Порядок расчёта активной, реактивной и полной мощности



 Электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях и передающаяся с помощью электрических сетей потребителям, представляет количество электрической мощности переданной в течение какого-то времени (час, месяц, год). Электрическая мощность – это мгновенное значение передаваемой электроэнергии. Электрическая мощность подразделяется на: полную, активную и реактивную.

 Полная электрическая мощность, вырабатываемая электростанциями и обозначаемая латинской буквой S, измеряется в Вольт-Амперах (ВА), килоВольт-Амперах (кВА) и МегаВольт-Амперах (МВА). Как вы уже догадались кило Вольт-Ампер в 1000 раз больше Вольт-Ампера, а МегаВольт-Ампер в 1000 раз больше килоВольт-Ампера. Полная электрическая мощность состоит из активной мощности, обозначаемой латинской буквой P и измеряемой в Ваттах (Вт), килоВаттах (кВт) и МегаВаттах (МВт) и реактивной мощности, обозначаемой латинской буквой Q и измеряемой в Варах (вар), килоВарах (квар) и МегаВарах (Мвар).

 Активная мощность – это мощность расходуемая на совершение работы или точнее производящая работу (выделяется в виде тепла в нагревательных приборах, в виде света в лампах накаливания, вращает роторы электродвигателей и т.д).

Реактивная мощность – это мощность расходуемая на намагничивание магнитопроводов ( магнитной мощностью).

 Магнитопроводы применяются в аппаратах, где необходимо передавать электроэнергию через воздушный промежуток. Самые распространенные потребители реактивной мощности это трансформаторы и электродвигатели, где имеются массивные магнитопроводы, при намагничивании которых с помощью реактивной мощности электроэнергия передается с одной обмотки на другую (в случае с трансформатором с первичной на вторичную, в случаях с электродвигателем из обмотки статора в обмотку ротора).

 Активная мощность вырабатывается турбинами электростанций и ее выработка требует огромных затрат (строительство плотин для вращения гидротурбин с помощью напора воды и сжигание природного топлива для получения пара, при помощи которого вращают паровые турбины).

 Реактивная мощность на электростанциях вырабатывается путем подачи выпрямленного электрического тока в обмотку ротора генератора, который приводится во вращение турбиной и затраты на ее производство незначительные (стоимость электроэнергии, потребляемой ротором генератора). Кроме того, реактивную мощность вырабатывают конденсаторы, к которым подведено напряжение, а также воздушные и кабельные линии электропередачи, которые также можно рассматривать, как конденсаторы, у которых одна обкладка это провод, а другая это земля или соседний провод. Учитывая то, что уменьшая величину передаваемой по линиям электропередачи реактивной мощности мы уменьшаем величину электрического тока, протекающего по этим линиям, а значит уменьшаем потери электроэнергии и загрузку этих линий, которая тоже имеет свои пределы.

Ток, протекающий по линии равен полной мощности деленной на напряжение –I = S/U

Полная мощность (S) состоит из активной (P) и реактивной (Q) мощностей, значит уменьшая переток реактивной мощности по линии мы уменьшаем полную мощность и вследствие этого уменьшается величина электрического тока. Кроме того, из формулы расчета потерь активной мощности

Р = (Р2 + Q2)/ U2хR видно, что уменьшая величину передаваемой по линиям электропередачи реактивной мощности, мы уменьшаем потери активной мощности, на производство которой, как мы уже заметили, тратятся огромные средства.

Так вот, используя свойство конденсаторов вырабатывать реактивную мощность, есть целесообразность не гонять реактивную мощность за тридевять земель, то есть с электростанций, а производить ее на месте потребления, то есть в узлах нагрузок. Благо, затраты на ее производство, как мы уже сказали, не большие. Промышленностью выпускаются конденсаторы (батареи статических конденсаторов) для выработки реактивной мощности на напряжения от 0,4 до 110 кВ. Вырабатывая реактивную мощность конденсаторные батареи повышают величину напряжения в точке их установки, поэтому они применяются не только в целях уменьшения потерь электроэнергии, но и для регулирования напряжения у потребителей. Например, если потребитель находится на значительном удалении от узла питания, то за счет падения напряжения в линии потребителя напряжение на токоприемниках (электрооборудовании) потребителя может снизится ниже нормально допустимого для работы этого оборудования (падение напряжения U = IхR, то есть произв. величины тока этой линии на ее сопротивление). Если поднять напряжение путем увеличения его в узле питания, то у потребителей, находящихся рядом с узлом питания напряжение может быть выше нормы. Выход один, установка у потребителя с пониженным напряжением конденсаторной батареи для повышения напряжения. Потребители с повышенным потреблением реактивной мощности из сети испокон веков платили не только за потребление активной мощности, но и за потребление реактивной мощности. Как определяются потребители с повышенным потреблением реактивной мощности: Активная мощность измеряется прибором Ваттметром (килоВаттметром, МегаВаттметром), который показывает величину активной мощности, проходящей в данный момент времени через него.

 Реактивная мощность измеряется прибором Варметром (килоВарметром, МегаВарметром), который показывает величину реактивной мощности, проходящей в данный момент времени через него. Прибора для измерения полной мощности не существует, она рассчитывается по теореме Пифагора, потому что схематическое изображение векторов полной (S), активной (P) и реактивной (Q) мощностей представляет из себя прямоугольный треугольник (треугольник мощностей), где полная мощность (S) – гипотенуза, активная мощность (P) и реактивная мощность (Q) – катеты.

Отсюда: S = v P2 + Q2

 В энергетике для определения соотношения между активной и реактивной мощностями всегда применялся так называемый коэффициент мощности или cos, где – угол между вектором полной мощности (S), играющей роль гипотенузы в треугольнике мощностей и вектором активной мощности, играющего роль прилежащего катета. Но определение соотношения через cos влечет за собой трудоемкий расчет, так как прежде чем определить какой cos у того или иного потребителя, надо сначала найти полную мощность S = v P2 + Q2 

 Поэтому в последнее время соотношение между активной и реактивной мощностями определяется с помощью tg, который представляет из себя (вспоминайте теорему Пифагора в переводе на треугольник мощностей) частное от деления величины потребляемой реактивной мощности, на величину активной мощности. А эти мощности, как мы уже знаем, измеряются приборами. Потребители, у которых tg 0,4 считаются потребителями с повышенным потреблением реактивной мощности. Вот на работу с такими потребителями и готовится программа в РАО ЕЭС России, направленная на то, чтобы совместными усилиями снизить загрузку линий электропередачи ЕЭС и довести напряжение в узлах со сниженным напряжением до нормы путем компенсации реактивной мощности (производства ее в узлах потребления).


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 765; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!