Varësia e përgjithshme e energjisë elektrike nga rryma dhe voltazhi është i njohur për një kohë të gjatë: ky është një produkt. Ne e shumëzojmë rrymën me tensionin - marrim vlerën e kësaj vlere të konsumuar nga qarku nga rrjeti.
Por në realitet, gjërat mund të mos jenë aq të thjeshta. Sepse thjesht duke shumëzuar tensionin me rrymën, marrim vlerën totale të fuqisë. Duket se kjo është ajo që ju nevojitet! Në fund të fundit, ne zakonisht jemi të interesuar për vlerën e plotë të çdo sasie.
Sidoqoftë, një raport i tillë nuk mund të zbatohet për energjinë elektrike, pasi energjia elektrike dhe fuqia, në bazë të të cilave ndryshojnë leximet e njehsorit të banesës sonë, nuk janë të plota, por aktive.
Fuqia aktive- kjo është fuqia që konsumohet në momentin kur në të njëjtin moment në rrjet ka si tension ashtu edhe rrymë elektrike sinkron me të. Në fakt, në qarqet DC, përveç kalimeve të ndezjes-fikjes, ky është rasti.
Vazhdimisht "shtyp" tensionin, nëse qarku është i mbyllur - vazhdimisht "shtyp" një rrymë. Si rezultat, fuqia e dukshme dhe aktive bëhen të barabarta, pasi rryma dhe voltazhi veprojnë në harmoni.
Një tjetër gjë janë qarqet AC. Tensioni në to ndryshon drejtimin e tij pesëdhjetë herë në sekondë, dhe rryma ... ndonjëherë mbetet prapa, dhe nganjëherë përpara tensionit. Për shembull, nëse ka "induktivitet" në qark, domethënë një spirale teli me shumë kthesa, atëherë rryma në një element të tillë të qarkut do të "mbesë prapa" tensionit.
Arsyeja qëndron në prapa-EMF vetë-induksion, i cili i reziston ndryshimit të rrymës në spirale. Rezulton se voltazhi tashmë është aplikuar në induktivitet, dhe rryma nuk mund të rritet ende për shkak të ndërhyrjes nga EMF i pasëm.
Midis studentëve të shumë universiteteve të inxhinierisë elektrike, ekziston një krahasim i tillë artistik: "Duhet kohë që rryma të kalojë në çdo kthesë dhe tensioni është aty, tashmë në skajet e bobinës".
EMF kundër induksionit shkakton një rënie të tensionit dhe një ulje të rrymës në qark. Kjo do të thotë, spiralja është burimi i reaktancës induktive. Por ndryshon nga rezistenca aktive në atë që nuk gjeneron nxehtësi dhe nuk konsumon fare energji në kuptimin e zakonshëm.
Ka thjesht një transfuzion "bosh" të energjisë elektrike nga burimi në induktancë. Dhe energjia që ridrejtohet mbrapa dhe mbrapa si një top pingpong nuk shkon askund nga rrjeti. Kjo është energji reaktive dhe konsumatori nuk duhet të paguajë kompaninë e furnizimit me energji elektrike për të në jetën e përditshme.
Energjia reaktive e prodhuar në rrjet për njësi të kohës mund të konsiderohet fuqia reaktive. Ai llogaritet në të njëjtën mënyrë si ai aktiv - nga produkti i përbërësit reaktiv të rrymës nga voltazhi.
Komponenti reaktiv i rrymës është ai që nuk përkon me tensionin në fazën e tij. Sasia e "mospërputhjes" karakterizohet nga këndi i fazës. Në rastin e induktivitetit të pastër, zhvendosja e fazës është maksimale - 90 °. Kjo do të thotë që kur voltazhi arrin vlerën e tij më të lartë, rryma sapo fillon të rritet.
Dhe nëse një kondensator (kapacitet) ndodhet në qark, atëherë voltazhi, përkundrazi, do të mbetet prapa rrymës me 90 gradë për shkak të faktit se në mënyrë që të ndodhë një rënie e tensionit, kondensatori duhet të ngarkojë pllakat e tij .
Në të njëjtën mënyrë, burimi dhe kondensatori në të njëjtin qark do të shkëmbejnë energji reaktive, e cila nuk do të harxhohet për asgjë.
Në një qark real, nuk ka ngarkesë thjesht aktive ose thjesht reaktive, prandaj, fuqia e dukshme përbëhet gjithmonë nga një komponent aktiv dhe reaktiv, dhe këndi i fazës është midis zero dhe 90 °.
Komponenti reaktiv i rrymës është i barabartë me produktin e tij nga sinusi i këndit të zhvendosjes së fazës, dhe komponenti aktiv është i barabartë me produktin nga kosinusi i këtij këndi:
Q = I * sinφ; P = I * cosφ
Kardinaliteti i përgjithshëm mund të gjendet nga teorema e Pitagorës:
S = √ (P ^ 2 + Q ^ 2);
Në të njëjtën kohë, fuqia reaktive, ndryshe nga fuqia aktive, nuk mund të llogaritet në vat, sepse është joefektive. Prandaj, u shpik një njësi e veçantë matëse për fuqinë reaktive - volt-amperët reaktivë (VAR). Dhe totali matet në volt-amper, pa specifikuar natyrën e ngarkesës.
"Direktori" - informacione për të ndryshme komponente elektronike: tranzistorë, mikroqarqe, transformatorëve, kondensatorë, LED etj. Informacioni përmban gjithçka që është e nevojshme për zgjedhjen e komponentëve dhe kryerjen e llogaritjeve inxhinierike, parametrave, si dhe pikësimin e kutive, diagramet tipike të instalimeve elektrike dhe rekomandimet për përdorimin e elementeve radio.
Nga njëra anë, puna e rrymës mund të llogaritet lehtësisht duke ditur forcën aktuale, tensionin dhe rezistencën e ngarkesës. Formulat e njohura me dhimbje nga kursi i fizikës shkollore duken kështu.
