Iz pisma klijenta:
Reci mi, zaboga, zašto je snaga UPS-a naznačena u volt-amperima, a ne u uobičajenim kilovatima za sve. Veoma je stresno. Uostalom, svi su odavno navikli na kilovate. Da, i snaga svih uređaja uglavnom je naznačena u kW.
Alexey. 21. juna 2007
Tehničke specifikacije bilo kojeg UPS-a ukazuju na prividnu snagu [kVA] i aktivnu snagu [kW] - one karakterišu kapacitet opterećenja UPS-a. Primjer, pogledajte slike ispod:
 |
Snaga nije svih uređaja naznačena u W, na primjer:
- Snaga transformatora je prikazana u VA:
http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (TP transformatori: pogledajte prilog)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (TSGL transformatori: vidi prilog) - Snaga kondenzatora je naznačena u Vars:
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondenzatori K78-39: vidi dodatak)
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (UK kondenzatori: vidi prilog) - Za primjere drugih opterećenja, pogledajte dodatke ispod.
Karakteristike snage opterećenja mogu se precizno podesiti jednim jedinim parametrom (aktivna snaga u W) samo za slučaj istosmjerne struje, jer postoji samo jedna vrsta otpora u kolu jednosmjerne struje - aktivni otpor.
Karakteristike snage opterećenja za slučaj naizmjenične struje ne mogu se precizno odrediti jednim jedinim parametrom, jer postoje dvije različite vrste otpora u kolu naizmjenične struje - aktivni i reaktivni. Dakle, samo dva parametra: aktivna snaga i reaktivna snaga precizno karakteriziraju opterećenje.
Princip rada aktivnih i reaktivnih otpora je potpuno drugačiji. Aktivni otpor - nepovratno pretvara električnu energiju u druge vrste energije (toplotnu, svjetlosnu itd.) - primjeri: žarulja sa žarnom niti, električni grijač (paragraf 39, razred fizike 11 V.A. Kasyanov M .: Bustard, 2007).
Reaktancija - naizmjenično akumulira energiju, a zatim je vraća u mrežu - primjeri: kondenzator, induktor (paragraf 40.41, 11. razred fizike V.A. Kasyanov M.: Bustard, 2007).
Dalje možete pročitati u bilo kojem udžbeniku elektrotehnike da se aktivna snaga (disipana u omskom otporu) mjeri u vatima, a reaktivna snaga (kruži kroz reaktanciju) mjeri u varsima; još dva parametra se također koriste za karakterizaciju snage opterećenja: ukupna snaga i faktor snage. Sve ove 4 opcije:
- Aktivna snaga: oznaka P, jedinica: Watt
- Reaktivna snaga: oznaka Q, jedinica: VAR(Volt Amper reaktivan)
- Bruto snaga: oznaka S, jedinica: VA(volt amp)
- Faktor snage: oznaka k ili cosF, jedinica mjere: bezdimenzionalna količina
Ovi parametri su povezani relacijama: S*S=P*P+Q*Q, cosF=k=P/S
Također cosF se naziva faktor snage ( faktor snage – PF)
Stoga su u elektrotehnici bilo koja dva od ovih parametara data za karakteristike snage, pošto se ostatak može naći iz ova dva.
Na primjer, elektromotori, lampe (pražnjenje) - u njima. podaci su P[kW] i cosF:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (AIR motori: vidi prilog)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (DRL lampe: vidi dodatak)
(pogledajte dodatak ispod za primjere tehničkih podataka za različita opterećenja)
Isto je i sa napajanjima. Njihovu snagu (nosivost) karakteriše jedan parametar za izvore jednosmerne struje - aktivna snaga (W), i dva parametra za izvor. AC napajanje. Obično su ova dva parametra prividna snaga (VA) i aktivna snaga (W). Pogledajte na primjer parametre generatora i UPS-a.
Većina kancelarijskih i kućanskih aparata je aktivna (nema ili je mala reaktanca), pa je njihova snaga naznačena u vatima. U ovom slučaju, prilikom izračunavanja opterećenja, koristi se vrijednost snage UPS-a u vatima. Ako su opterećenje računari sa izvorima napajanja (PSU) bez korekcije ulaznog faktora snage (APFC), laserski štampač, frižider, klima uređaj, električni motor (na primer, potopljena pumpa ili motor kao deo mašine) , fluorescentne balastne lampe itd., svi izlazi se koriste u proračunu. Podaci UPS-a: kVA, kW, karakteristike preopterećenja, itd.
Pogledajte udžbenike elektrotehnike, na primjer:
1. Evdokimov F. E. Teorijske osnove elektrotehnike. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2004.
2. Nemtsov M. V. Elektrotehnika i elektronika. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2007.
3. Častojedov L. A. Elektrotehnika. - M.: Viša škola, 1989.
