Мерење на активна, реактивна и целосна моќност

Моќта е важен фактор за проценка на ефикасноста на електричната опрема во мрежниот систем. Користењето на нејзините гранични вредности може да доведе до застојот на мрежата, вонредни ситуации и неуспех на опремата. За да се заштитат од овие негативни последици, неопходно е да се разбере што е активна реактивна и целосна моќ.

Определување на моќ

Моќта што всушност се троши или се користи во АС колото се нарекува активна, во kW или MW. Моќта која постојано ја менува насоката и се движи како во насока на колото, и реагира сама на себе, наречена реактивна, во kilovolt (kVAR) или MVAR.

Очигледно, моќта се троши само со отпор. Чист индуктор и чист кондензатор не го консумираат.

На чисто резистивни струја на куса врска е во фаза со применетата напон, додека во чисто индуктивен коло и капацитивна струја се префрли 90 степени: Ако индуктивна оптоварување е поврзан на мрежата, таа ја губи својата напон на 90 степени. При поврзување на капацитивното оптоварување, струјата се префрлува за 90 степени во спротивна насока.

Во првиот случај, генерирана е активна моќност, а во вториот случај, реактивна моќност.

Моќен триаголник

Вкупната моќност е векторска сума на активната и реактивната моќност. Елементи на целосна моќ:

• Активен, П
• Реактивен, Q.
• Целосно, С.

Реактивната моќ не работи, таа е претставена како имагинарна оска на векторскиот дијаграм. Активна моќ работи и е вистинска страна на триаголникот. Од овој принцип на дисипација на моќноста, јасно е она што се мери активната моќност. Единицата за сите видови на енергија е вати (W), но оваа ознака обично е доделена на активната компонента. Вкупната моќност е условно изразена во VA.

Единицата за Q-компонентата е изразена како var, што одговара на реактивната volt-amper. Таа не пренесува никаква чиста енергија на товарот, но таа врши важна функција во електричните мрежи. Математичката врска меѓу нив може да биде претставена со вектори или изразена со користење на комплексни броеви, S = P + j Q (каде што j е имагинарната единица).

Пресметка на енергија и моќ

Просечната моќност P во вати (W) е еднаква на енергијата потрошена од E во џули (J), поделена со период t во секунди (секунди): P (W) = Е (J) /? т (и).

Кога напонот и струјата се 180 степени надвор од фаза, PF негативни товар поднесува извор на електрична енергија (на пример, една куќа може да послужи како соларни панели на покривот, кој го напојува мрежа). Пример:

• P е 700 W, а фазниот агол е 45.6;
• PF е еднаков на cos (45, 6) = 0, 700. Потоа S = 700 W / cos (45, 6) = 1000 VАА.

Односот на активна на целосна моќност се нарекува фактор на моќност (PF). За два системи кои го пренесуваат истиот износ на активно оптеретување, системот со понизок PF ќе има големи струи поради електричната енергија која се враќа. Овие големи струи создаваат големи загуби и ја намалуваат севкупната ефикасност на преносот. Коло со понизок PF ќе има поголем полн оптоварување и поголеми загуби за иста количина на активно оптоварување. PF = 1, 0, кога има фазна струја. Тоа е нула кога струјата води или паѓа зад напонот за 90 степени.

На пример, PF = 0,68 и значи дека само 68 проценти од вкупниот волумен на испорачаната струја всушност ја извршуваат работата, останатите 32 проценти се реактивни. Производителите на јавни услуги не наплаќаат потрошувачи за нивните реактивни загуби. Меѓутоа, ако товарот изворот клиентот има неефикасност, што доведува до фактот дека ПФ паѓа под одредено ниво, комунални услуги може да наплати надомест на клиентите за да се покријат зголемување на употребата на гориво во електрани и влошување на линеарен ефикасноста на мрежата.