Oriz. 1. Formulat
Dhe këtu nuk ka asnjë fjalë për komponentin reaktiv.
Nga ana tjetër, një sërë procesesh fizike imponojnë në fakt karakteristikat e tyre në këto llogaritje. Bëhet fjalë për energjinë reaktive. Problemet me të kuptuarit e proceseve reaktive vijnë së bashku me faturat e energjisë elektrike në ndërmarrjet e mëdha, sepse në rrjetet shtëpiake ne paguajmë vetëm për energjinë aktive (sasia e konsumit të energjisë reaktive është aq e vogël sa ato thjesht neglizhohen).
Përkufizimet
Për të kuptuar thelbin e proceseve fizike, le të fillojmë me përkufizimet.
Energjia elektrike aktiveËshtë një energji plotësisht e konvertueshme që hyn në qark nga një burim energjie. Transformimi mund të bëhet në nxehtësi ose në një lloj tjetër energjie, por thelbi mbetet i njëjtë - energjia e marrë nuk kthehet në burim.
Një shembull se si funksionon energjia aktive: një rrymë që kalon nëpër një element rezistence konverton një pjesë të energjisë në ngrohje. Kjo punë e përsosur e rrymës është aktive.
Energjia elektrike reaktive A kthehet energjia në burimin aktual. Domethënë, rryma e marrë më parë dhe e marrë parasysh nga njehsori, pa përfunduar punën, kthehet. Ndër të tjera, rryma kërcen (ngarkesa rritet shumë për një kohë të shkurtër).
Këtu është e vështirë të kuptohet procesi pa shembuj.
Më e dukshme është funksionimi i kondensatorit. Në vetvete, një kondensator nuk e shndërron energjinë elektrike në punë të dobishme, ai e ruan atë dhe e jep atë. Sigurisht, nëse një pjesë e energjisë ende shpenzohet për ngrohjen e elementit, atëherë ai mund të konsiderohet aktiv. Reaktive duket kështu:
1. Kur kondensatori furnizohet me një tension të alternuar, së bashku me një rritje në U, rritet edhe ngarkesa e kondensatorit.
2.Në momentin që tensioni fillon të bjerë (periudha e tremujorit të dytë në sinusoid), tensioni në kondensator rezulton të jetë më i lartë se ai i burimit. Dhe për këtë arsye, kondensatori fillon të shkarkohet, duke i dhënë energji qarkut të energjisë (rryma rrjedh në drejtim të kundërt).
3. Në dy tremujorët e ardhshëm situata përsëritet plotësisht, pastaj vetëm tensioni kthehet mbrapsht.
Për shkak të faktit se vetë kondensatori nuk kryen punë, voltazhi i marrë arrin vlerën e tij maksimale të amplitudës (d.m.th., √2 = 1.414 herë më shumë se rryma 220V, ose 220 · 1.414 = 311V).
Kur punoni me elementë induktivë (mbështjellje, transformator, motor elektrik, etj.), situata është e njëjtë. Grafiku i performancës mund të shihet në imazhin më poshtë.
Oriz. 2. Grafikët e treguesve
Për shkak të faktit se pajisjet moderne shtëpiake përbëhen nga shumë elementë të ndryshëm me dhe pa efekt të fuqisë "reaktive", rryma reaktive, që rrjedh në drejtim të kundërt, bën një punë shumë reale të ngrohjes së elementeve aktive. Kështu, fuqia reaktive e qarkut shprehet në thelb në humbje të rastësishme dhe rritje të tensionit.
Është shumë e vështirë të ndash një tregues të fuqisë nga një tjetër gjatë llogaritjes. Një sistem matës me cilësi të lartë dhe efikas është i shtrenjtë, gjë që, në fakt, çoi në refuzimin e matjes së vëllimit të konsumit të rrymës reaktive në jetën e përditshme.
Në objektet e mëdha tregtare, përkundrazi, vëllimi i konsumit të energjisë reaktive është shumë më i lartë (për shkak të bollëkut të pajisjeve të energjisë të furnizuara me motorë elektrikë të fuqishëm, transformatorë dhe elementë të tjerë që gjenerojnë rrymë reaktive), prandaj, për ta futet matje e veçantë. .
Sa konsiderohet energjia elektrike aktive dhe reaktive
Shumica e prodhuesve të matësve të energjisë elektrike për ndërmarrjet zbatojnë një algoritëm të thjeshtë.
Q = (S 2 - P 2) 1/2
Këtu, fuqia aktive P zbritet nga fuqia totale S (në një formë të lehtë për t'u kuptuar).
Kështu, prodhuesi nuk duhet të organizojë kontabilitet krejtësisht të veçantë.
Çfarë është cosϕ (kosinus phi)
Për shprehjen numerike të raportit të fuqisë aktive dhe reaktive, përdoret një koeficient i veçantë - kosinus phi.
Ajo llogaritet me formulë.
cosϕ = P akt / P i plotë
Ku fuqia e dukshme është shuma e aktiveve dhe reaktive.
I njëjti faktor tregohet në pllakën e emrit të veglave elektrike të pajisura me motorë. Në këtë rast, cosϕ përdoret për të vlerësuar konsumin maksimal të energjisë. Për shembull, fuqia e vlerësuar e pajisjes është 600 W, dhe cosϕ = 0,7 (mesatarja për shumicën dërrmuese të veglave elektrike), atëherë fuqia maksimale e kërkuar për të ndezur motorin elektrik do të konsiderohet si Pnom / cosϕ, = 600 W / 0,7 = 857 VA (fuqia reaktive shprehet në volt-amper).
