ВА и Вт Опции

[Гость_gomed12_*]

В предыдущем обсуждении я намеренно предложил свое понятие о передаче энергии (активной - реактивной), хотя в любой тех. литературе пишется, что вся энергия передается от источника к потребителю. Никто мне не возразил в конце обсуждения, как помнится я настаивал на том, что активная энергия используется нагрузкой для совершения полезной работы, а реактивную энергию генерирует нагрузка в сеть. Еще работая на станкозаводе мастером, энергетиком, начальником энергоремонтного цеха, приходилось заниматься компенсацией реактивной энергии, групповые компенсаторы устанавливались в ближайшем к нагрузке РУ-0.4 кВ, а индивидуальные непосредственно у нагрузки.
Вот представьте себе, по теории ас. дв-ль является потребителем реактивной энергии, компенсатор у нагрузки компенсирует ее, никакой разгрузки сети нет: по одному и тому же кабелю передается обе энергии. И самое интересное знаете где? Правильно, в учете. Счетчик реактивной энергии при этом показывает, что идет компенсация, но ведь компенсируется у источника, а энергия реактивная полная уже прошла через счетчик и последний не должен показывать по теории компенсацию. Для того чтобы счетчик показывал компенсацию компенсатор должен стоять до счетчика, а рекомендации говорят- у нагрузки. А если теперь представить все как я предлагаю все встает на свои места.
Ни с кем до этого форума этим я не делился, а здесь решился, ведь собрались в одной компании все электрики, такое в жизни редько бывает.
Этому меня толкнуло еще то, что ни одну тему, касающаяся реактивной энергии мы до конца не обсудили, каждый оставался при своем. Давайте обсудим, может тогда поняв природу реактивной энергии мы сможем быстро дать точный ответ.

[kivan]

Вот представьте себе, по теории ас. дв-ль является потребителем реактивной энергии, компенсатор у нагрузки компенсирует ее, никакой разгрузки сети нет: по одному и тому же кабелю передается обе энергии. И самое интересное знаете где? Правильно, в учете.

Хочу уточнить. Компенсаторы рективной мощности лишь называется так. На самом деле он не совсем компенсирует. Он по сути вырабатывает реактивную мощность. При этом если компенсатор стоит у нагрузки (АД), то нагрузка забирает реактивную мощность у компенсатора, а рективная мощность из сети проходит к другим потребителям.

ЗЫ: Согласен с gomed12!!! Вопрос практического значения имеет мало. Можно сказать представляет больше теоретический интерес. Надо разобраться с этим вопросом до конца, т.к. он периодически возникает.

[Коот]

Дискуссия разделилась на две ветки.
Первая ветка о том, может-ли генератор работать с cos(fi)=1
Вторая ветка о компенсации реактивной энергии.
Обещаю, что по возвращению с рыбалки (завтра уезжаю) выскажу свою точку зрения на две темы сразу и нарисую схемки. Если вы сочтете мою точку зрения верной, то эти две ветки будут навсегда закрыты, так как все обрисую подробно.

[Гость_gomed12_*]

Приехал с рыбалки, поймал за день около 3 кг карасей. На праздники уезжаю на дачу.
Всех форумчан поздравляю с наступающим Днем Победы. Здоровья и удачи Вам!

[Tchernishev]

Коот, конечно с установкой ваттметров перед статором загнул....
Подведу итог: синхронный генератор может работать на чисто активную нагрузку, но не может работать с чисто активным током.
По поводу реактивной мощности вот что. Условно принято, что индуктивная нагрузка потребляет реактив, а ёмкость его генерерует. На самом деле, реактивная мощность не текёт он источника к приёмнику, а бегает туда-сюда по проводам. Потери зависят от активной и реактивной мощности, передаваемой по линиям. Чтобы их снизить, занемаются компенсацией реактивной мощности. Принцип её основан на явлении, называемом в электротехнике резонансом токов. Причём стоит задача не только компенсировать реактив от индуктивной нагрузки, но и от емкостной, например в линиях более 330 кВ значительные ёмкости, и генерируемую в них реактивную мощность следует потреблять при помощи реакторов.

[Гость_Roman D_*]

Условно принято, что индуктивная нагрузка потребляет реактив, а ёмкость его генерерует. На самом деле, реактивная мощность не текёт он источника к приёмнику, а бегает туда-сюда по проводам.

Чтобы отчетливей понять реактивку, можно провести опыт.
Включаем в цепь установку с какой-либо реактивкой. Мерим активную, реактивную и суммарную мощность (которая равна корню из суммы квадратов активной и ревктивной).
Включаем компенсацию. Реактивка уменьшилась, активная выросла, суммарная выросла - как раз на мощность конденсаторной батареи.
Или не так?