Vidi također AC napajanje, faktor snage, električni otpor, reaktancija http://en.wikipedia.org
(prevod: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)
Dodatak
Primjer 1: Snaga transformatora i autotransformatora je prikazana u VA (Volt Amps)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (TSGL transformatori)
| Monofazni autotransformatori |
|
||
| TDGC2-0.5kVa, 2A | AOSN-2-220-82 | ||
| TDGC2-1.0kVa, 4A | Latr 1.25 | AOSN-4-220-82 | |
| TDGC2-2.0kVa, 8A | Latr 2.5 | AOSN-8-220-82 | |
| TDGC2-3.0kVa, 12A | |||
| TDGC2-4.0kVa, 16A | |||
| TDGC2-5.0kVa, 20A | AOSN-20-220 | ||
| TDGC2-7.0kVa, 28A | |||
| TDGC2-10kVa, 40A | AOMN-40-220 | ||
| TDGC2-15kVa, 60A | |||
| TDGC2-20kVa, 80A | |||
http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (LATR / laboratorijski autotransformatori TDGC2)
Primjer 2: snaga kondenzatora je naznačena u Vars (Volt Amperes reaktivan)
 |
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondenzatori K78-39)
 |
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (UK kondenzatori)
Primjer 3: tehnički podaci elektromotora sadrže aktivnu snagu (kW) i cosF
Za opterećenja kao što su elektromotori, lampe (pražnjenje), kompjuterska napajanja, kombinovana opterećenja, itd. - tehnički podaci ukazuju na P [kW] i cosF (aktivna snaga i faktor snage) ili S [kVA] i cosF (prividna snaga i faktor snage snaga).
http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(kombinovano opterećenje - mašina za plazma rezanje čelika / Inverter plazma rezač LGK160 (IGBT)
http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (PC napajanje)
Dodatak 1
Ako opterećenje ima visok faktor snage (0,8 ... 1,0), tada se njegova svojstva približavaju aktivnom opterećenju. Takvo opterećenje je idealno i za mrežnu liniju i za izvore napajanja, jer. ne stvara reaktivne struje i snage u sistemu.
Stoga su u mnogim zemljama usvojeni standardi koji normaliziraju faktor snage opreme.
Dodatak 2
Oprema sa jednim opterećenjem (na primjer, PC napajanje) i višekomponentna kombinovana oprema (na primjer, industrijska glodalica koja uključuje nekoliko motora, računar, rasvjetu, itd.) imaju niske faktore snage (manje od 0,8) od unutrašnje jedinice (na primjer, PC ispravljač za napajanje ili elektromotor imaju faktor snage 0,6 .. 0,8). Stoga, trenutno većina opreme ima korektor ulaznog faktora snage. U ovom slučaju, faktor ulazne snage je 0,9 ... 1,0, što je u skladu sa regulatornim standardima.
Dodatak 3. Važna napomena u vezi sa faktorom snage UPS-a i stabilizatora napona
Kapacitet opterećenja UPS-a i DGU-a je normalizovan na standardno industrijsko opterećenje (faktor snage 0,8 sa induktivnim karakterom). Na primjer, UPS 100 kVA / 80 kW. To znači da uređaj može napajati maksimalno aktivno opterećenje od 80 kW, ili mješovito (aktivno-reaktivno) opterećenje maksimalne snage 100 kVA sa induktivnim faktorom snage 0,8.
Kod stabilizatora napona situacija je drugačija. Za stabilizator, faktor snage opterećenja je indiferentan. Na primjer, regulator napona od 100 kVA. To znači da uređaj može napajati aktivno opterećenje maksimalne snage 100 kW, ili bilo koju drugu (čisto aktivnu, čisto reaktivnu, mješovitu) snagu od 100 kVA ili 100 kVAr sa bilo kojim kapacitivnim ili induktivnim faktorom snage. Imajte na umu da ovo vrijedi za linearno opterećenje (bez viših strujnih harmonika). Sa velikim harmonijskim izobličenjem struje opterećenja (visoki THD), izlazna snaga stabilizatora je smanjena.
Dodatak 4
Ilustrativni primjeri čistog otpornog i čistog reaktivnog opterećenja:
- Žarulja sa žarnom niti od 100 W priključena je na AC mrežu od 220 VAC - struja provodljivosti postoji svuda u krugu (kroz žičane provodnike i volframove dlake lampe). Karakteristike opterećenja (sijalice): snaga S=P~=100 VA=100 W, PF=1 => sva električna energija je aktivna, što znači da se potpuno apsorbuje u lampi i pretvara u toplotnu i svetlosnu snagu.
- Nepolarni kondenzator od 7 uF spojen je na 220 VAC AC mrežu - postoji struja provodljivosti u žičanom kolu, struja prednapona teče unutar kondenzatora (kroz dielektrik). Karakteristike opterećenja (kondenzatora): snaga S=Q~=100 VA=100 VAR, PF=0 => sva električna energija je reaktivna, što znači da konstantno cirkuliše od izvora do opterećenja i nazad, opet do opterećenja, itd.