Aplikimi i kompensuesve të fuqisë reaktive
Për të stimuluar konsumatorët që të operojnë rrjetin pa ngarkesë reaktive, furnizuesit e energjisë elektrike vendosin një tarifë shtesë të paguar për fuqinë reaktive, por ato tarifohen vetëm nëse konsumi mesatar mujor tejkalon një koeficient të caktuar, për shembull, nëse raporti i fuqisë së plotë dhe asaj aktive. është më shumë se 0.9, fatura për fuqinë reaktive nuk është e ekspozuar.
Për të ulur kostot, ndërmarrjet instalojnë pajisje speciale - kompensues. Ato mund të jenë të dy llojeve (në përputhje me parimin e funksionimit):
- Kapacitive;
- Induktive.
Karakteristikat e fuqisë së një instalimi ose rrjeti janë thelbësore për shumicën e pajisjeve elektrike të njohura. Fuqia aktive (e transmetuar, e konsumuar) karakterizon pjesën e fuqisë totale që transmetohet gjatë një periudhe të caktuar të frekuencës së rrymës alternative.
Përkufizimi
Fuqia aktive dhe reaktive mund të jetë vetëm me rrymë alternative, pasi karakteristikat e rrjetit (rryma dhe tensioni) për rrymën direkte janë gjithmonë të barabarta. Njësia matëse për fuqinë aktive është Watt, ndërsa fuqia reaktive është voltamperi reaktive dhe kiloVAR (kVAR). Duhet të theksohet se si karakteristikat totale ashtu edhe ato aktive mund të maten në kW dhe kVA, kjo varet nga parametrat e një pajisjeje dhe rrjeti të veçantë. Në qarqet industriale, më së shpeshti matet në kilovat.
Inxhinieria elektrike përdor një komponent aktiv si matje të transmetimit të energjisë nga pajisjet elektrike individuale. Konsideroni se sa fuqi përdorin disa prej tyre:
Bazuar në sa më sipër, fuqia aktive është një karakteristikë pozitive e një qarku elektrik specifik, i cili është një nga parametrat kryesorë për zgjedhjen e pajisjeve elektrike dhe kontrollin e konsumit të energjisë elektrike.
Emërtimi i komponentit reaktiv:
Kjo është një vlerë nominale që karakterizon ngarkesat në pajisjet elektrike duke përdorur lëkundjet dhe humbjet EMI gjatë funksionimit të pajisjes. Me fjalë të tjera, energjia e transmetuar transferohet në një konvertues të caktuar reaktiv (ky është një kondensator, urë diodike, etj.) dhe shfaqet vetëm nëse sistemi përfshin këtë komponent.
Pagesa
Për të zbuluar treguesin e fuqisë aktive, duhet të dini fuqinë totale, për ta llogaritur atë, përdoret formula e mëposhtme:
S = U \ I, ku U është voltazhi i rrjetit dhe I është rryma e rrjetit.
E njëjta llogaritje kryhet kur llogaritet niveli i transferimit të energjisë së spirales kur lidhet në mënyrë simetrike. Diagrami duket si ky:
Llogaritja e fuqisë aktive merr parasysh këndin e fazës ose faktorin (cos φ), më pas:
S = U * I * cos φ.
Një faktor shumë i rëndësishëm është se kjo sasi elektrike mund të jetë pozitive ose negative. Varet nga karakteristikat që ka cos φ. Nëse këndi fazor i një rryme sinusoidale është në intervalin nga 0 në 90 gradë, atëherë fuqia aktive është pozitive, nëse nga 0 në -90, atëherë është negative. Rregulli është i vlefshëm vetëm për rrymën sinkrone (sinusoidale) (përdoret për funksionimin e një motori asinkron, veglat e makinerisë).
Gjithashtu, një nga tiparet karakteristike të kësaj karakteristike është se në një qark trefazor (për shembull, një transformator ose një gjenerator), treguesi aktiv gjenerohet plotësisht në dalje.
Fuqia maksimale dhe aktive caktohet P, fuqia reaktive - Q.
Për shkak të faktit se reaktivi përcaktohet nga lëvizja dhe energjia e fushës magnetike, formula e tij (duke marrë parasysh këndin e fazës) ka formën e mëposhtme:
Q L = U L I = I 2 x L
Për rrymat jo sinusoidale, është shumë e vështirë të zgjidhen parametrat standardë të rrjetit. Pajisjet e ndryshme matëse përdoren për të përcaktuar karakteristikat e nevojshme për llogaritjen e fuqisë aktive dhe reaktive. Ky është një voltmetër, ampermetër dhe të tjerët. Bazuar në nivelin e ngarkesës, zgjidhet formula e kërkuar.
Për shkak të faktit se karakteristikat reaktive dhe aktive janë të lidhura me fuqinë totale, raporti (balanca) e tyre është si më poshtë:
S = √P 2 + Q 2 dhe të gjitha janë të barabarta U * I.
Por nëse rryma rrjedh drejtpërdrejt nëpër reaktancë. Atëherë nuk ka humbje në rrjet. Kjo përcakton komponentin induktiv induktiv - C dhe rezistencën - L. Këta tregues llogariten me formulat:
Rezistenca e induktivitetit: x L = ωL = 2πfL,
Rezistenca e kapacitetit: xc = 1 / (ωC) = 1 / (2πfC).
Një koeficient i veçantë përdoret për të përcaktuar raportin e fuqisë aktive dhe reaktive. Ky është një parametër shumë i rëndësishëm me anë të të cilit mund të përcaktoni se sa nga energjia përdoret për qëllime të tjera ose "shkatërrohet" gjatë funksionimit të pajisjes.
Nëse ka një komponent aktiv reaktiv në rrjet, faktori i fuqisë duhet të llogaritet. Kjo vlerë nuk ka njësi matëse, karakterizon një konsumator specifik aktual nëse sistemi elektrik përmban elementë reaktivë. Me ndihmën e këtij treguesi, bëhet e qartë se në cilin drejtim dhe si lëviz energjia në lidhje me tensionin e rrjetit. Për ta bërë këtë, ju duhet një diagram trekëndëshi i tensionit:
Për shembull, në prani të një kondensatori, formula e koeficientit është si më poshtë:
cos φ = r / z = P / S
Për të marrë rezultatet më të sakta, rekomandohet të mos rrumbullakosni të dhënat e marra.
