Что такое реактивная мощность

Большинство потребителей электроэнергии представляют собой сложные электрические машины, в которых присутствуют как активные, так и реактивные элементы или сопротивления (конденсаторы, обмотки трансформаторов, двигателей, реактивные сопротивления проводов и кабелей). На этих сопротивлениях, при протекании переменного тока индуктируются реактивные электродвижущие силы (э.д.с.), которые вызывают сдвиг вектора тока по фазе относительно напряжения — реактивный ток. Все приборы и установки переменного тока, включающие электромагнитные устройства или зависящие от магнитносвязанных обмоток, используют реактивной ток для создания магнитного поля.

В электрической сети большая часть оборудования обладает индуктивными сопротивлениями, что влечет за собой отставание вектора тока от вектора напряжения по фазе. Такое отставание в индуктивных элементах обуславливает интервалы времени, в которых напряжение и ток имеют противоположные знаки: напряжение положительно, а ток отрицателен (и наоборот).

В эти моменты мощность подается обратно по сети в сторону генератора. В свою очередь, запасаемая в каждом индуктивном элементе электроэнергия, не рассеиваясь в активных элементах, распространяется по сети, но совершает колебательные движения — от нагрузки к генератору и обратно. Это реактивная мощность, которая необходима для создания магнитного поля.

artcle-10-1.png

Два вида мощности в электрических цепях переменного тока: активная и реактивная

В электрических цепях переменного тока присутствуют два вида мощности: активная и реактивная.

Активная мощность — полезная и расходуемая на совершение полезной работы.

Реактивная мощность — расходуемая на поддержание периодических изменений, которые вызваны переменным током:

  • поддержание магнитного поля при наличии в цепи индуктивности; 
  •  поддержание заряда конденсаторов при наличии конденсаторов и проводов.

Мощность любой электрической системы можно представить как векторную сумму всех мощностей.

На рисунке видно, что угол между активной и полной мощностью (и его косинус, cos φ) имеет зависимость от соотношения активной и реактивной мощности системы.

artcle-10-2.png

Фактор cos φ (коэффициент мощности) — отношение активной и полной мощности. В случае синусоидального тока коэффициент мощности равен косинусу угла фазового сдвига между вектором напряжения и тока.

Для выработки активной и реактивной мощности требуется задействовать мощности генераторов. Реактивная и активная мощности вызывают потери энергии в системах передачи и распределениях из-за нагрева проводников.

Наличие высокой доли реактивной мощности в электросети вызывает следующие проблемы:

  • необходимость повышения мощности силовых трансформаторов, увеличение сечений передающих кабельных линий;
  • возрастание потери мощности в трансформаторах и линиях передач;
  • увеличение количества падений напряжения в электросети;
  • увеличение платы за электроэнергию.

Для снижения нагрузок на электросеть применяются установки компенсации реактивной мощности, фактически являющейся местной генерацией емкостной реактивной энергии.

Какими преимуществами обладают системы с КРМ? Подробнее...

Какие виды систем компенсации реактивной мощности бывают? Подробнее...

Есть необходимость в разработке собственного решения?

Отправьте нам первичную информацию по проекту: сфера деятельности компании, возможные проблемы управления электроэнергией и др. Мы проведем измерения и анализ параметров сети и по результатам составим предложение по внедрению как готовых, так и индивидуальных решений улучшения качества мощности.