Dodatak 5
Za ukazivanje na preovlađujuću reaktanciju (induktivnu ili kapacitivnu), predznak se dodjeljuje faktoru snage:
+ (plus)– ako je ukupna reaktancija induktivna (primjer: PF=+0,5). Trenutna faza zaostaje za fazom napona za ugao F.
- (oduzeti)– ako je ukupna reaktancija kapacitivna (primjer: PF=-0,5). Faza struje vodi fazu napona za ugao F.
Dodatak 6
Dodatna pitanja
Pitanje 1:
Zašto svi udžbenici elektrotehnike koriste imaginarne brojeve/veličine (na primjer, reaktivnu snagu, reaktanciju, itd.) koji u stvarnosti ne postoje kada se računaju naizmjenična kola?
odgovor:
Da, sve pojedinačne količine u okolnom svijetu su stvarne. Uključujući temperaturu, reaktanciju itd. Upotreba imaginarnih (složenih) brojeva je samo matematički trik koji olakšava proračune. Rezultat izračuna je nužno realan broj. Primjer: reaktivna snaga opterećenja (kondenzatora) od 20 kvar je stvarni tok energije, odnosno stvarni vati koji kruže u krugu izvor-opterećenje. Ali da bi razlikovali ove Vate od Vata koje nepovratno apsorbuje opterećenje, ovi "kružni Vati" odlučili su nazvati Volt·Ampere reaktivnim.
komentar:
Ranije su se u fizici koristile samo pojedinačne veličine, a u proračunu su sve matematičke veličine odgovarale stvarnim količinama okolnog svijeta. Na primjer, udaljenost je jednaka brzini puta vremenu (S=v*t). Zatim se razvojem fizike, odnosno proučavanjem složenijih objekata (svjetlost, valovi, naizmjenična električna struja, atom, prostor itd.), pojavio toliki broj fizičkih veličina da je postalo nemoguće izračunati svaku zasebno. . Ovo nije samo problem ručnog proračuna, već i problem kompajliranja kompjuterskih programa. Da bi se riješio ovaj problem, bliske pojedinačne veličine počele su se kombinirati u složenije (uključujući 2 ili više pojedinačnih veličina), poštujući zakone transformacije poznatih u matematici. Tako su se pojavile skalarne (pojedinačne) veličine (temperatura itd.), vektorske i kompleksne dualne (impedansa itd.), vektorske trostruke (vektor magnetskog polja itd.) i složenije veličine - matrice i tenzori (tenzor dielektrične permitivnosti , tenzor Ricci i drugi). Da bi se pojednostavili proračuni u elektrotehnici, koriste se sljedeće imaginarne (kompleksne) dualne veličine:
- Impedansa (impedansa) Z=R+iX
- Prividna snaga S=P+iQ
- Dielektrična konstanta e=e"+ie"
- Magnetna permeabilnost m=m"+im"
- i sl.
2. pitanje:
Stranica http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power prikazuje S P Q F na kompleksnoj, odnosno imaginarnoj/nepostojećoj ravni. Kakve sve ovo ima veze sa realnošću?
 |
odgovor:
Teško je izvršiti proračune sa stvarnim sinusoidama, pa se radi pojednostavljenja proračuna koristi vektorska (kompleksna) reprezentacija, kao na sl. iznad. Ali to ne znači da S P Q prikazani na slici nisu povezani sa stvarnošću. Stvarne vrijednosti S P Q mogu se prikazati na uobičajen način, na osnovu mjerenja sinusnih signala osciloskopom. Vrijednosti S P Q F I U u AC krugu izvornog opterećenja zavise od opterećenja. Ispod je primjer realnih sinusoidnih signala S P Q i F za slučaj opterećenja koji se sastoji od serijski povezanih aktivnih i reaktivnih (induktivnih) otpora.
 |
pitanje 3:
Sa konvencionalnim strujnim stezaljkama i multimetrom izmjerena je struja opterećenja od 10 A, a napon na opterećenju bio je 225 V. Pomnožimo i dobijemo snagu opterećenja u W: 10 A 225 V = 2250 W.
odgovor:
Dobili ste (izračunali) ukupnu snagu opterećenja od 2250 VA. Stoga će vaš odgovor vrijediti samo ako je vaše opterećenje isključivo otporno, tada je Volt Amp zaista jednak Watt-u. Za sve druge vrste opterećenja (na primjer, električni motor) - ne. Da biste izmjerili sve karakteristike bilo kojeg proizvoljnog opterećenja, morate koristiti mrežni analizator, kao što je APPA137:
 |
Pogledajte dodatnu literaturu, na primjer:
Evdokimov F. E. Teorijske osnove elektrotehnike. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2004.
Nemcov M.V. Elektrotehnika i elektronika. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2007.
Častojedov L.A. Elektrotehnika. - M.: Viša škola, 1989.
AC snaga, faktor snage, električni otpor, reaktansa
http://en.wikipedia.org (prijevod: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)
Teorija i proračun transformatora male snage Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moskva 2005 / rev d25d5r4feb2013
i zbir je dvije veličine, od kojih je jedna konstantna u vremenu, a druga pulsira dvostrukom frekvencijom.
