реактивной мощности, потребляемой нагрузкой.

      Полная мощность может быть рассчитана как

      S = (Q 2 + P 2 ) 1/2 (1)

      где

      S = полное напряжение питания цепи ( вольт-ампер, ВА)

      Q = потребляемая реактивная мощность в нагрузке (вольт-ампер, реактивная, вар)

      P = активная мощность, потребляемая в нагрузке (ватты, Вт)

      Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) — напряжение системы переменного тока, умноженное на текущий ток.Полная мощность — это комплексное значение и векторная сумма активной и реактивной мощности, как показано на рисунке выше.

      Однофазный ток

      S = UI (2a)

      где

      U = электрический потенциал (В)

      I = ток (A)

      Трехфазный ток
      S

      = 3 1/2 UI

      = 1.732 U I (2b)

      Активная мощность — P

      Активная — или Реальная или Истинная — мощность выполняет фактическую работу в нагрузке. Активная мощность измеряется в Вт (Вт) и представляет собой мощность, потребляемую электрическим сопротивлением.

      • Истинная мощность — это ток в фазе с напряжением, умноженный на напряжение
      Однофазный ток

      P = UI cos φ

      = UI PF (3a)

      где

      φ = фазовый угол между электрическим потенциалом (напряжением) и током

      PF = cos φ

      = коэффициент мощности

      Трехфазный ток

      P = 3 1/2 UI cos φ

      = 1.732 U I PF (3b)

      Постоянный ток

      P = U I (3c)

      Реактивная мощность — Q

      Реактивная мощность — это мнимая или комплексная мощность в емкостной или индуктивной нагрузке. Реактивная мощность представляет собой обмен энергией между источником питания и реактивными нагрузками, при котором полезная мощность не увеличивается и не теряется. Чистая средняя реактивная мощность равна нулю. Реактивная мощность накапливается и разряжается асинхронными двигателями, трансформаторами, соленоидами и конденсаторами.Чистая катушка индуктивности и чистый конденсатор не потребляют никакой энергии, поскольку в течение полупериода, какая бы мощность ни принималась от источника этими компонентами, та же самая мощность возвращается к источнику.

      Реактивная мощность должна быть минимизирована, поскольку она увеличивает общий ток, протекающий в электрической цепи, не создавая никакой работы для нагрузки. Повышенные реактивные токи приводят только к невосстановимым потерям мощности из-за сопротивления линии электропередачи.

      Увеличение реактивной и полной мощности приведет к уменьшению коэффициента мощности — PF .

      Реактивная индуктивная мощность измеряется в реактивных вольт-амперах (ВАР).

      • Реактивная мощность — это ток, не совпадающий по фазе с напряжением, умноженным на напряжение
      Однофазный ток

      Q = UI sin φ (4a)

      где

      φ = фазовый угол

      Трехфазный ток

      Q = 3 1/2 UI sin φ

      = 1.732 UI sin φ (4b)

      13 Разница между активной и реактивной мощностью

      В предыдущем посте мы узнали о различных типах питания в электрических цепях с помощью принципиальной схемы. Теперь в этом посте мы собираемся изучить разницу между активной и реактивной мощностью.

      В чем разница между активной и реактивной мощностью?

      Давайте сравним две разные мощности с их спецификациями и примерами в табличной форме.

      Старший № Содержание Активная мощность Реактивная мощность
      01 Базовая
      Определение
      Активная мощность — это мощность, которая непрерывно поступает из источника загрузить в электрическую цепь. Реактивная мощность — это мощность, которая непрерывно течет от источника к нагрузке , а возвращается обратно к источнику в электрической цепи.
      02 Обозначается как Активная мощность обозначается как « Реальная мощность » или « Вт при полной мощности », или « Истинная мощность » или Фактическая мощность . Реактивная мощность называется « Мнимая мощность » или « Вт без мощности » или « Бесполезная мощность» или Комплексная мощность .
      03 Обозначается
      как
      Активная мощность обозначается заглавной буквой « P ». Реактивная мощность обозначается заглавной буквой « Q ».
      04 Формула
      (онлайн-калькулятор мощности)
      Вы можете рассчитать активную мощность (P), используя приведенную ниже формулу.

      Активная мощность = [Напряжение * Ток * Cos (θ)]

      Вы можете рассчитать реактивную мощность (Q), используя формулу ниже.