Kompensimi
Duke marrë parasysh që në rezonancën e rrymave, fuqia reaktive është 0:
Q = QL - QC = ULI - UCI
Për të përmirësuar cilësinë e një pajisjeje të caktuar, përdoren pajisje speciale për të minimizuar ndikimin e humbjeve në rrjet. Në veçanti, është një UPS. Kjo pajisje nuk ka nevojë për konsumatorë elektrikë me bateri të integruar (për shembull, laptopë ose pajisje portative), por për shumicën e pjesës tjetër, është e nevojshme një furnizim i pandërprerë me energji elektrike.
Kur instaloni një burim të tillë, jo vetëm që mund të përcaktoni pasojat negative të humbjeve, por edhe të zvogëloni koston e pagesës së energjisë elektrike. Ekspertët kanë vërtetuar se, mesatarisht, një UPS do t'ju ndihmojë të kurseni 20% deri në 50%. Pse po ndodh kjo:
Në disa raste, specialistët nuk përdorin UPS të plota, por kondensatorë të veçantë kompensues. Ato janë të përshtatshme për përdorim shtëpiak dhe janë në dispozicion dhe shiten në çdo dyqan të furnizimit me energji elektrike. Të gjitha formulat e mësipërme mund të përdoren për të llogaritur kursimet e planifikuara dhe të realizuara.
Nga letra e klientit:
Më thuaj, për hir të Zotit, pse fuqia e UPS-së tregohet në Volt-Amper, dhe jo në kilovatët e zakonshëm. Kjo është shumë e bezdisshme. Në fund të fundit, të gjithë janë mësuar prej kohësh me kilovat. Dhe fuqia e të gjitha pajisjeve tregohet kryesisht në kW.
Aleksej. 21 qershor 2007
Karakteristikat teknike të çdo UPS tregojnë fuqinë e dukshme [kVA] dhe fuqinë aktive [kW] - ato karakterizojnë kapacitetin e ngarkesës së UPS-së. Shembull, shikoni fotot më poshtë:
 |
Fuqia e jo të gjitha pajisjeve tregohet në vat, për shembull:
- Fuqia e transformatorëve tregohet në VA:
http://www.mstator.ru/products/sonstige/powertransf (transformatorët TP: shih shtojcën)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformatorët TSGL: shih shtojcën) - Fuqia e kondensatorit tregohet në Vary:
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondensatorët K78-39: shih shtojcën)
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (kondensatorët në MB: shih shtojcën) - Shembuj të ngarkesave të tjera - shihni bashkëngjitjet më poshtë.
Karakteristikat e fuqisë së ngarkesës mund të vendosen saktësisht me një parametër të vetëm (fuqia aktive në W) vetëm për rastin e rrymës direkte, pasi ekziston vetëm një lloj rezistence në qarkun e rrymës së vazhduar - rezistenca aktive.
Karakteristikat e fuqisë së ngarkesës për rastin e rrymës alternative nuk mund të vendosen me saktësi me një parametër të vetëm, pasi ekzistojnë dy lloje të ndryshme të rezistencës në qarkun e rrymës alternative - aktive dhe reaktive. Prandaj, vetëm dy parametra: fuqia aktive dhe fuqia reaktive karakterizojnë me saktësi ngarkesën.
Parimi i funksionimit të rezistencave aktive dhe reaktive është krejtësisht i ndryshëm. Rezistenca aktive - konverton në mënyrë të pakthyeshme energjinë elektrike në lloje të tjera të energjisë (nxehtësia, drita, etj.) - shembuj: llambë inkandeshente, ngrohës elektrik (paragrafi 39, Klasa e fizikës 11 V.A.Kasyanov M .: Drofa, 2007).
Rezistenca reaktive - akumulon në mënyrë alternative energjinë dhe më pas e kthen atë në rrjet - shembuj: kondensator, induktor (paragrafi 40,41, Klasa e fizikës 11 V.A.Kasyanov M .: Drofa, 2007).
Më tej në çdo libër shkollor për inxhinierinë elektrike, mund të lexoni se fuqia aktive (e shpërndarë nga një rezistencë aktive) matet në vat, dhe fuqia reaktive (që qarkullon përmes një reaktance) matet në vars; Gjithashtu, për të karakterizuar fuqinë e ngarkesës, përdoren edhe dy parametra: fuqia totale dhe faktori i fuqisë. Të gjithë këta 4 parametra:
- Fuqia aktive: emërtimi P, njësi: vat
- Fuqia reaktive: emërtimi P, njësi: Var(Volt Amper reaktive)
- Fuqia e dukshme: emërtimi S, njësi: VA(Volt Amper)
- Faktori i fuqisë: emërtimi k ose cosФ, njësia matëse: sasi pa dimension
Këta parametra lidhen me raportet: S * S = P * P + Q * Q, cosФ = k = P / S
Gjithashtu cosФ quhet faktori i fuqisë ( Faktori i fuqisë – PF)
Prandaj, në inxhinierinë elektrike, çdo dy prej këtyre parametrave vendosen për karakteristikën e fuqisë, pasi pjesa tjetër mund të gjendet nga këto dy.
Për shembull, motorët elektrikë, llambat (shkarkimi) - në ato. të dhënat e treguara P [kW] dhe cosF:
http://www.mez.by/dvigatel/air_table2.shtml (Motorët AIR: shih shtojcën)
http://www.mscom.ru/katalog.php?num=38 (llambat DRL: shih shtojcën)
(për shembuj të të dhënave teknike për ngarkesa të ndryshme shih aneksin më poshtë)
Është e njëjta gjë me furnizimin me energji elektrike. Fuqia e tyre (kapaciteti i ngarkesës) karakterizohet nga një parametër për furnizimin me energji DC - fuqia aktive (W) dhe dy parametra për burimin. Furnizimi me energji AC. Zakonisht këta dy parametra janë fuqia e dukshme (VA) dhe aktive (W). Shihni për shembull parametrat e grupit të gjeneratorit dhe UPS-së.
