Реактивная мощность. , Суть. Опции

[Roman_12]

Доброго времени форумчане ! Дело такое, ни как не пойму как мешает реактивная мощьность, и кому она мешает ? Грубо говоря приходит энергия на трансформатор 110/6 кВ( допустим на предприятие ) , далее РУ 6 кВ , и расходится на трансформаторы 6/0,4 . Движки подключени на 0,4 кВ и они то и являются активной и реактивной( индуктивность ) нагрузкой . В линию 0,4 кВ подключены компенсаторные кондюки, получается что реактивная мощьность будет "бегать" от двигателя к конденсатору, дополнительно нагружая эту линию. А вот если нет этих конденсаторов , куда она "побежит" дальше вторички 6/0,4 ??? И если побежит, то каким образом ??? Если так всё и получается, то могу предположить что на промежуточных подстанциях и на самой станции тоже стоят конденсаторные батареи, что нагружает высоковольтную линию(неудобства поставщику) , тогда возникает следующий вопрос - что будет не так , если вообще не использовать компенсирующую ёмкость в линиях ?

[Shturman1]

А вот если нет этих конденсаторов , куда она "побежит" дальше вторички 6/0,4 ???

дальше вторички реактивка не побежит, но на высокой стороне также будет присутствовать "своя" реактивная составляющая, которая бегает между первичкой понижающей подстанци 6/0,4 и вторичкой подстанции 35/6 кВ (к примеру). Как то так.

Если так всё и получается, то могу предположить что на промежуточных подстанциях и на самой станции тоже стоят конденсаторные батареи

на станции это вряд ли, но вот на подстанциях на высокой стороне также могут устанавливаться конденсаторные батареи.

что будет не так , если вообще не использовать компенсирующую ёмкость в линиях ?

понижаеться пропускная способность линии на величину реактивной мощности которая будет возвращаться. Дело в том что без реактивной составляющей двигатели (и не только) работать не будут, но эта реактивка още и возвращаеться по тому самому проводу, поэтому задача конденсаторной батареи пропустить реактивку к потребителю (двигателю), но не выпустить назад в сеть.

[uvk2]

Формула такая есть - полная мощность равна активной, деленной на косинус. При cos=0.5 полня мощность вдвое больше, чем при cos=1. А отсюда дополнительный нагрев токопроводящих частей и дополнительные потери.

[Roman_12]

Спасибо за ответы. Всё вроде понятно, но не ясно зачем ставится счётчик реактивной мощьности на предприятиях ( на ВЛ ), если индуктивная нагрузка в основном по 0,4 кВ. Неужели она как то проходит через гальваническую развязку трансформаторов ?

[Shturman1]

Всё вроде понятно, но не ясно зачем ставится счётчик реактивной мощьности на предприятиях ( на ВЛ )

счетчик ставиться для расчетов с энергоснабжающей организацией, так как реактивную мощность тоже надо выработать на электростанции и за нее отдельно расплатиться.

[Roman_12]

Теперь мне совсем стало ничего не понятно ! Мне всё время думалось, что реактивка - это бесполезная мощьность, которая за зря нагружает линию, теперь оказывается, что её

надо выработать на электростанции и за нее отдельно расплатиться.

?!

[Shturman1]

Мне всё время думалось, что реактивка - это бесполезная мощьность

зря вы так думаете. Без реактивной мощности не работал бы ни один двигатель, да и не только двигатель, а много других приборов в составе которых имеються катушки индуктивности. Ну и счетчики реактивной мощности устанвливаються не для красоты, а для учета взятой из сети реактивки и выданой в сеть реактивки (прямой и обратной). А вот для того что бы снизить выданую в сеть реактивку (обратную), тем самым разгрузив провода сети, устанавливают конденсаторные батареи.

[Dimka1]

Теперь мне совсем стало ничего не понятно !

Понятнее, если посмотреть на цифры.

Допустим в квартире есть два потребителя

1) P=220Вт, U=220В, cos(fi)=1
2) P=220Вт, U=220В, cos(fi)=0,2

Ток 1 го потребителя
1)I1=P/[ U*cos(fi) ]=220/(220*1) =1A

Ток 2 го потребителя
2)I2=P/[ U*cos(fi) ]=220/(220*0.2) =5A!!! (в пять раз больше)


Мощность, отбираемая от генератора 1 потребителем
S1=U*I=220*1=220ВА=220Вт - ее считает счетчик

Мощность, отбираемая от генератора 2 потребителем
S2=U*I=220*5=1100ВА !!! (мощность в несколько раз больше)
P=220 Вт активная мощность - ее считает Ваш квартирный счетчик
Q=1077,77 ВАр реактивная мощность - ее Ваш квартирный счетчик не считает, а платить то за нее надо, т.к. от генератора она отбирается и ресурсы на ее выработку затрачиваются.

Поэтому Важно избавиться от реактивки, чтобы обеспечить более экономичную работу генератора, либо вести учет реактивной мощности и платить за нее.


Понятно?