Zlo p(t) za period T naziva se aktivna snaga i potpuno je određena prvim članom jednačine (5.1): 
Aktivna snaga karakterizira energiju koju izvor nepovratno troši u jedinici vremena za proizvodnju korisnog rada od strane potrošača. Aktivna energija koju troše električni potrošači pretvara se u druge vrste energije: mehaničku, toplotnu, energiju komprimovanog vazduha i gasa itd.
Prosječna vrijednost drugog člana trenutne snage (1.1) (pulsira dvostrukom frekvencijom) tokom vremena T je nula, odnosno njegovo stvaranje ne zahtijeva nikakve materijalne troškove i stoga ne može obavljati koristan rad. Međutim, njegovo prisustvo ukazuje da se između izvora i prijemnika odvija reverzibilni proces razmene energije. To je moguće ako postoje elementi sposobni da akumuliraju i oslobađaju elektromagnetnu energiju - kapacitivnost i induktivnost. Ova komponenta karakterizira reaktivnu snagu.
puna moć na terminalima prijemnika u složenom obliku može se predstaviti na sljedeći način:
| . | (5.2) |
Jedinica prividne snage S = UI - VA.
Reaktivna snaga- vrijednost koja karakterizira opterećenja koja nastaju u električnim uređajima fluktuacijama (razmjenom) energije između izvora i prijemnika. Za sinusoidnu struju, ona je jednaka proizvodu efektivnih vrijednosti struje I i stres U sinusom ugla faznog pomaka između njih: Q = UI sinφ. Jedinica mjere - VAR.
Reaktivna snaga nije vezana za korisni rad EP i troši se samo na stvaranje promjenjivih elektromagnetnih polja u elektromotorima, transformatorima, uređajima, vodovima itd.
Za reaktivnu snagu prihvaćeni su koncepti kao što su proizvodnja, potrošnja, prijenos, gubici, ravnoteža. Smatra se da ako struja zaostaje za naponom u fazi (induktivna priroda opterećenja), tada se reaktivna snaga troši i ima pozitivan predznak, a ako struja predvodi napon (kapacitivna priroda opterećenja), tada se reaktivna snaga troši. se generiše i ima negativnu vrijednost.
Glavni potrošači reaktivne snage u industrijskim preduzećima su asinhroni motori (60-65% ukupne potrošnje), transformatori (20-25%), ventilski pretvarači, reaktori, nadzemne električne mreže i drugi prijemnici (10%).
Prijenos jalove snage opterećuje električne mreže i opremu instaliranu u njoj, smanjujući njihovu propusnost. Reaktivnu snagu generiraju sinhroni generatori elektrana, sinhroni kompenzatori, sinhroni motori (regulacija struje pobude), kondenzatorske baterije (BC) i dalekovodi.
Reaktivna snaga koju proizvodi kapacitet mreže je sljedećeg reda veličine: nadzemni vod 20 kV proizvodi 1 kvar na 1 km trofaznog voda; podzemni kabl 20 kV - 20 kvar/km; DV 220 kV - 150 kvar/km; podzemni kabl 220 kV - 3 MVAr/km.
Faktor snage i faktor reaktivne snage.
Vektorska reprezentacija veličina koje karakteriziraju stanje mreže dovodi do reprezentacije reaktivne snage Q vektor okomit na vektor aktivne snage R(Sl. 5.2). Njihov vektorski zbir daje ukupnu snagu S.
Rice. 5.1. Trougao snage
Prema sl. 5.1 i (5.2) slijedi da je S 2 \u003d P 2 + Q 2; tgφ = Q/P; cosφ = P/S.
Glavni standardni indikator koji karakteriše reaktivnu snagu ranije je bio faktor snage cosφ. Na ulazima koji snabdevaju industrijsko preduzeće, prosečna ponderisana vrednost ovog koeficijenta trebalo je da bude u rasponu od 0,92-0,95. Međutim, izbor omjera P/S kao normativna, ne daje jasnu predstavu o dinamici promjena stvarne vrijednosti reaktivne snage. Na primjer, kada se faktor snage promijeni sa 0,95 na 0,94, reaktivna snaga se mijenja za 10%, a kada se isti faktor promijeni sa 0,99 na 0,98, prirast jalove snage je već 42%. U proračunima je zgodnije raditi sa relacijom tgφ = Q/P, koji se naziva faktor reaktivne snage.
Određena su preduzeća sa priključnim kapacitetom većim od 150 kW (sa izuzetkom "domaćih" potrošača). ograničenja faktora reaktivne snage potrošeno u satima velikih dnevnih opterećenja električne mreže - od 7 do 23 sata (Naredba Ministarstva industrije i energetike Ruske Federacije od 22. februara 2007. br. 49 „O postupku izračunavanja vrijednosti odnosa potrošnje aktivne i reaktivne snage za pojedinačne prijemne uređaje potrošača električne energije koji se koriste za utvrđivanje obaveza strana u ugovorima o pružanju usluga za prijenos električne energije").