Карактеристики на комплетната S

Формулата за целосна моќност зависи од активната и реактивната моќност и е претставена како енергетски триаголник (теорема Питагора). S = (Q 2 + P 2) 1/2, каде што:

• S = комплетна (мерење во kilovolt-ampere, kVA);
• Q = реактивен (реактивност на киловолти, kVAR);
• P = активен (киловат, kW).

Се мери во волти-ампери (ВАА) и зависи од напонот помножен со целата влезна струја. Ова е векторски збир на P и Q компоненти, што кажува како да ја пронајдете вкупната моќност. Еднофазна мрежа: V (V) = Јас (A) x Р (Ω).

P (W) = V (V) x Јас (A) = V 2 (V) / Р (Ω) = Јас 2 (A) x Р (Ω).

Трифазна мрежа:

Напонот V во волти (V) е еквивалентен на струјата I во ампери (A) помножена со импедансата Z во ohms (Ω):

V (V) = Јас (A) x Z (Ω) = (| Јас | | x | | Z |) ∠ ( θ Јас + θ Z ).

S (VA) = V (V) x Јас (A) = (| V | | x | | Јас |) ∠ ( θ V - θ Јас ).

Активен Р

Ова е моќта што се користи за работа, нејзиниот активен дел, мерено во W и е силата што ја троши електричниот отпор на системот. P (W) = V (V) x Јас (A) x cos φ

Реактивен Q

Не се користи за вмрежување. Q се мери во волти-ампери (VAR). Зголемувањето на овие показатели доведува до намалување на факторот на моќност (ПФ). Q (VAR) = V (V) x Јас (А) x грев φ.

Коефициент на мрежна ефикасност

PF се одредува според димензиите на P и S, се пресметува со Pythagorean теорема. Ние го сметаме косинусот на аголот помеѓу напонот и струјата (не-синусоидален агол), фазен дијаграм на напон или струја од енергетскиот триаголник. Коефициентот PF е еднаков на апсолутната вредност на косинусот од сложениот енергетски фазен агол (φ): PF = | cosφ | | Ефикасноста на електроенергетскиот систем зависи од PF коефициентот и да се зголеми ефикасноста на користењето во електроенергетскиот систем, потребно е да се зголеми.

Капацитивни и индуктивни оптоварувања

Зачуваната енергија во електрични и магнетни полиња под услови на оптоварување, на пример, од мотор или кондензатор, предизвикува пристрасност помеѓу напонот и струјата. Како струја тече низ кондензатор, акумулирањето на полнежот предизвикува спротивен напон на неа. Овој напон се зголемува до одреден максимум диктиран од структурата на кондензаторот. Во мрежа со наизменична струја на кондензаторот, напонот постојано се менува. Кондензаторите се нарекуваат извор на реактивни загуби и, на тој начин, предизвикуваат водечки PF.

Индукциските машини се еден од најчестите типови на товари во електроенергетскиот систем. Овие машини користат намотки или големи кабли за зачувување на енергија во вид на магнетно поле. Кога напонот најпрво поминува низ серпентина, индукторот силно се спротивставува на оваа варијација на струја и магнетно поле, што создава временско задоцнување со максимална вредност. Ова предизвикува струјата да заостанува зад фазниот напон.

Намотките апсорбира Q и, според тоа, предизвикуваат задоцнет PF. Индукциските генератори можат да го прехрануваат или апсорбираат П и да обезбедат мерка за контрола на системските оператори преку Q и напонскиот проток. Бидејќи овие уреди имаат спротивен ефект врз фазниот агол помеѓу напонот и струјата, тие може да се користат за да се поништат едни со други ефекти. Обично ова е во форма на кондензаторски банки, кои се користат за да се спречи задоцнетиот PF предизвикан од асинхрони мотори.

Гаснење на реактивната моќ во енергетските мрежи

Активната реактивна и целосна моќност го одредува главниот фактор на ПФ за проценка на ефикасноста на користењето на електричната енергија во мрежниот систем. Ако PF е висока, тогаш може да се каже дека електричната енергија е поефикасно искористена во електроенергетскиот систем. Бидејќи PF е слаб или се намалува, ефикасноста на употребата на електрична енергија во електроенергетскиот систем е намалена. Нискиот PF или неговото намалување се должи на различни причини. За да се зголеми PF, постојат посебни начини на корекција.