Shumica e pajisjeve të zyrës dhe shtëpiake janë aktive (pa ose pak reaktancë), kështu që fuqia e tyre tregohet në vat. Në këtë rast, gjatë llogaritjes së ngarkesës, përdoret vlera e fuqisë së UPS-së. Nëse ngarkesa janë kompjuterë me furnizim me energji (PSU) pa korrigjim të faktorit të fuqisë hyrëse (APFC), një printer lazer, frigorifer, kondicioner, motor elektrik (për shembull, një pompë zhytëse ose një motor në një vegël makine), llamba fluoreshente çakëlli , etj. - të gjitha rezultatet përdoren në llogaritje. ... Të dhënat e UPS-së: kVA, kW, karakteristikat e mbingarkesës etj.
Shihni mësimet e inxhinierisë elektrike, për shembull:
1. Evdokimov FE Bazat teorike të inxhinierisë elektrike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2004.
2. Nemtsov MV Inxhinieri elektrike dhe elektronike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2007.
3. Fretedov LA Inxhinieri elektrike. - M .: Shkolla e lartë, 1989.
Shih gjithashtu fuqinë AC, Faktorin e fuqisë, Rezistencën elektrike, Reaktancën http://en.wikipedia.org
(përkthim: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)
Aplikacion
Shembulli 1: fuqia e transformatorëve dhe autotransformatorëve tregohet në VA (Volt Amper)
http://metz.by/download_files/catalog/transform/tsgl__tszgl__tszglf.pdf (transformatorët TSGL)
| Autotransformatorë njëfazor |
|
||
| TDGC2-0,5 kVa, 2A | AOSN-2-220-82 | ||
| TDGC2-1.0 kVa, 4A | Më vonë 1.25 | AOSN-4-220-82 | |
| TDGC2-2.0 kVa, 8A | Fundi 2.5 | AOSN-8-220-82 | |
| TDGC2-3.0 kVa, 12A | |||
| TDGC2-4.0 kVa, 16A | |||
| TDGC2-5.0 kVa, 20A | AOSN-20-220 | ||
| TDGC2-7.0 kVa, 28A | |||
| TDGC2-10 kVa, 40A | AOMN-40-220 | ||
| TDGC2-15 kVa, 60A | |||
| TDGC2-20 kVa, 80A | |||
http://www.gstransformers.com/products/voltage-regulators.html (Autotransformatorët laboratorikë LATR / TDGC2)
Shembulli 2: fuqia e kondensatorëve tregohet në Varas (Volts Amper reaktive)
 |
http://www.elcod.spb.ru/catalog/k78-39.pdf (kondensatorët K78-39)
 |
http://www.kvar.su/produkciya/25-nizkogo-napraygeniya-vbi (kondensatorë në MB)
Shembulli 3: të dhënat teknike të motorëve elektrikë përmbajnë fuqinë aktive (kW) dhe cosF
Për ngarkesa të tilla si motorët elektrikë, llambat (shkarkimi), furnizimet me energji kompjuterike, ngarkesat e kombinuara, etj. - të dhënat teknike tregojnë P [kW] dhe cosF (fuqia aktive dhe faktori i fuqisë) ose S [kVA] dhe cosF (fuqia e dukshme dhe fuqia e faktorit të fuqisë).
http://www.weiku.com/products/10359463/Stainless_Steel_cutting_machine.html
(Ngarkesë e kombinuar - makinë prerëse plazma çeliku / Prerës me inverter plazma LGK160 (IGBT)
http://www.silverstonetek.com.tw/product.php?pid=365&area=en (Furnizimi me energji për PC)
Shtojca 1
Nëse ngarkesa ka një faktor të lartë fuqie (0.8 ... 1.0), atëherë vetitë e saj i afrohen ngarkesës aktive. Një ngarkesë e tillë është ideale si për linjën e rrjetit ashtu edhe për burimet e energjisë, pasi nuk gjeneron rryma dhe fuqi reaktive në sistem.
Prandaj, në shumë vende janë miratuar standarde që rregullojnë faktorin e fuqisë së pajisjeve.
Shtojca 2
Pajisjet me një ngarkesë (për shembull, njësia e furnizimit me energji PC) dhe të kombinuara me shumë komponentë (për shembull, një makinë bluarje industriale me disa motorë, PC, ndriçim, etj.) kanë faktorë të ulët të fuqisë (më pak se 0,8) të njësive të brendshme ( për shembull, një ndreqës i furnizimit me energji të PC ose një motor elektrik ka faktor fuqie 0,6 ... 0,8). Prandaj, në ditët e sotme shumica e pajisjeve kanë një bllok hyrës të korrigjuesit të faktorit të fuqisë. Në këtë rast, faktori i fuqisë hyrëse është 0.9 ... 1.0, i cili përputhet me standardet rregullatore.
Shtojca 3. Njoftim i rëndësishëm në lidhje me faktorin e fuqisë së UPS-ve dhe rregullatorëve të tensionit
Kapaciteti i ngarkesës së UPS dhe DGS është normalizuar në një ngarkesë standarde industriale (faktori i fuqisë 0.8 me karakter induktiv). Për shembull UPS 100 kVA / 80 kW. Kjo do të thotë që pajisja mund të furnizojë një ngarkesë rezistente me një fuqi maksimale 80 kW, ose një ngarkesë të përzier (reaktive-reaktive) me një fuqi maksimale 100 kVA me një faktor fuqie induktive 0.8.
Në stabilizuesit e tensionit, situata është e ndryshme. Për stabilizuesin, faktori i fuqisë së ngarkesës është i parëndësishëm. Për shembull, një stabilizues i tensionit 100 kVA. Kjo do të thotë që pajisja mund të furnizojë një ngarkesë rezistente me fuqi maksimale 100 kW, ose çdo tjetër (thjesht aktive, thjesht reaktive, e përzier) me fuqi 100 kVA ose 100 kvar me çdo faktor fuqie kapacitiv ose induktiv. Vini re se kjo është e vërtetë për ngarkesat lineare (pa harmonikë të rrymës më të lartë). Me shtrembërime të mëdha harmonike të rrymës së ngarkesës (THD e lartë), fuqia dalëse e stabilizatorit zvogëlohet.
Shtojca 4
Shembuj ilustrues të ngarkesave të pastra aktive dhe të pastra reaktive:
- Një llambë inkandeshente prej 100 W është e lidhur me një rrymë alternative 220 VAC - ka një rrymë përcjellëse kudo në qark (përmes përçuesve të telave dhe qimeve të tungstenit të llambës). Karakteristikat e ngarkesës (llambës): fuqia S = P ~ = 100 VA = 100 W, PF = 1 => e gjithë fuqia elektrike është aktive, që do të thotë se përthithet plotësisht në llambë dhe kthehet në fuqi të nxehtësisë dhe dritës.
- Një kondensator jopolar prej 7 μF është i lidhur me rrjetin AC 220 VAC - ka një rrymë përcjellëse në qarkun e telit, një rrymë paragjykimi rrjedh brenda kondensatorit (përmes dielektrikut). Karakteristikat e ngarkesës (kondensatorit): fuqia S = Q ~ = 100 VA = 100 VAR, PF = 0 => e gjithë fuqia elektrike është reaktive, që do të thotë se qarkullon vazhdimisht nga burimi në ngarkesë dhe mbrapa, përsëri në ngarkesë, etj. .
Shtojca 5
Për të treguar reaktancën mbizotëruese (induktiv ose kapacitiv), shenja i caktohet faktorit të fuqisë:
+ (plus)- nëse reaktansa totale është induktive (shembull: PF = + 0,5). Faza aktuale mbetet pas fazës së tensionit me një kënd F.
- (minus)- nëse reaksioni total është kapacitiv (shembull: PF = -0,5). Faza aktuale është përpara fazës së tensionit me një kënd F.
Shtojca 6
Pyetje shtesë
Pyetja 1:
Pse numrat / sasitë imagjinare (për shembull, fuqia reaktive, reaktanca, etj.), të cilat nuk ekzistojnë në realitet, përdoren në të gjitha tekstet e inxhinierisë elektrike gjatë llogaritjes së qarqeve AC?
Përgjigje:
Po, të gjitha sasitë individuale në botën përreth janë reale. Përfshirë temperaturën, reaktancën, etj. Përdorimi i numrave imagjinarë (kompleksë) është vetëm një truk matematikor që i bën llogaritjet më të lehta. Si rezultat i llogaritjes, merret një numër domosdoshmërisht real. Shembull: fuqia reaktive e ngarkesës (kondensatorit) 20 kVAr është rrjedha reale e energjisë, domethënë vat reale që qarkullojnë në qarkun burim-ngarkesë. Por për të dalluar këto Watts nga Watts të absorbuara në mënyrë të pakthyeshme nga ngarkesa, këto "Watt qarkulluese" u vendosën të quheshin Volt reaktive · Amper.
Koment:
Më parë, vetëm sasitë e vetme përdoreshin në fizikë, dhe në llogaritje të gjitha sasitë matematikore korrespondonin me sasitë reale të botës përreth. Për shembull, distanca është e barabartë me shpejtësinë herë kohën (S = v * t). Më pas, me zhvillimin e fizikës, domethënë me studimin e objekteve më komplekse (drita, valët, rryma elektrike alternative, atomi, hapësira, etj.) u shfaq një numër aq i madh i sasive fizike saqë u bë e pamundur të llogaritet secila veç e veç. . Ky nuk është vetëm një problem i llogaritjes manuale, por edhe një problem i përpilimit të programeve kompjuterike. Për të zgjidhur këtë problem, sasitë e afërta të vetme filluan të kombinohen në ato më komplekse (duke përfshirë 2 ose më shumë sasi të vetme), duke iu bindur ligjeve të transformimit të njohura në matematikë. Kështu u shfaqën sasitë skalare (të vetme) (temperatura, etj.), dyfishimi i vektorit dhe kompleksit (rezistenca, etj.), trefishi i vektorit (vektori i fushës magnetike, etj.), dhe sasitë më komplekse - matricat dhe tensorët (tensori konstant dielektrik. , tensori Ricci, etj.). Për të thjeshtuar llogaritjet në inxhinierinë elektrike, përdoren vlerat e mëposhtme imagjinare (komplekse) të dyfishta:
- Impedanca (rezistenca) Z = R + iX
- Fuqia e dukshme S = P + iQ
- Konstanta dielektrike e = e "+ dmth"
- Përshkueshmëria magnetike m = m "+ im"
- dhe etj.
Pyetja 2:
Faqja http://en.wikipedia.org/wiki/Ac_power tregon S P Q Ф në një kompleks, domethënë një plan imagjinar / joekzistent. Çfarë lidhje kanë të gjitha këto me realitetin?
 |
Përgjigje:
Është e vështirë të kryhen llogaritjet me sinusoidë realë, prandaj, për të thjeshtuar llogaritjet, përdoret një paraqitje vektoriale (komplekse) si në Fig. sipër. Por kjo nuk do të thotë se S P Q e paraqitur në figurë nuk kanë asnjë lidhje me realitetin. Vlerat reale S P Q mund të përfaqësohen në formën e zakonshme, bazuar në matjet e sinjaleve sinusoidale me një oshiloskop. Vlerat e S P Q Ф I U në qarkun e rrymës alternative "burim-ngarkesa" varen nga ngarkesa. Më poshtë është një shembull i sinjaleve reale sinusoidale S P Q dhe Ф për rastin e një ngarkese të përbërë nga rezistenca aktive dhe reaktive (induktive) të lidhura në seri.
 |
Pyetja 3:
Me kapëset e zakonshme të rrymës dhe një multimetër, rryma e ngarkesës është 10 A, dhe voltazhi në ngarkesë është 225 V. Ne shumëzojmë dhe marrim fuqinë e ngarkesës në W: 10 A 225 V = 2250 W.
Përgjigje:
Ju keni marrë (llogaritur) fuqinë totale të ngarkesës prej 2250 VA. Prandaj, përgjigja juaj do të jetë e vërtetë vetëm nëse ngarkesa juaj është thjesht aktive, atëherë vërtet Volt · Ampere është e barabartë me Watt. Për të gjitha llojet e tjera të ngarkesave (për shembull, një motor elektrik) - nr. Për të matur të gjitha karakteristikat e çdo ngarkese arbitrare, duhet të përdorni një analizues rrjeti, për shembull APPA137:
 |
Shih literaturën shtesë, për shembull:
Evdokimov F.E. Bazat teorike të Inxhinierisë Elektrike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2004.
Nemtsov M.V. Inxhinieri elektrike dhe elektronike. - M .: Qendra Botuese "Akademia", 2007.
Fretedov L.A. Inxhinieri elektrike. - M .: Shkolla e lartë, 1989.
Fuqia AC, Faktori i fuqisë, Rezistenca elektrike, Reaktansa
http://en.wikipedia.org (përkthim: http://electron287.narod.ru/pages/page1.html)
Teoria dhe llogaritja e transformatorëve me fuqi të ulët Yu.N. Starodubtsev / RadioSoft Moscow 2005 / rev d25d5r4feb2013
Në të njëjtën kohë, dallohen dy tregues që pasqyrojnë kostot e fuqisë së plotë gjatë shërbimit të konsumatorit. Këta tregues quhen energji aktive dhe reaktive. Fuqia e dukshme është shuma e të dyjave. Ne do të përpiqemi t'ju tregojmë në këtë artikull se çfarë është energjia elektrike aktive dhe reaktive dhe si të kontrolloni shumën e pagesave të grumbulluara.
Fuqi e plote
Sipas praktikës së vendosur, konsumatorët paguajnë jo për kapacitetin e dobishëm, i cili përdoret drejtpërdrejt në fermë, por për atë të plotë, që lëshohet nga furnizuesi. Këta tregues dallohen nga njësitë e matjes - fuqia e dukshme matet në volt-amper (VA), dhe fuqia e dobishme matet në kilovat. Energjia elektrike aktive dhe reaktive përdoret nga të gjitha pajisjet elektrike që furnizohen nga rrjeti.
Energjia elektrike aktive
Komponenti aktiv i fuqisë totale bën punë të dobishme dhe shndërrohet në ato lloje të energjisë që i nevojiten konsumatorit. Për disa pajisje elektrike shtëpiake dhe industriale në llogaritjet, fuqia aktive dhe e dukshme janë të njëjta. Ndër pajisjet e tilla janë sobat elektrike, llambat inkandeshente, furrat elektrike, ngrohësit, hekurat dhe më shumë.
Nëse në pasaportë tregohet një fuqi aktive prej 1 kW, atëherë fuqia totale e një pajisjeje të tillë do të jetë 1 kVA.
Koncepti i energjisë elektrike reaktive
Ky lloj energjie elektrike është i natyrshëm në qarqet që përmbajnë elementë reaktivë. Energjia elektrike reaktive është pjesa e fuqisë totale të furnizuar që nuk konsumohet për punë të dobishme.
Në qarqet e rrymës së drejtpërdrejtë, koncepti i fuqisë reaktive mungon. Në qarqe, komponenti reaktiv ndodh vetëm kur ka një ngarkesë induktive ose kapacitore. Në këtë rast, ekziston një mospërputhje midis fazës aktuale dhe fazës së tensionit. Ky zhvendosje fazore ndërmjet tensionit dhe rrymës shënohet me simbolin "φ".
Me një ngarkesë induktive, vërehet një vonesë fazore në qark, me një ngarkesë kapacitore - plumbi i saj. Prandaj, vetëm një pjesë e fuqisë totale i vjen konsumatorit, dhe humbjet kryesore ndodhin për shkak të ngrohjes së padobishme të pajisjeve dhe pajisjeve gjatë funksionimit.
Humbjet e fuqisë ndodhin për shkak të pranisë së mbështjellësve dhe kondensatorëve induktivë në pajisjet elektrike. Për shkak të tyre, energjia elektrike grumbullohet në qark për disa kohë. Pas kësaj, energjia e ruajtur kthehet në qark. Pajisjet që përfshijnë një komponent reaktiv të energjisë elektrike përfshijnë vegla portative elektrike, motorë elektrikë dhe pajisje të ndryshme shtëpiake. Kjo vlerë llogaritet duke marrë parasysh një faktor të veçantë fuqie, i cili quhet cos φ.
Llogaritja e energjisë elektrike reaktive
Faktori i fuqisë varion nga 0,5 në 0,9; Vlera e saktë e këtij parametri mund të gjendet në pasaportën e pajisjes elektrike. Fuqia e dukshme duhet të përcaktohet si koeficient i fuqisë aktive pjesëtuar me faktorin.
Për shembull, nëse një fuqi prej 600 W dhe një vlerë prej 0,6 tregohet në pasaportën e një stërvitje elektrike, atëherë fuqia totale e konsumuar nga pajisja do të jetë 600/06, domethënë 1000 VA. Në mungesë të pasaportave për llogaritjen e fuqisë totale të pajisjes, koeficienti mund të merret i barabartë me 0.7.