Ograničenja faktora jalove snage (tgφ) se normalizuju u zavisnosti od položaja tačke (napona) priključenja potrošača na mrežu. Za napon mreže od 100 kV tgφ = 0,5; za 35, 20, 6 kV mreže - tgφ = 0,4 i za 0,4 kV mrežu - tgφ = 0,35.
Uvođenje novih direktivnih dokumenata o kompenzaciji reaktivne snage imalo je za cilj poboljšanje efikasnosti cjelokupnog sistema napajanja od generatora elektroenergetskog sistema do prijemnika.
Uvođenjem faktora jalove snage postalo je moguće predstaviti gubitke aktivne snage u smislu aktivne ili reaktivne snage: R= (P 2 /U 2) R(l + tan 2 φ).
Ugao između vektora snage R I S odgovara kutu φ između vektora aktivne komponente struje I a i puna struja I, što je zauzvrat vektorski zbir aktivne struje I a, koji je u fazi sa naponom i reaktivnom strujom I p pod uglom od 90° prema njemu. Ovakav raspored struja je dizajnerska tehnika povezana sa razgradnjom na aktivnu i reaktivnu snagu, što se može smatrati prirodnim.
Većina potrošača treba reaktivnu snagu jer funkcioniraju promjenom magnetnog polja. Za najčešće motore u normalnom radu mogu se dati sljedeće približne vrijednosti tgφ.
U trenutku pokretanja motora potrebna je značajna količina reaktivne snage, dok je tgφ = 4-5 (cosφ = 0,2-0,24).
Sinhrone mašine imaju mogućnost da troše ili isporučuju reaktivnu snagu u zavisnosti od stepena pobude.
Kod sinhronih generatora i motora, dimenzije uzbudnih kola ograničavaju mogućnost snabdijevanja reaktivnom snagom na maksimalne vrijednosti tgφ = 0,75 (cosφ = 0,8) ili do tgφ = 0,5 (cosφ = 0,9) (tablica 5.1).
Sinhroni motori domaće industrije dizajnirani su za vodeći faktor snage (cosφ = 0,9) i za nazivno aktivno opterećenje P nom i napon U nazivna može generirati nazivnu reaktivnu snagu Q nom ≈ 0,5 P nom.
Kada je SM podopterećen u smislu aktivne snage β = P/P nom< 1 возможна перегрузка по реактивной мощности α = Q/Q naziv > 1.
Prednost SM koji se koristi za kompenzaciju reaktivne snage u odnosu na CB je mogućnost nesmetane regulacije proizvedene jalove snage. Nedostatak je što su aktivni gubici za proizvodnju reaktivne energije za SM veći nego za CB.
Dodatni aktivni gubici u namotaju SM uzrokovani generiranom reaktivnom snagom u rasponu od cosφ od 1 do 0,9 pri nazivnoj SM aktivnoj snazi jednakoj P nom, kW:
R nom = Q 2 broj R /U 2 nom,
gdje Q nom - nazivna reaktivna snaga SM, kV Ar; R- otpor jedne faze LED namotaja u zagrijanom stanju, Ohm; U nom - nazivni napon mreže, kV.
U sistemima napajanja industrijskih preduzeća, CB kompenziraju reaktivnu snagu osnovnog (glavnog) dijela krivulja opterećenja, a SD smanjuju vršne vrijednosti na grafikonu.
Tabela 5.1
Zavisnosti faktora preopterećenja o reaktivnoj snazi sinhronih motora th
Sinhroni kompenzatori.
Različiti SD su sinhroni kompenzatori (SC), koji su SD bez opterećenja na osovini. Trenutno se proizvodi SC kapaciteta preko 5000 kV?Ar. Ograničene su upotrebe u mrežama industrijskih preduzeća. Za poboljšanje kvalitete napona u električnim krugovima velike snage s oštro promjenjivim udarnim opterećenjem (lučne peći, valjaonice, itd.), koriste se SC.
Statički tiristorski kompenzacijski uređaji.
U mrežama s oštro promjenjivim udarnim opterećenjem na naponu od 6-10 kV preporučuje se korištenje ne kondenzatorskih baterija, već posebnih brzih izvora reaktivne energije (RRP), koje treba instalirati u blizini takvog EP. IRM šema je prikazana na sl. 5.2. Koristi induktivnost kao podesivu induktivnost LR i neregulisanim kontejnerima OD 1-OD 3.
Rice. 5.2. Brzi izvori reaktivne energije
Regulaciju induktivnosti vrše tiristorske grupe VSčije su kontrolne elektrode spojene na upravljački krug. Prednosti statičkog RPM-a su odsustvo rotirajućih dijelova, relativna glatkoća regulacije reaktivne snage koja se dovodi u mrežu, mogućnost trostrukog i četverostrukog preopterećenja jalove snage. Nedostaci uključuju pojavu viših harmonika, koji se mogu javiti uz dubinsku regulaciju reaktivne snage.