[Dikij]

Помогите плиииз, как перевести из ВА в Вт.

Никак ВА - это полная мощность состоящая из геометрической суммы активной, реактивной и емкостной мощности. Можно посчитать зная COS f долю активной составляющей (Вт) в полной мощности (ВА)

[Dikij]

М.И. Кузнецов Основы электротехники,- "Подбирая величину ёмкости при параллельном соедениении индуктивности и ёмкости, можно добиться угла сдвига фаз между напряжением и общим током ПРИ НЕИЗМЕННОЙ АКТИВНОЙ И РЕАКТИВНОЙ мощности, потребляемой ветьвю с индуктивностью. Этот угол можно сделать равным нулю. Тогда ток, текущий на общем участке цепи, будет иметь наименьшую величину и совпадать по фазе с напряжением сети. Это явление называеться компенсацией сдвига фаз ...". стр 252.

Реактивная составляющая мощности не несет полезной работы, а только увеличивает мгновенное значение тока, используя метод компенсации уменьшают соотношение активной и реактивной составляющей, тем самым снижают нагрузку на источник тока.

[Коот]

Здрасте, господа!!!!
Хочу высказаться по первой ветке дискуссии, а именно: может ли генератор работать с cos(fi)=1

На рис. вверху нарисована простенькая схема замещения генератора. Действительно, как правильно заметил Tchernishevr я намеренно ввел варметр №1 в тело генератора. На практике это не возможно. На практике в реальном генераторе нельзя выделить "идеальный" генератор и его внутреннее сопротивление (которое завистит от конструктива генератора, его возбуждения, нагрузки на валу и т.д.). Но только такое не реальное включение варметра покажет нам реактивную мошность протребляемую генератором. Выходное напряжение (Uген) находится между точками А и В на см схему ( в реальном генераторе эти точки найти невозможно, они внутри генератора). Оно,Uген, опережает ток генератора (Iген) ,см. схемку, на угол Fi . Величина этого угла Fi зависит от соотношения сопротивлений XLген и Rнагр. Здесь можно сказать только одно, что при ЛЮБОМ соотношении XLген и Rнагр угол Fi будет существовать, он может быть очень мал и близок к нулю, но всетаки он будет отличен от нуля.
Итак , вывод: варметр включенный внутрь генератора (что в принципе невозможно) покажет нам реактивную мощность потребляемую генератором, какую бы нагрузку мы на него (на генератор) не повесили (утюг, чайник, кондер и т.д.) Казалось бы что вот и ответ, генератор при любой нагрузке будет иметь реактивную мощность, но нет!!! Я , как рядовой потребитель не задумываюсь о внутренностях генератора и включаю свой варметр туда, куда я могу включить, а именно на выходные зажимы генератора точки С и В см. схему. Эти точки - обычный выход генератора. Именно к этим точкам и продключаютмя приборы учета энергии, приборы контроля и другие приборы. Тепрь осталось выяснить как будет сдвинуто напряжение между этими точками относительно тока генератора и будет ли оно сдвинуто вообще. На схеме эта прямая между точками C и В и называется она URнагр. Как видно из рис. эта прямая идет параллельно прямой тока Iген. Угол между двумя параллельными прямыми равен нулю, т.е. Fi=0 (это я блещу знаниями математики за 3 класс), sin(Fi) , а тоесть sin(0) в нашем случае, тоже равен нулю. Реактивная энергия равна: Q=U*I*sin(Fi) и в нашем случае Q=U*I*sin(0)=0.
Короче реактивная мощность в этом случае равна нулю и варметр ничего не пркажет. Отсюда вывод: генератор может работать с сos(Fi)=1
И второй вывод : угол между током и напряжением на выходе генератора определяется только видом нагрузки этого генератора.