Meqenëse një nga detyrat kryesore të sistemeve ekzistuese të furnizimit me energji elektrike është shpërndarja e energjisë së dobishme tek konsumatori fundor, humbjet e fuqisë reaktive konsiderohen si një faktor negativ dhe një rritje në këtë tregues hedh dyshime mbi efikasitetin e qarkut elektrik në tërësi. . Bilanci i fuqisë aktive dhe reaktive në një qark mund të vizualizohet në formën e kësaj fotografie qesharake:
Vlera e koeficientit kur merren parasysh humbjet
Sa më e lartë të jetë vlera e faktorit të fuqisë, aq më pak do të jenë humbjet e energjisë elektrike aktive - që do të thotë se konsumatori fundor energjia elektrike e konsumuar do t'i kushtojë pak më pak. Për të rritur vlerën e këtij koeficienti, inxhinieria elektrike përdor teknika të ndryshme për të kompensuar humbjet e papërshtatshme të energjisë elektrike. Pajisjet kompensuese janë gjeneratorë të avancuar të rrymës që zbutin këndin e fazës midis rrymës dhe tensionit. Bankat kondensatorë përdoren ndonjëherë për të njëjtin qëllim. Ato lidhen paralelisht me qarkun e punës dhe përdoren si kompensues sinkron.
Llogaritja e kostos së energjisë elektrike për klientët privatë
Për përdorim individual, energjia elektrike aktive dhe reaktive nuk është e ndarë në llogari - për sa i përket konsumit, pjesa e energjisë reaktive është e vogël. Prandaj, klientët privatë me konsum deri në 63 A paguajnë një faturë, në të cilën e gjithë energjia elektrike e konsumuar konsiderohet aktive. Humbjet shtesë në qark për energjinë elektrike reaktive nuk ndahen ose paguhen veçmas.
Matjet e energjisë elektrike reaktive për ndërmarrjet
Ndërmarrjet dhe organizatat janë një çështje tjetër. Një numër i madh i pajisjeve elektrike janë instaluar në objektet e prodhimit dhe punëtoritë industriale, dhe në totalin e energjisë elektrike hyrëse ka një pjesë të konsiderueshme të energjisë reaktive, e cila është e nevojshme për funksionimin e furnizimit me energji elektrike dhe motorëve elektrikë. Energjia elektrike aktive dhe reaktive e furnizuar ndërmarrjeve dhe organizatave ka nevojë për një ndarje të qartë dhe një mënyrë tjetër pagese për të. Në këtë rast, baza për rregullimin e marrëdhënieve ndërmjet furnizuesit të energjisë elektrike dhe konsumatorëve fundorë është një kontratë standarde. Sipas rregullave të përcaktuara në këtë dokument, organizatat që konsumojnë energji elektrike mbi 63 A kanë nevojë për një pajisje të veçantë që siguron lexime të energjisë reaktive për matje dhe pagesë.
Kompania e rrjetit instalon një matës reaktiv të energjisë elektrike dhe tarifon pagesën sipas leximeve të tij.
Raporti i energjisë reaktive
Siç u përmend më herët, energjia elektrike aktive dhe reaktive tregohen në linja të veçanta në fatura. Nëse raporti i vëllimeve të energjisë elektrike reaktive dhe të konsumuar nuk e kalon normën e vendosur, atëherë pagesa për energjinë reaktive nuk tarifohet. Koeficienti i raportit mund të shkruhet në mënyra të ndryshme, vlera mesatare e tij është 0.15. Nëse kjo vlerë pragu tejkalohet, ndërmarrja e konsumatorit rekomandohet të instalojë pajisje kompensuese.
Energjia reaktive në ndërtesat e banimit
Një konsumator tipik i energjisë elektrike është një ndërtesë apartamentesh me një siguresë kryesore, e cila konsumon më shumë se 63 A. Kështu, qiramarrësit e një pallati apartamentesh shohin në akruale pagesën vetëm për energjinë e plotë të furnizuar në shtëpi nga furnizuesi. I njëjti rregull vlen edhe për kooperativat e banesave.
Raste të veçanta të matjes së fuqisë reaktive
Ka raste kur ka edhe organizata tregtare dhe apartamente në një ndërtesë shumëkatëshe. Furnizimi me energji elektrike për shtëpi të tilla rregullohet me akte të veçanta. Për shembull, madhësia e zonës së shfrytëzueshme mund të shërbejë si ndarje. Nëse organizatat tregtare zënë më pak se gjysmën e sipërfaqes së shfrytëzueshme në një ndërtesë apartamentesh, atëherë pagesa për energjinë reaktive nuk tarifohet. Nëse përqindja e pragut është tejkaluar, atëherë lindin detyrime për të paguar energjinë elektrike reaktive.
Në disa raste, ndërtesat e banimit nuk përjashtohen nga pagesa për energjinë reaktive. Për shembull, nëse në shtëpi janë instaluar pikat e lidhjes së ashensorit për apartamente, tarifa për përdorimin e energjisë elektrike reaktive ndodh veçmas, vetëm për këtë pajisje. Pronarët e apartamenteve paguajnë ende vetëm për energjinë elektrike aktive.
Kuptimi i thelbit të energjisë aktive dhe reaktive bën të mundur llogaritjen e saktë të efektit ekonomik të instalimit të pajisjeve të ndryshme kompensimi që zvogëlojnë humbjet nga ngarkesa reaktive. Sipas statistikave, pajisje të tilla lejojnë rritjen e vlerës cos φ nga 0.6 në 0.97. Kështu, pajisjet kompensuese automatike ndihmojnë për të kursyer deri në një të tretën e energjisë elektrike që i ofrohet konsumatorit. Një reduktim i ndjeshëm i humbjeve të nxehtësisë rrit jetën e shërbimit të pajisjeve dhe mekanizmave në vendet e prodhimit dhe zvogëlon koston e produkteve të gatshme.