      Реактивная мощность = [Напряжение * Ток * Sin (θ)]

      05 Измерительный блок Измеряется в Вт (Вт) или Киловатт (кВт) или МВт (МВт) ) .
      Он измеряется в вольт-ампер, реактивном (VAR) или киловольт-ампер, реактивном (kVAR), или мегавольт-ампер, реактивном (MVAR).
      06 Измерительные приборы

      (Как измерить активную и реактивную мощность?)
      Для измерения активной мощности требуется ваттметр . Для измерения реактивной мощности требуется VARmeter .
      07 Мощность
      Направление
      Эта мощность течет в только в одном направлении с обратным временем. Эта мощность течет в в обоих направлениях с соответствующим временем.
      08 Функция I Активная мощность используется или рассеивается в цепи через подключенную резистивную нагрузку. Реактивная мощность сохраняется в цепи через подключенную индуктивную нагрузку.
      09 Функция II Потребляет полезной мощности нагрузкой. Потребляет потребляет меньше энергии по нагрузке.
      10 Полезная цепь

      Работает как в цепи AC , так и в цепи DC . Работает в цепи AC .
      11 Рабочая
      Роль
      Преобразует электрическую энергию в другие формы энергии
      , такие как оптическая, тепловая, механическая.
      Не преобразует энергию. Но он производит электрический или магнитный поток.
      12 Мощность
      Вклад
      В электрической цепи активная мощность вносит вклад в составляющую тока, которая составляет в фазе с напряжением цепи. В электрической цепи реактивная мощность вносит вклад в составляющую тока, которая составляет в противофазе с напряжением цепи.
      13 Использование Активная мощность используется в лампе накаливания, духовке, кофеварке, утюге, тостере, нагревателе, машине и т. Д. Реактивная мощность используется в вентиляторе, пылесосе, посудомоечной машине, стиральной машине, компрессор в холодильнике, кондиционеры, трансформатор и т. д.

      С помощью основных концепций, функций и использования мы разграничили активную и реактивную мощности.

      Прочитать похожие сравнения:

      Если у вас есть какие-либо сомнения или вопросы относительно разницы между активной и реактивной мощностью, спросите меня в разделе комментариев ниже.

      Спасибо за чтение!

      Если вы цените то, что я делаю здесь, в DipsLab, вам следует принять во внимание:

      DipsLab — это самый быстрорастущий и пользующийся наибольшим доверием сайт сообщества инженеров по электротехнике и электронике. Все опубликованные статьи доступны БЕСПЛАТНО всем.

      Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, купите мне кофе (или 2) в знак признательности.

      Это поможет мне продолжать оказывать услуги и оплачивать счета.

      Я благодарен за вашу бесконечную поддержку.

      Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электрике на портале DipsLab.com.

      Я счастлив, поделившись своими знаниями в этом блоге.А иногда вникаю в программирование на Python.

      Установите пользовательское содержимое вкладки HTML для автора на странице профиля

      Разница между активной и реактивной мощностью (активной и реактивной)

      Наиболее важное различие между активной и реактивной мощностью состоит в том, что активная мощность — это реальная мощность, которая используется в цепи, в то время как реактивная мощность колеблется между нагрузкой и источником.

      Прежде чем сравнивать активную и реактивную мощность, я хочу объяснить активную и реактивную мощность.Итак, давайте посмотрим на введение активной, реактивной мощности.

      Активная мощность:

      Активная мощность также называется фактической мощностью, активной мощностью или рабочей мощностью. Это мощность, которая фактически приводит оборудование в действие и выполняет полезную работу. Он измеряется в киловаттах (кВт) или МВт.

      Реактивная мощность:

      Реактивная мощность — это мощность, необходимая магнитному оборудованию (трансформатору, двигателю и реле) для создания намагничивающего потока. Он течет вперед и назад, что означает, что он движется в обоих направлениях контура.

      Реактивная энергия вызывает перегрузку в линиях, трансформаторах и генераторах, не обеспечивая при этом полезной производительности. Однако это записывается в счет, поэтому может значительно увеличить общую сумму к оплате. Реактивная мощность измеряется в киловольт-амперах, реактивная (кВАр) или мвар.

      Давайте посмотрим на треугольник мощности, чтобы понять взаимосвязь между активной, реактивной и полной мощностью.