Zbog dodatnih gubitaka snage u mreži uzrokovanih potrošnjom reaktivne snage povećava se ukupna potrošnja električne energije. Stoga je smanjenje tokova reaktivne snage jedan od glavnih zadataka u radu električnih mreža.
Da biste ispravno izračunali opterećenje potrošača u smislu snage, morate znati: koji su prijemnici napona. Što je aktivno, reaktivno i linearno opterećenje? Trougao snage. Šta je početna struja? Sve ćemo to redom analizirati.
Prijemnici napona uključuju sve uređaje koji su priključeni na izvore napona. To uključuje: električni ventilator, električni šporet, mašinu za pranje veša, kompjuter, TV aparat, elektromotor, kućni električni alat i druge električne potrošače.
U AC krugovima, opterećenja se dijele na aktivna, reaktivna i nelinearna. U DC krugovima ne postoji podjela na vrste opterećenja.
Otporno opterećenje
Uređaji za grijanje (pegle, električne peći, žarulje sa žarnom niti, kuhala za vodu) klasificiraju se kao uređaji s aktivnim opterećenjem. Takvi uređaji proizvode toplinu i svjetlost. Ne sadrže induktivnost i kapacitivnost. Otporno opterećenje pretvara električnu energiju u svjetlost i toplinu.
Reaktivno opterećenje sadrži kapacitivnost i induktivnost. Ovi parametri imaju kvalitet da prikupljaju energiju, a zatim je daju u mrežu. Primjer je električni motor, električna mlin za meso, kućni alat (usisavač, procesor hrane). Odnosno, svi uređaji koji sadrže elektromotore.
Trougao snage
Da biste razumjeli reaktivno opterećenje, razmotrite trokut snage.
gdje je P aktivna snaga, koja se mjeri u vatima i koristi se za obavljanje korisnog rada;
Q - reaktivan, koji se mjeri u Vars i koristi se za stvaranje elektromagnetnog polja;
S - puna snaga se koristi za proračun električnih kola.
Za izračunavanje ukupne snage koristimo Pitagorinu teoremu: S 2 \u003d P 2 + Q 2. Ili koristeći formulu: S=U*I, gdje je U očitavanje napona na opterećenju, I je očitavanje ampermetra koji je povezan serijski sa opterećenjem. U proračunima se koristi i faktor snage - cosφ. Na uređajima koji se odnose na reaktivna opterećenja obično su naznačeni aktivna snaga i cosφ. Sa ovim parametrima također možete dobiti punu snagu.
Ponekad je ukupna snaga naznačena na instrumentima, ali cosφ nije naznačen. U ovom slučaju se primjenjuje koeficijent od 0,7.
Nelinearno opterećenje
Posebnost mu je da napon i struja nisu proporcionalni. Nelinearna opterećenja uključuju televizore, stereo uređaje, desktop satove, računare i njihove komponente. Sama nelinearnost je posljedica činjenice da ovaj elektronski uređaj koristi prekidačka napajanja. Za punjenje kondenzatora koji se nalazi u prekidačkom napajanju dovoljan je vrh sinusoida.
Ostatak vremena kondenzator ne troši energiju iz mreže. U ovom slučaju struja ima pulsni kvalitet. Čemu sve ovo vodi? Ovo uzrokuje izobličenje sinusnog vala. Ali ne rade svi elektronski uređaji sa izobličenim sinusnim talasom. Ovaj problem se rješava upotrebom stabilizatora dvostruke konverzije, gdje se struja iz mreže pretvara u DC. Zatim se iz konstante pretvara u varijablu željenog oblika i amplitude.
Startna struja
Prilikom izračunavanja potrebno je uzeti u obzir početne struje uređaja. Na primjer, otpor žarulje sa žarnom niti u sijalici u trenutku uključivanja je 10 puta manji nego u načinu rada. Stoga je startna struja ove sijalice 10 puta veća. Nakon nekog vremena počeće da troši snagu koja je zapisana u podacima ove sijalice. Stoga, kada se uključi, izgara zbog velikih udarnih struja.
U elektronskoj opremi, dok se kondenzator u napajanju ne napuni, formira se i udarna struja.
Kod elektromotora, startna struja se također stvara sve dok motor ne postigne nazivnu brzinu.
U uređajima za grijanje, početna struja se formira sve dok se zavojnica ne zagrije na radnu temperaturu.
Jedino u čemu se slažem sa autorom je da postoji mnogo legendi oko pojma "reaktivne energije"... U znak odmazde, očigledno, autor je izneo i svoje... Zbunjujuće... kontradiktorno... obilje svih vrsta: "" energija dolazi, energija odlazi..." Rezultat je bio šokantan, istina je okrenuta naglavačke: "Zaključak - reaktivna struja uzrokuje zagrijavanje žica, a da ništa ne čini koristan posao" Gospodine, poštovani! grijanje je već posao !!! Moje mišljenje , ovdje ljudi sa tehničkim obrazovanjem bez vektorskog dijagrama sinhronog generatora pod opterećenjem ne mogu ispravno zalijepiti opis procesa, ali mogu ponuditi zainteresovanima u jednostavnoj opciji, bez ikakve muke.