[Гость_Гость_*]

Теперь по второй теме- компенсация реактивной энергии. Впрочем, все уже сказал Dikij, мне можно только поподробнее попытаться обьяснить. Вот схемка в которой происходит компенсация реактивной мощности. В качестве нагрузки можно рассматривать любой потребитель в составе которого есть индуктивность, а можно рассмотреть одну фазу эл. двигателя (в ней есть и индуктивнось и активное сопротивление). Компенсировать нужно ту энергию, которая потребляется потребителем, при этом без разницы индуктивная она или емкостная . Так уж исторически сложилось (спасибо Попову, Доливо-Добровольскому и прочим уважаемым людям), что у нас основные электрические устройства потребляют индуктивную энергию, а основными электрическими устройствами у нас являются электродвигатели и трансформаоры. Именно они и потребляют реактивную индуктивную энергию которую нужно компенсировать. Если бы эл.двигатель , к примеру потреблял реактивную емкостную энергию, то мы бы ее компенсировали при помощи катушек индуктивности. Поэтому нет раздницы что компенсировать- любая реактивнвя энергия потребляемая потребителем как емкостная, так и индуктивная - вредная и подлежит компенсации.
Почему вредная- да в общем-то и не очень она вредная. Все работает ок и без компенсации за одним исключением- падает нагрузочная способность источника притания (трансформатора например). Если не компенсировать реактив, то этот транс может потянуь 2 движка, если компенсировать, то этот же транс потянет уже 4-5- движков такой же мощности .



Принцип такой:

схема №1 - кондер отключен, в цепи есть только один входной ток- Iвх- он же является током нагрузки- Iнагр. Входное напряжение опережает входной ток на некий угл Fi задаваемый индуктивностью нагрузки и активным сопротивлением нагрузки см рисунок 1. Здесь нужно запомнить величину (длину стрелочки Iвх) входного тока.

схема №2- включаем кондер. В цепи появляется уже 3 тока, это: Iвх-входной ток, Ic- ток кондера, Iнагр- ток нашей нагрузки. Входной ток схемы - Iвх можно найти в соответствии с законом Ивана Киргофного, он равен сумме токов Ic и Iнагр. см рис.2. И вот здесь становится видно, что величина входного тока сильно зависит от сопротивления кондера . Уменьшая сопротивление кондера, мы увеличиваем ток через него- стрелочка Ic становится длинее и можно смотреть как при этом будет меняться Iвх см рис 2. Увеличивая сопрот. кондера мы уменьшаем ток серез него...... Короче кондер подбирают таким, чтобы ток Iвх был минимальным и совпадал по фазе с входным напряжением см. рис 2. На рис 2 он почти совпадает с Uвх- это говорит о том, что cos(fi) очень близок к единице, а это значит что схема не потребляет реактивной энергии. Схема утыкана индуктивностями и емкостями, а реактив не потребляет!!!!- во как!!! Теперь нужно посмотреть на величину входных токов в схемакх 1 и 2. В схеме 1 Iвх больше почти в два раза чем в схеме №2. это говорит о том, что не меняя сопроивление нагрузки, мы разгрузили источник питания (раньше схема потребляла Iвх ток №1, а теперь №2 см. рис. 3

Вот в этом и есть компенсация. У меня был смешной случай , давно в студенчестве, когда я на практике первый раз столкнулся с компенсацией по сземе №2. Я начал клещами мерить ток в фазе двигателя см рис №2- это Iнагр у нас и получил результат- 55А- к примеру.
Затем начал мерить ток параллельно включенного кондера Iс- у нас и получил результат- 50А.
Затем, решил померить ток на вводе всего этого трихомудия, гордо предвидя результат: 55+50=105!!!! А после замера увидел входной ток величиной 25 А!!! Сначала я подумал, что столкнулся с вечным двигателем- еще бы ток на вводе меньше чем ток на нагрузке, затем решил, что у меня не правильные клещи и я ем не правильный мед, короче я долго тупил тогда, пока не нарисовал для себя вот эти две схемки- из них хорошо видно все процессы.

[Коот]

Это мое тваренье...там.. на предыдущей странице

[Tchernishev]

Всё верно... Резонанс токов, только по другому назван. Единственное, с чем категорически не согласен - то что реактивная мощность бесполезная. Она потребляется асинхронными машинами и трансформаторми для наведения основного магнитного потока. А компенсировать её надо, чтобы уменьшать потери и повышать пропускную способность трансов.

[Dikij]

... Единственное, с чем категорически не согласен - то что реактивная мощность бесполезная... .

Учим теорию.
в качестве еще одной аксиомы приведу пример:
Возьмем цепь с переменного тока с идеальным индуктивным сопротивлением (активное сопротивление =0), ток в цепи течет, напряжение есть, а мощность не потребляеет. неверите, читайте литературу

[Гость_gomed12_*]

Большое спасибо за участие всем кто отозвался. Все, что Коот изложил с векторными диаграммами все понятно, это по учебникам. Скорее ближе к моему мнению был как мне показалось Tchernishev, скорее всего можно говорить об обмене накопленными энергиями по теории до резонансных токов.