      На упомянутом изображении вы можете видеть, что комплексная мощность — это векторная сумма активной и реактивной мощности.Кажущаяся мощность — это величина комплексной мощности. давайте посмотрим на терминологию, которая была использована На изображении

      • P => Активная мощность
      • Q => Реактивная мощность
      • S => Комплексная мощность
      • | S | => Полная мощность
      • φ => Фаза напряжения относительно тока

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

      • Активная мощность P = V x I cosϕ = V I cosϕ
      • Реактивная мощность Pr или Q = V x I sinϕ = V I sinϕ
      • Комплексная мощность S = P + jQ
      • Полная мощность = | S | = √P² + Q²

      Теперь я думаю, что мы можем увидеть разницу между активной и реактивной мощностью с помощью диаграммы.

      Основа для сравнения

      Активная мощность

      Реактивная мощность

      Определение Активная мощность — это реальная мощность, рассеиваемая в цепи. Мощность, которая движется вперед и назад между нагрузкой и источником такого типа мощности, известна как реактивная мощность
      Формула P = V x I cosϕ = V I cosϕ Q = V x I sinϕ = V I sinϕ
      Измерительный блок Вт, кВт, МВт ВАр, кВАр, МВАр
      В лице -P Q
      Причины Вырабатывает тепло в нагревателе, свет в лампах и крутящий момент в двигателе. Измеряет коэффициент мощности цепи.
      Измерительный прибор Ваттметр Измеритель VAR

      Рекомендуемое сообщение

      О Amlendra

      Я инженер-программист встраиваемых систем и корпоративный инструктор. В настоящее время я работаю старшим инженером-программистом в крупнейшей консалтинговой компании по программному обеспечению. Имею опыт работы с различными микроконтроллерами (stm32, LPC, PIC AVR и 8051), драйверами (USB и виртуальный com-порт), POS-устройством (VeriFone) и платежным шлюзом (глобальные и первые данные).

      Мощность

      — активная энергия, реактивная энергия или просто энергия?

      Могу ли я сказать, что, используя активную мощность, я могу оценить потребление активной энергии двигателем, или что активная энергия не является широко используемым термином, особенно в промышленной среде?

      Истинная мощность — это фактическое потребление / преобразование энергии, поэтому нет необходимости оценивать его, если вы это уже знаете. Активная или истинная энергия, при условии, что это действительные термины, будет просто количеством энергии, которое должно быть преобразовано в неэлектрическую энергию, а активная / истинная мощность — это скорость преобразования.

      Если я могу использовать вышеупомянутый термин, нормально ли, если я вообще не рассматриваю реактивную энергию? Имеет ли смысл говорить о реактивной энергии?

      Я подозреваю, что это сильно зависит от того, что вы делаете. Если это не имеет отношения к вашей задаче, да, вы можете проигнорировать это, но если вы обычно спрашиваете, можете ли вы игнорировать коэффициент мощности или что-то в этом роде, ответ — нет.

      Что мы обычно имеем в виду, когда говорим об электроэнергии на заводе?

      Когда мы говорим об электрической энергии на заводе или в любой другой системе, мы имеем в виду потенциальную энергию, доступную из-за разницы напряжений, которая вызывает протекание тока для выполнения задач, электрических по своей природе или нет.

      Мы имеем в виду сумму активной мощности в кВтч?

      кВтч, или тысяча ватт-часов, относится к потреблению / преобразованию энергии, которое они производят путем умножения скорости преобразования энергии (показателя мощности) на период, в течение которого энергия преобразуется, поэтому цифра в кВтч выражает количество используемой или доступной энергии.

      Или мы используем полную мощность для расчета энергии в этом случае?

      Хммм, я думаю, вы можете быть очень не уверены в том, что в первую очередь означают мощность и энергия.Прежде чем продолжить, я хотел бы отметить, что непонятно, о чем вы говорите. Используем ли мы , что означает значение полной мощности из , какое значение используется для расчета какого значения энергии? На большинство ваших вопросов также трудно ответить, поэтому я добавлю следующее:

      Хмммм … Хорошо, я думаю, небольшое разъяснение может исправить ситуацию для вас.

      Истинная мощность — это мощность, которая фактически «используется» (преобразуется в какую-либо другую форму энергии и удаляется из схемы в виде тепла, кинетической энергии и т. Д.).

      Реактивная мощность — это мощность, которая накапливается в реакторах (катушках индуктивности и конденсаторах) и позже возвращается в схему.Хотя эта мощность сама по себе не используется схемой, она может способствовать потере тепла, так как увеличивает ток в отдельных частях схемы, поскольку он «звенит» взад и вперед между реакторами.