Dakle, o reaktivnoj energiji. 99% električne energije od 220 volti ili više proizvodi sinhroni generatori. U svakodnevnom životu i radu koristimo različite električne aparate, većina njih "greje vazduh", emituje toplotu u ovom ili onom stepenu...Osetite televizor, monitor kompjutera, ne govorim o električnom šporetu, svuda osjećate toplinu. Sve su to potrošači aktivne snage u električnoj mreži sinhronog generatora. Aktivna snaga generatora je nepovratni gubitak proizvedene energije za toplinu u žicama i uređajima. Za sinhroni generator, prijenos aktivne energije je praćen mehaničkim otporom na pogonskom vratilu. Kada biste, dragi čitaoče, ručno rotirali generator, odmah biste osjetili povećan otpor prema vašim naporima, a to bi značilo jedno, neko je uključio dodatni broj grijača u vašu mrežu, odnosno povećao se aktivno opterećenje. Ako imate dizel motor kao pogon generatora, budite sigurni da se potrošnja goriva povećava brzinom munje, jer je otporno opterećenje ono koje troši vaše gorivo. Sa reaktivnom energijom je drugačije... Reći ću vam, to je nevjerovatno, ali neki potrošači električne energije su i sami izvori električne energije, doduše na vrlo kratko vrijeme, ali jesu. A ako uzmemo u obzir da izmjenična struja industrijske frekvencije mijenja svoj smjer 50 puta u sekundi, onda takvi (reaktivni) potrošači prenose svoju energiju u mrežu 50 puta u sekundi. Znate kako u životu, ako neko nesto doda originalu bez posledica, to ne ostane. Dakle, ovdje, pod uvjetom da ima puno reaktivnih potrošača, ili su dovoljno snažni, onda je sinhroni generator neuzbuđen. Vraćajući se na našu prethodnu analogiju u kojoj ste koristili snagu mišića kao pogon, primijetit ćete da uprkos činjenici da niste mijenjali ritam rotacijom generatora, niti ste osjetili nalet otpora na osovini, svjetla u vašem mreža se iznenada ugasila. To je paradoks, trošimo gorivo, vrtimo generator na nazivnoj frekvenciji, ali nema napona u mreži... Poštovani čitaoče, isključite reaktivne potrošače u takvoj mreži i sve će se vratiti. Ne ulazeći u teoriju, deekscitacija nastaje kada se magnetna polja unutar generatora, polje pobudnog sistema koji se rotira sa osovinom i polje stacionarnog namotaja povezanog na mrežu okreću jedno naspram drugog, čime se međusobno slabe. Proizvodnja električne energije sa smanjenjem magnetnog polja unutar generatora se smanjuje. Tehnologija je otišla daleko naprijed, a moderni generatori opremljeni su automatskim regulatorima pobude, a kada reaktivni potrošači "ispadnu" napon u mreži, regulator će odmah povećati struju pobude generatora, magnetni tok će se vratiti u normalu i napon u mrezi ce se vratiti.Jasno je da struja pobude ima i aktivnu komponentu pa vas molim da dodate gorivo u dizel. . U svakom slučaju, reaktivno opterećenje negativno utječe na rad elektroenergetske mreže, posebno kada je na mrežu priključen reaktivni potrošač, na primjer, asinhroni elektromotor... Sa značajnom snagom potonjeg, sve može završiti kvarom. , u nesreći. U zaključku, za radoznalog i naprednog protivnika mogu dodati da postoje i reaktivni potrošači sa korisnim svojstvima. To su svi oni koji imaju električni kapacitet... Uključite takve uređaje u mrežu i elektroprivreda vam je već dužna)). U svom najčistijem obliku, ovo su kondenzatori. Oni također daju električnu energiju 50 puta u sekundi, ali se u isto vrijeme magnetski tok generatora, naprotiv, povećava, pa regulator može čak i smanjiti struju pobude, štedeći troškove. Zašto nismo ranije rezervisali ovo... zašto... Poštovani čitaoče, obiđite svoju kuću i tražite kapacitivni reaktivni potrošač... nećete ga naći... Osim ako ne uništite TV ili mašinu za pranje veša...ali od ovoga neće biti jasne koristi....<
Sigurno su mnogi od vas čuli za reaktivnu električnu energiju. Znajući koliko je ovaj pojam teško razumjeti, pogledajmo bliže razlike između reaktivne i aktivne energije. Važno je shvatiti činjenicu da reaktivni elektricitet možemo promatrati samo u naizmjeničnom strujom. Tamo gdje teče jednosmjerna struja, reaktivna energija nije prisutna. To je zbog prirode izgleda reaktivna energija.Kroz nekoliko opadajućih transformatora, naizmjenična struja se dovodi do potrošača, čija konstrukcija razdvaja namotaje niskog i visokog napona. Odnosno, ispada da u transformatoru nema fizičkog kontakta između dva namota, dok struja i dalje teče. Prilično je lako objasniti. Električna energija se uvijek prenosi zrakom, koji je odličan dielektrik, pomoću elektromagnetnog polja čija je komponenta naizmjenično magnetno polje. Redovno prelazi namotaj, pojavljuje se u drugom, i nema električni kontakt od prvog, izazivajući elektromotornu silu. Efikasnost modernih transformatora je prilično velika, stoga je gubitak električne energije minimiziran, te stoga sva snaga naizmjenične struje koja teče u primarnom namotu završava u krugu sekundarnog namota. Ista stvar se dešava u kondenzatoru, međutim, već zbog električnog polja. Kapacitet i induktivnost zajedno stvaraju reaktivnu energiju. Aktivna energija (koja je otežana povratom reaktivne energije) pretvara se u toplotnu, mehaničku i drugo.