Употребата на кондензатори е најдобар и ефикасен начин за зголемување на ефикасноста на мрежата. Методот познат како реактивна компензација се користи за намалување на привидниот проток на енергија на товарот со намалување на реактивните загуби. На пример, за да се компензира индуктивното оптоварување, во близина на самиот товар е поставен шунт кондензатор. Ова му овозможува на кондензаторот да ги потроши сите Q и не ги пренесува преку преносните линии.

Оваа практика заштедува енергија, бидејќи ја намалува количината на енергија што е потребна за да се изврши истата работа. Покрај тоа, тој овозможува користење на поефикасни решенија за далноводот со помали проводници или помалку проводници со конектори и да се оптимизира изградбата на преносни кули.

Со цел да се задржи напонот во оптималниот опсег и да се спречат феномени на нестабилност, различни уреди за фазно прилагодување се инсталирани на оптимални локации низ мрежата на електроенергетскиот систем и се користат различни методи на реактивна контрола.

Предложениот систем го дели традиционалниот метод за контрола на напонот и Q:

• напонска контрола за прилагодување на напонот на секундарната шина на трафостаниците;
• регулаторот Q за да го прилагоди напонскиот примарниот автобус.

Во овој систем, во трафостаниците се инсталирани два вида уреди за интеракција на мониторинг на напон и Q мониторинг.

Контрола на напон и реактивна моќност

Ова се два аспекти на едно влијание кое ја поддржува сигурноста и олеснува комерцијалните трансакции во преносните мрежи. На AC напојниот систем, напонот се контролира со контролирање на производството и апсорпцијата на Q. Постојат три причини зошто овој тип на контрола е потребен:

1. Опремата за електроенергетскиот систем е дизајнирана да работи во опсегот на напон, обично во рамките на ± 5% од номиналниот напон. Нисконапонска опрема не работи правилно, светилки обезбеди помалку осветлување, асинхрони мотори може да се прегрее и да се оштети, а некои електронски уреди нема да работи на сите. Високите напони можат да ја оштетат опремата и да го скратат животот.
2. Q троши ресурси за пренос и генерирање на податоци. Со цел да се максимизира вистинската моќност која може да се пренесе преку преоптоварениот преносен интерфејс, Q-тековите мора да се минимизираат. Слично на тоа, производството на Q може да ја ограничи вистинската моќност на генераторот.
3. Реактансата за возење во преносната мрежа носи вистински загуби на моќност. За да се компензираат овие загуби, моќта и енергијата мора да бидат компензирани.

Преносниот систем е нелинеарен корисник на Q, во зависност од оптоварувањето на системот. При многу ниско оптоварување, системот генерира Q, што мора да се апсорбира, и под тешки оптоварувања системот троши голема количина Q, што мора да се замени. Системските барања на Q, исто така, зависат од конфигурацијата на генерација и пренос. Следствено, системските реактивни барања варираат со времето како нивоа на оптоварување и модели на оптоварување и промена на генерацијата.

Системот има три Q контролни цели и напони:

1. Таа мора да одржува доволен напон во текот на системот за пренос и дистрибуција за тековни и непредвидени услови.
2. Обезбедете минимизирање на преоптоварување на реалните енергетски струи.
3. Се стремиме да ги минимизираме вистинските загуби на енергија.

Волуметриски енергетски систем се состои од голем број парчиња опрема, од кои било може да бидат погрешни. Така, системот е дизајниран да издржи неуспех на индивидуалната опрема, продолжувајќи да работи во интерес на потрошувачите. Ова е причината зошто електричниот систем бара реални резерви на капацитет да одговорат на непредвидени околности и да ги одржуваат резервите на П.