      Полная мощность — это мощность, которая появляется, когда вы просто измеряете цепь без выделения реактивной части мощности. Какой-то модный парень понял, что взаимосвязь между этими фигурами может быть выражена с помощью математики, относящейся к сторонам треугольника, как вы видите здесь:

      Реактивная энергия, во всяком случае, будет энергией, запасенной реакторами в цепи, и ее скорость передачи / накопления, вероятно, будет реактивной мощностью.

      Надеюсь, это поможет.

      Разница между активной и реактивной мощностью

      Основное существенное различие между активной и реактивной мощностью состоит в том, что активная мощность — это фактическая мощность, которая рассеивается в цепи, тогда как реактивная мощность — это мощность, которая течет только между источником и нагрузкой. Позвольте нам глубже понять разницу между активной и реактивной мощностью в этой статье.


      Определение активной мощности:

      Фактическое количество мощности, рассеиваемой или выполняющей полезную работу в цепи, называется активной мощностью или истинной мощностью.Он измеряется в ваттах, на практике он должен измеряться в кВт и МВт в энергосистеме.


      Определение реактивной мощности:

      Среднее значение второго члена в полученном выше выражении равно нулю, поэтому мощность, вносимая этими членами, равна нулю. Составляющая, пропорциональная VI sin, называется реактивной мощностью и определяется как Q.

      Разница между активной и реактивной мощностью:

      • Активная мощность — это реальная мощность, потребляемая нагрузкой, тогда как реактивная мощность — это бесполезная мощность.
      • Активная мощность — это активная мощность, которая измеряется в ваттах, а реактивная мощность измеряется в вар.
      • Активная мощность — это произведение напряжения, тока и косинуса угла между ними, с другой стороны, реактивная мощность — это произведение напряжения, тока и синуса угла между ними.
      • Активная мощность отображается в виде заглавной буквы «P», а реактивная мощность — в виде Q.
      • Ваттметр измеряет активную мощность, а VAR-метр используется для измерения полной мощности.
      • Крутящий момент, который развивается в двигателе, тепло, рассеиваемое в нагревателе, и свет, излучаемый лампами, — все это из-за активной мощности. Реактивная мощность определяет коэффициент мощности цепи.
      • Активная мощность должна быть рассчитана в виде P = V * I * COS∅, а реактивная мощность должна быть рассчитана в форме Q = V * I * SIN.

      Дополнительная информация:

      Основное существенное различие между активной и реактивной мощностью состоит в том, что активная мощность — это фактическая мощность, которая рассеивается в цепи, тогда как реактивная мощность — это мощность, которая течет только между источником и нагрузкой.Позвольте нам глубже понять разницу между активной и реактивной мощностью в этой статье.


      Определение активной мощности:

      Фактическое количество мощности, рассеиваемой или выполняющей полезную работу в цепи, называется активной мощностью или истинной мощностью. Он измеряется в ваттах, на практике он должен измеряться в кВт и МВт в энергосистеме.


      Определение реактивной мощности:

      Среднее значение второго члена в полученном выше выражении равно нулю, поэтому мощность, вносимая этими членами, равна нулю.Составляющая, пропорциональная VI sin, называется реактивной мощностью и определяется как Q.

      Разница между активной и реактивной мощностью:

      • Активная мощность — это реальная мощность, потребляемая нагрузкой, тогда как реактивная мощность — это бесполезная мощность.
      • Активная мощность — это активная мощность, которая измеряется в ваттах, а реактивная мощность измеряется в вар.
      • Активная мощность — это произведение напряжения, тока и косинуса угла между ними, с другой стороны, реактивная мощность — это произведение напряжения, тока и синуса угла между ними.
      • Активная мощность отображается в виде заглавной буквы «P», а реактивная мощность — в виде Q.
      • Ваттметр измеряет активную мощность, а VAR-метр используется для измерения полной мощности.
      • Крутящий момент, который развивается в двигателе, тепло, рассеиваемое в нагревателе, и свет, излучаемый лампами, — все это из-за активной мощности. Реактивная мощность определяет коэффициент мощности цепи.
      • Активная мощность должна быть рассчитана в виде P = V * I * COS∅, а реактивная мощность должна быть рассчитана в форме Q = V * I * SIN.

      Дополнительная информация:

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *