Într-un circuit de curent alternativ, există două tipuri de energie electrică furnizată sarcinii de către sursa de alimentare: unul este putere activă și celălalt este putere reactivă. Tensiunea și curentul sunt în aceeași fază, sursa de alimentare furnizează energie sarcinii, iar sarcina transformă energia electrică în altă energie, care se numește putere activă. Partea de tensiune și curent în diferite faze, alimentarea cu energie și sarcina schimbă energie electrică. Această parte (cu excepția pierderii de linie) a energiei electrice nu este convertită în altă energie (alta decât electromagnetică), care se numește putere reactivă.
Putere activă
Puterea activă este puterea electrică necesară pentru menținerea funcționării normale a echipamentelor electrice, adică puterea electrică care transformă energia electrică în alte forme de energie (energie mecanică, energie luminoasă, energie termică). De exemplu: un motor de 5,5 kilowați transformă 5,5 kilowați de energie electrică în energie mecanică pentru a conduce o pompă de apă pentru a pompa apă sau o treieră pentru a treiera boabele; diverse echipamente de iluminat transformă energia electrică în energie luminoasă pentru iluminarea vieții și a muncii oamenilor. Simbolul puterii active este reprezentat de P, iar unitățile includ wați (W), kilowați (kW) și megawați (MW).
Putere activă: Într-un circuit de curent alternativ, valoarea medie a puterii instantanee emisă de sursa de alimentare în cadrul unui ciclu (sau puterea consumată de rezistența de sarcină) se numește „putere activă”. Puterea activă scăzută excesivă duce la pierderi crescute de linie, capacitate redusă și utilizare redusă a echipamentului, ceea ce duce la o risipă crescută de energie electrică.
Putere reactivă
Sarcinile inductive din rețeaua electrică (cum ar fi motoare, șocuri, transformatoare, încălzitoare cu inducție și mașini de sudură etc.) vor produce diferite grade de histerezis electric, care este așa-numita inductanță.
Sarcinile inductive au o astfel de caracteristică încât, chiar dacă tensiunea aplicată își schimbă direcția, histerezisul sarcinii inductive poate menține în continuare direcția curentului (cum ar fi înainte) pentru o perioadă de timp. Odată ce această diferență de fază între curent și tensiune există, puterea negativă este generată și alimentată înapoi în rețea. Când curentul și tensiunea sunt din nou în aceeași fază, aceeași cantitate de energie electrică este necesară pentru a stabili un câmp magnetic în sarcina inductivă. Această energie electrică inversă a câmpului magnetic se numește putere reactivă.
Definiție: Într-un circuit cu inductor sau condensator, în fiecare jumătate de ciclu, energia sursei de alimentare este convertită în energie de câmp magnetic (sau câmp electric) și stocată, apoi eliberată, iar energia stocată de câmp magnetic (sau câmp electric) este revenit în circuit. Sursa de alimentare realizează doar acest schimb de energie și nu consumă efectiv energie. Numim valoarea puterii acestui schimb „putere reactivă”.
Puterea reactivă este relativ abstractă. Este puterea electrică utilizată pentru a schimba câmpuri electrice și câmpuri magnetice în cadrul unui circuit și pentru a stabili și menține câmpuri magnetice în echipamentele electrice. Nu funcționează în exterior, ci este convertit în alte forme de energie. Orice echipament electric cu bobine electromagnetice consumă putere reactivă pentru a stabili un câmp magnetic. De exemplu, o lampă fluorescentă de 40-wați necesită mai mult de 40 de wați de putere activă (balastul consumă și o parte din puterea activă) pentru a emite lumină și, de asemenea, necesită aproximativ 80 de wați de putere reactivă pentru ca bobina de balast să creeze un câmp magnetic alternant. Deoarece nu efectuează lucrări externe, se numește „reactiv”. Simbolul puterii reactive este reprezentat de Q, iar unitatea este Var (Var) sau kVar (kVar).
Dezavantajele puterii reactive prea mari:
1) Puterea reactivă va duce la o creștere a puterii curente și aparente, rezultând o scădere a capacității sistemului;
2) Creșterea puterii reactive va crește curentul total, crescând astfel pierderile de echipamente și linii;
3) Căderea de tensiune a liniei crește, iar impactul sarcinii reactive va face, de asemenea, ca tensiunea să fluctueze violent.
După ce sunt puse în funcțiune echipamentele electrice inductive din rețeaua de distribuție, cum ar fi transformatoare, motoare, sudori, aparate de aer condiționat, mașini de spălat, frigidere, lămpi cu sodiu, lămpi fluorescente etc., acestea nu trebuie doar să absoarbă putere activă din putere. rețea pentru lucru, dar absorb și putere inertă. Puterea de lucru creează un câmp magnetic, care are ca rezultat un factor de putere naturală în general scăzut pentru clienții de energie electrică. Țara noastră prevede standarde de factor de putere care trebuie îndeplinite pentru consumul de energie electrică de către clienții de energie electrică.
Puterea reactivă nu este în niciun caz o putere inutilă, are utilizări grozave. Motorul trebuie să stabilească și să mențină un câmp magnetic rotativ pentru a roti rotorul, conducând astfel mișcarea mecanică. Câmpul magnetic al rotorului al motorului se stabilește prin obținerea puterii reactive de la sursa de alimentare. Transformatoarele necesită, de asemenea, putere reactivă pentru a genera un câmp magnetic în bobina primară a transformatorului și pentru a induce tensiune în bobina secundară. Prin urmare, fără putere reactivă, motorul nu se va roti, transformatorul nu va schimba tensiunea și contactorul AC nu se va închide. Pentru a ilustra în mod viu această problemă, iată un exemplu: construcția rurală pentru conservarea apei necesită excavare și transportul solului. Când transportați pământ, coșurile de bambus sunt umplute cu pământ. Pământul ridicat este ca o putere activă, iar coșul de bambus gol este ca o putere reactivă. , Coșurile de bambus nu sunt inutile. Cum poate fi transportat pământul la terasament fără coșuri de bambus?
În circumstanțe normale, echipamentele electrice nu numai că trebuie să obțină putere activă de la sursa de alimentare, ci și să obțină putere reactivă de la sursa de alimentare. Dacă puterea reactivă din rețeaua electrică este insuficientă, echipamentul electric nu va avea suficientă putere reactivă pentru a stabili un câmp electromagnetic normal. Apoi, aceste echipamente electrice nu vor putea menține funcționarea în condiții nominale, iar tensiunea la borne a echipamentului electric va scădea. Acest lucru afectează funcționarea normală a echipamentelor electrice.
Puterea reactivă are anumite efecte adverse asupra furnizării și consumului de energie electrică, în principal în:
(1) Reduceți puterea activă de ieșire a generatorului.
(2) Reducerea capacității de alimentare cu energie a echipamentelor de transmisie și transformare a energiei.
(3) Provoacă o pierdere crescută de tensiune de linie și o pierdere crescută de putere.
(4) Determină funcționarea cu factor de putere scăzut și căderea de tensiune, astfel încât capacitatea echipamentului electric nu poate fi utilizată pe deplin.
Puterea reactivă furnizată de la generatoare și liniile de transport de înaltă tensiune este departe de a satisface nevoile sarcinii. Prin urmare, unele dispozitive de compensare a puterii reactive trebuie instalate în rețeaua de alimentare pentru a suplimenta puterea reactivă pentru a asigura nevoile utilizatorilor de putere reactivă. În acest fel, echipamentele electrice pot funcționa numai la tensiunea nominală. Acesta este motivul pentru care rețeaua electrică trebuie să instaleze dispozitive de compensare a puterii reactive.