При протекании через катушку переменного тока в ней будет запасаться энергия переменного магнитного поля, приводящая к появлению переменной электродвижущей силы самоиндукции, препятствующей протеканию переменного тока. Катушка в цепи переменного тока оказывает ему сопротивление в результате наведенной переменной электродвижущей силы самоиндукции.

1-й случай. Однофазный АД по рис.1 Коот . Работает с номинальной нагрузкой. Из сети потребляется ток Iвх=Iнагр=√I2а+I2инд Iа=Iнаг*cosf Iн.инд=√I2нагр-I2а – ном. индуктивный ток, необходимый для создания основного электромагнитного поля статора и магнитного поля ротора.

2-ой случай. АД работает в режиме х.х. по рис.1. Все формулы те же, но значения токов другие. Iа - минимален, Iххинд - максимален. АД необходимо куда-то девать лишние Iххинд - Iн.инд реактивные токи. И катушка с частотой 50 Гц отдает накопленную энергию источнику, может и ему он не нужен, вот так и крутятся индуктивные токи от источника к нагрузке и обратно, загружая сеть.

Конденсатор, запасая в себе электрическую энергию, оказывает сопротивление переменному току. На реактивном сопротивлении запасается энергия в виде электрического или магнитного поля. Каждый раз при смене полярности напряжения конденсатор будет перезаряжаться, т.е. знак заряда каждой из его обкладок будет изменяться два раза за период переменного напряжения. При этом в процессе каждого заряда-разряда конденсатор будет то накапливать электрическую энергию, то отдавать некоторую ее часть во внешнюю цепь. В большинстве случаев в конденсаторе, включенном в цепь переменного тока, постоянно накоплена определенная электрическая энергия.

3-ий случай. Оба варианта, но с компенсирующим неавтоматическим конденсатором, подобранный для холостого режима АД. В 1-ом случае небольшая компенсация, но в сеть отдается накопленная конденсатором энергия и обменивается с источником, загружая сеть емкостными токами. Во 2-ом случае АД и конденсатор обмениваются между собой накопленной энергией, в сеть ничего не отдается, тем самым разгружается сеть, т.е. Iвх=√I2а+I2инд- I2емк≈ Iа
Поздно приехал с дачи может что-то получилось сумбурно.

[Коот]

2-ой случай. АД работает в режиме х.х. по рис.1. Все формулы те же, но значения токов другие. Iа -  минимален, Iххинд - максимален. АД необходимо куда-то девать  лишние Iххинд - Iн.инд реактивные токи. И катушка с частотой 50 Гц отдает накопленную энергию источнику, может и ему он не нужен, вот так и крутятся индуктивные токи от источника к нагрузке и обратно, загружая сеть..

Короче, я как понимаю в понятиях принципиальных мы все разобрались и пришли к единому мнению. Но вот вопрос терминологии у нас остается не обсужденным. Когда я говорю о бесполезности реактив. энергии- то имею в виду ее бесполезность для человечества в целом. Тоесть, людям не нужна реакивная энергия да данном этапе развития. И они с ней борятся. Например никто никогда не скажет, что какому-то генератору не зватает реактивной энергии (р.э.) для его нормальной работы. Она , р.э., возникает сама в том месте где должна возникнуть и мы никак не можем повлиять на этот процесс. Одно из существенных отличий р.э. от активной состоит втом, что ее в принципе не нужно передавать потребителю по проводам, потребитель сам ее произведет в себе. А например что бы работал ТЭН или утюг, ему нужно передать активную энергию по проводам- сам он ее выработать не может. А раз потребитель вырабатывает р.э. сам в вебе, то нафига она нам нужна? И какая в ней для нас польза?

Не согласен с терминологией gomed12. Катушка не передает р.э. источнику. Раз энергия передается источнику, значит источние ее потреблять начинает что-ли? Я предлагаю следующую терминологию:

1. есть режим недокомпенсации- в нашем случае индуктивной энергии- в этом режиме характер нагрузки индуктивный и источник нагружен индуктивно-активной энергией.
2. есть режим полной компенсации- характер нагрузки активный, источник нагружен активной энергией (идеальный режим).
3. есть режим перекомпенсации- источник нагружен емкостно-активной энергией.

А говорить о том как "крутятся индуктивные токи от источника к нагрузке и обратно", наверно не совсем правильно.

[Гость_Гость_*]

Буду защищать свою точку зрения. По определению активная мощность - усреднённое за период значение мгновенной мощности p (p = u*i - мгновенные токи и напряжения) за период T. P = 1/T(интеграл от 0 од T (p dt)). Полная мощность есть произведение действующего значения тока на действующее значение напряжения Корень(S^2 - P^2) есть реактивная мощность. Сейчас нарисую парочку графиков.
1. Активная нагрузка.
[/img]C:Documents and SettingsПользвательРабочий стол01.jpg[img]

Красная синусоида - напряжение, синяя - ток, зелёная - мгновенная мощность, чёрная линия - активная мощность. Так как активная мощность выше нулевой отметки, то считаем, что она идёт в соотвтствии с выбраным направлением тока, иначе и быть не может.

Активно - индуктивная нагрузка cos ф = 0,866, ф = 45 электроградусов. Цвета линий те же. Кто рискнёт показать на графике реактивную мощность господа???

[/img]C:Documents and SettingsПользвательРабочий стол02.jpg[img]

Все солидные учебники по ТОЭ этот вопрос обходят стороной, и нам, в принципе юзерам не остаётся какого-либо твёрдого ориентира...

Так как понимать, куда течёт реактивная мощность, которая также может производится, должна производится и производится синхронными генераторами

Про бесполезность реактивной мощности всё-таки говорить нельзя.. О её компенсации - нужно![/img][/url]

[Tchernishev]

Последнее сообщение я писал... А через какой сервер мне подкинуть две картинки по 50 кило??

[Коот]

Tchernishev, сформулируй свою точку зрения еще раз пожалуйста. Я не пойму, о чем речь.
Я вставляю картинки через этот сервис:
http://photobucket.com там бесплатная регистрация, создаеш свой альбом и вставляеш ссылку на картинку в сообщение в форуме.

[Гость_gomed12_*]

[quote="Коот Одно из существенных отличий р.э. от активной состоит в том, что ее в принципе не нужно передавать потребителю по проводам, потребитель сам ее произведет в себе. [/quote]
Если исходить из того, что потребитель сам ее произведет в себе компенсировать-то нечего, ну и пусть сидить себе в нагрузке. Я исхожу из того, что соглашаюсь с тем, что нагрузка сама формирует свою реактивную мощность, т.е. на ней происходить разделение энергии потребляемую от источника на активную и реактивную энергии. Иначе, если допустить, что уже от источника потребляется отдельно ативная и реактивная энергии, получается источник энергии должен обладать свойствами генерировать активную, индуктивную и емкостную энергии. Если рассмотреть рис.2 Коот получится нагрузка потребляет и активную, и индуктивную, и емкостную энергии, тогда в сети должны быть огромные токи. Векторная диаграмма токов и напряжений касается только нагрузки. Где же происходит компенсация? Компенсация происходит в контуре L-C за счет разряда энергии конденсатора на нагрузку. Одиночный конденсатор, будучи статическим оборудованием, не совершая полезной работы, обладает внутренней емкостной энергией, которую необходимо израсходовать. Допустим на вторичной обмотке трансфарматора сидит этот конденсатор, измеряем ток, клещи показывают постоянное потребление энергии. Это значит, что конденсатор постоянно обменивается энергией с чем-то, а с чем ему обмениваться кроме как со вторичной обмоткой трансформатора. То же происходит с энергией в режиме хх АД, когда появляются лишние ВАры, которые ему не нужны, он постоянно обменивается ими с источником.
Моя позиция такая.

[Tchernishev]

Не примите это за заспамление форума, я пренесу текст и воткну картинки:
Буду защищать свою точку зрения. По определению активная мощность - усреднённое за период значение мгновенной мощности p (p = u*i - мгновенные токи и напряжения) за период T. P = 1/T(интеграл от 0 од T (p dt)). Полная мощность есть произведение действующего значения тока на действующее значение напряжения Корень(S^2 - P^2) есть реактивная мощность. Сейчас нарисую парочку графиков.
1. Активная нагрузка.


Красная синусоида - напряжение, синяя - ток, зелёная - мгновенная мощность, чёрная линия - активная мощность. Так как активная мощность выше нулевой отметки, то считаем, что она идёт в соотвтствии с выбраным направлением тока, иначе и быть не может.

Активно - индуктивная нагрузка cos ф = 0,866, ф = 45 электроградусов. Цвета линий те же. Кто рискнёт показать на графике реактивную мощность господа???



Все солидные учебники по ТОЭ этот вопрос обходят стороной, и нам, в принципе юзерам не остаётся какого-либо твёрдого ориентира...

Так как понимать, куда течёт реактивная мощность, которая также может производится, должна производится и производится синхронными генераторами

Про бесполезность реактивной мощности всё-таки говорить нельзя.. О её компенсации - нужно!