Reaktivna komponenta električne struje javlja se samo u krugovima koji sadrže reaktivne elemente (induktivnosti i kapacitivnosti) i obično se troši na beskorisno zagrijavanje vodiča koji čine ovaj krug. Primjer takvih reaktivnih opterećenja su elektromotori različitih tipova, prijenosni električni alati (električne bušilice, brusilice, glodači za zidove itd.), kao i razni kućni elektronički uređaji. Ukupna snaga ovih uređaja, mjerena u volt-amperima, i aktivna snaga (u vatima) su međusobno povezane kroz faktor snage cosφ, koji može imati vrijednost od 0,5 do 0,9. Ovi uređaji obično pokazuju aktivnu snagu u vatima i vrijednost koeficijenta cosφ. Za određivanje ukupne potrošnje energije u VA potrebno je aktivnu snagu (W) podijeliti sa faktorom cosφ.
Primjer: ako je na električnoj bušilici naznačena vrijednost snage od 800 W i cosφ = 0,8, onda slijedi da je ukupna snaga koju alat troši 800 / 0,8 = 1000 VA. U nedostatku podataka o cosφ, možete uzeti njegovu približnu vrijednost, koja je za kućni električni alat približno 0,7.
Reaktivni tip opterećenja karakterizira činjenica da u početku, neko vrijeme, akumulira energiju koju isporučuje izvor napajanja. Zatim se uskladištena energija vraća ovom izvoru. Takva opterećenja uključuju elemente električnih kola kao što su kondenzatori i induktori, kao i uređaji koji ih sadrže. Istovremeno, u takvom opterećenju postoji fazni pomak od 90 stupnjeva između napona i struje. Budući da je glavna svrha postojećih sistema napajanja korisna isporuka električne energije od proizvođača direktno do potrošača, reaktivna komponenta snage se obično smatra štetnom karakteristikom kola.
Kako bi se nadoknadilo protudjelovanje reaktivne energije, koriste se posebno instalirani kondenzatori. Zbog toga je potrebno minimizirati nastali negativni utjecaj reaktivne energije. Već smo primijetili da reaktivna snaga značajno utječe na gubitak električne energije u mreži. Stoga se ispostavlja da se veličina te vrlo negativne energije mora stalno držati pod kontrolom, a najbolji način za to je organiziranje njenog obračuna.
Tamo gdje je ovaj problem zaokupljen (razna industrijska preduzeća), često se ugrađuju posebni specijalni uređaji koji vode evidenciju ne samo same reaktivne energije, već i njenog aktivnog dijela. Računovodstvo se vrši u trofaznim mrežama za induktivnu i kapacitivnu komponentu. Tipično, takvi brojači nisu ništa drugo do analogno-digitalni uređaj koji pretvara snagu u analogni signal, koji se pretvara u frekvenciju električnog impulsa. Njihovim sabiranjem možemo procijeniti količinu potrošene energije. Brojilo je obično napravljeno od plastičnog kućišta, gdje su na štampanoj ploči ugrađena 3 transformatora i jedinica za mjerenje. Sa vanjske strane nalazi se LCD ekran ili LED diode.
Preduzeća sada sve više ugrađuju univerzalna brojila električne energije koja mjere količinu aktivne i reaktivne energije. Štoviše, takvi uređaji mogu kombinirati funkcije dva, a ponekad i više uređaja, što smanjuje troškove održavanja i štedi novac prilikom kupovine. Takvi uređaji su sposobni za izračunavanje reaktivne i aktivne snage, kao i mjerenje trenutnih vrijednosti napona. Mjerač bilježi nivo potrošnje energije i prikazuje sve informacije na displeju u 3 uzastopna okvira (induktivna komponenta, kapacitivna komponenta, kao i količina aktivne energije). Moderni modeli omogućuju prijenos podataka putem IR digitalnog kanala, zaštićeni su od magnetnih polja, krađe energije. Štaviše, dobijamo preciznija merenja i nisku potrošnju energije, što razlikuje nove modele od njihovih prethodnika.