Сообщение отредактировал Dimka1 - 18.3.2013, 12:14

[Roman D]

для учета взятой из сети реактивки и выданой в сеть реактивки (прямой и обратной).

А вот здесь, коллега, Вы не совсем верно выразились.
Не может потребитель выдавать что-то в сеть. Речь идёт об индуктивной (+) и емкостной (-) реактивной составляющей мощности, но никак не о генерации.

[Shturman1]

Слова "выдаваемая в сеть" не стоит понимать как "генерация в сеть". Выдаваемая это та которая возвращаеться обратно в сеть (обратная). А вот её характер (индуктивная/ёмкостная) будет зависеть от наличия или отсутсвия компенсирующих устройств. Если говорить о чисто двигательной нагрузке, то при отсутствии компенсации количество взятой из сети реактивки (индуктивной) вернеться в сеть, а при наличии компенсации есть два варианта развития событий:
1) перекомпенсация, когда скомпенсируеться вся индуктивная реактивка и в зависимости от емкости компенсаторов в сеть уже вернеться емкостная реактивка, но величина её будет не большой.
2) недокомпенсация, когда индуктивная реактивка скомпенсируеться не полность и её остаток вернеться в сеть.
В идеальном варианте было бы скомпенсировать индуктивную реактивку и не выдать при этом в сеть ёмкостную, это достигаеться (ну не до конца конечно) автоматическим регулированием емкости компенсаторов.
Как-то так. Всё ИМХО конечно

[Roman D]

Слова "выдаваемая в сеть" не стоит понимать как "генерация в сеть".

Ну, я бы сказал совершенно иначе.

"Активная" и "реактивная" мощность - это составляющие, на которые раскладывается вектор полной мощности S=UI. Когда этот вектор находится в I или IV квадранте, можно говорить о потреблении, а если в II или III - о генерации. Если ток отстаёт от напряжения на угол φ (как на рисунке), то принято говорить об индуктивном характере нагрузки, если опережает (IV квадрант) - о емкостном.


Сообщение отредактировал Roman D - 18.3.2013, 19:54

[Roman_12]

Понятнее, если посмотреть на цифры......

....Мощность, отбираемая от генератора 2 потребителем
S2=U*I=220*5=1100ВА !!! (мощность в несколько раз больше)
P=220 Вт активная мощность - ее считает Ваш квартирный счетчик
Q=1077,77 ВАр реактивная мощность - ее Ваш квартирный счетчик не считает, а платить то за нее надо, т.к. от генератора она отбирается и ресурсы на ее выработку затрачиваются.

Поэтому Важно избавиться от реактивки, чтобы обеспечить более экономичную работу генератора, либо вести учет реактивной мощности и платить за нее.

Понятно?

Спасибо, так действительно понятнее. Т.е. если мы скомпенсируем ёмкостью на том же предприятии кос. фи до близкого к 1, то возрастёт потребление активной энергии, а так будет "крутиться" счётчик реактивки.

[Dimka1]

Спасибо, так действительно понятнее. Т.е. если мы скомпенсируем ёмкостью на том же предприятии кос. фи до близкого к 1, то возрастёт потребление активной энергии, а так будет "крутиться" счётчик реактивки.

нет.

Активная мощность зависит от напряжения и активного сопротивления обмотки и больше не от чего.
Точно так же как и в законе Ома
R=U/I
но сопротивление R провода ведь не зависит от U и I. Оно зависит от материала провода и остается постоянным. т.е напряжение растет, то и ток растет, а R не изменяется. (нелинейные цепи не рассматриваем)

Точно также и с активной мощностью Если cos фи будет расти, то ток в цепи будет уменьшаться (для этого и делают компенсацию), а активная мощность не измениться P=U*I*cos фи., но реактивная Q=U*I*sin(фи) пропадет.

Сообщение отредактировал Dimka1 - 18.3.2013, 16:15

[Roman_12]

нет.
.....
Точно также и с активной мощностью Если cos фи будет расти, то ток в цепи будет уменьшаться (для этого и делают компенсацию), а активная мощность не измениться P=U*I*cos фи., но реактивная Q=U*I*sin(фи) пропадет.

Получается очень выгодно потребителю гасить реактивку ( компенсировать ), но ток то в конденсаторах приличный, провода к ним греются и отгорают ( если ППР не проводился к примеру ). А если присутствует ток на кандюках, значит активная - растёт ! Или же с учётом этих токов на компенсирующих устройствах - общая мощность в целом всё равно получается меньшей ? Вот, остался непонятен только этот момент.

Сообщение отредактировал Roman_12 - 18.3.2013, 17:00

[Dimka1]

Получается очень выгодно потребителю гасить реактивку ( компенсировать ), но ток то в конденсаторах приличный, провода к ним греются и отгорают ( если ППР не проводился к примеру ). А если присутствует ток на кандюках, значит активная - растёт ! Или же с учётом этих токов на компенсирующих устройствах - общая мощность в целом всё равно получается меньшей ? Вот, остался непонятен только этот момент.

Вы где то учитесь?



Для примера смотрим на картинку (верхняя схема)




Генератор на 200В и простейшая схема замещения двигателя в виде R и L
Пусть в цепи течет ток в цепи I1=5-j10 A
5 - это активная составляющая тока, зависящая от R
-j10- это реактивная составляющая тока, зависящая от L. Реактивный ток для L всегда отрицательный. (не будем вдаваться в теорию комплексных чисел и условимся, что буквой j показывается, что ток реактивный)
Соответственно от генератора с напряжением 200В отбирается активная мощность в 1кВт, а реактивная 2кВАр. Полная мощность 2,2кВА.
Коэффициент мощности этой цепи
cos(фи) = 1кВт/2,2кВА=0,45


Задача: убрать реактивную мощность
Цепляем конденсатор и смотрим на нижнюю схему. Реактивный ток через конденсатор всегда положительный.
Екостью добиваемся, чтобы ток через конденсатор стал +j10

Тогда ток от генератора I=I1+I2=( 5-j10 )+j10=5 А станет чисто активным и реактивная составляющая станет равной нулю (просто уничтожиться)
Соответственно останется только активная составляющая тока и соответствующая ей активная мощность равная 1кВт. Полная мощность отбираемая от генератора 1кВт
Коэффициент мощности этой цепи
cos(фи) = 1кВт/1кВА=1

Так что активная мощность не изменяется, а реактивная уходит. Соответствнно во втором случае работа экономичнее.

Как то так.. Блин, целую лекцию прочитал.

[Roman D]

Блин, целую лекцию прочитал.

Относительно лекции. Посчитайте Вашу цепь на предмет резонанса. Весьма неприятная штука в электрических сетях, знаете ли.

а для учета взятой из сети реактивки и выданой в сеть реактивки (прямой и обратной).

Ещё раз говорю: ничего потребитель обратно сеть не выдаёт. Извольте применять общепринятые термины, раз уж за теорию мы принялись.
И никакой активки и реактивки в природе нет, это только математический аппарат для удобства вычислений.

Сообщение отредактировал Roman D - 19.3.2013, 12:55

[Sinus]

Аналог реактивной энергии из жизни:
Берем ведро, наливаем в ведро бетон, несем ведро бетона до опалубки, выливаем бетон. На стенках ведра осталась часть бетона, несем ведро с остатками обратно, наливаем в ведро бетон, несем ведро бетона до опалубки, выливаем бетон. Вот та часть бетона которую мы носим туда сюда и есть аналог реактивной энергии.

[Костян челябинск...]

Аналог реактивной энергии из жизни:
Берем ведро, наливаем в ведро бетон, несем ведро бетона до опалубки, выливаем бетон. На стенках ведра осталась часть бетона, несем ведро с остатками обратно, наливаем в ведро бетон, несем ведро бетона до опалубки, выливаем бетон. Вот та часть бетона которую мы носим туда сюда и есть аналог реактивной энергии.

Класс!! Наконец то хоть кто то более менее удобоваримую аналогию привел! Теперь (с вашего позволения) я ее возьму на вооружение. А на счет счетчиков, они остались с давних времен. Раньше реактив заставляли оплачивать, тем самым побуждая устанавливать КУ, сейчас косвенно делают то же самое, считая потери в питающих линиях.

[Roman_12]

Вы где то учитесь?


....Так что активная мощность не изменяется, а реактивная уходит. Соответствнно во втором случае работа экономичнее.

Как то так.. Блин, целую лекцию прочитал.

Нет,не учусь, просто заинтересовал этот вопрос.
Спасибо за исчерпывающий ответ.Теперь стало ясно, что приближая кос. к 1 - мы поднимаем КПД.

Аналог реактивной энергии из жизни:
Берем ведро, наливаем в ведро бетон, несем ведро бетона до опалубки, выливаем бетон. На стенках ведра осталась часть бетона, несем ведро с остатками обратно, наливаем в ведро бетон, несем ведро бетона до опалубки, выливаем бетон. Вот та часть бетона которую мы носим туда сюда и есть аналог реактивной энергии.

Оригинально ! В нашем случае подсобник, таскающий пустое ведро от опалубки обратно и по пути полоская его - будет называться конденсатором!
Всем спасибо за ответы.

[Roman D]

Компенсация реактивки производится сдуванием пены с помощью устройства, находящегося под носом. После этого освобождается дополнительный объём для активного пива.

Теперь стало ясно, что приближая кос. к 1 - мы поднимаем КПД.

Не сколько кпд, сколько уменьшаем потери и нагрузки. Растёт косинус - снижается ток - есть возможность подключить дополнительную нагрузку, не меняя оборудование. Ну, или ещё пива долить
Но... доводя косинус до единицы, мы вводим систему в нестабильное положение (настраиваем в резонанс), и тогда возможны броски напряжения и тока, резко возрастает коэффициент гармоник.


Сообщение отредактировал Roman D - 19.3.2013, 12:50