Энергосистема состоит из множества элементов: генераторов, трансформаторов, ЛЭП, электродвигателей и прочих электроустановок. По сути, это огромный колебательный контур.
Различного рода обмотки электрических машин составляют множество индуктивных элементов - ведь это всё катушки. Линии электропередач - это ёмкости. Они обладают большой протяжённостью, обкладками этих "конденсаторов" служат фазные провода и земля, а диэлектриком для накопления заряда - воздух или изоляция кабеля.
Емкостные и индуктивные элементы электрической сети называют реактивными. Реактивные элементы характерны тем, что заряжаются и разряжаются друг на друга и активную нагрузку в течение каждого периода промышленной частоты.
При выработке электроэнергии генератором, происходит вращение ротора внутри статора. Вращение обмоток по кругу и определяет то, что напряжение и ток в энергосистеме изменяются по гармоническому закону и имеют форму синусоиды.
Начало движения ротора принято совмещать с началом координат для простоты. В этот момент происходит зарядка емкостей и намагничивание катушек индуктивности. Преобладание емкости или индуктивности в энергосистеме определяет в какую сторону потечёт ток в начале периода.
На приведенной осциллограмме преобладают индуктивные элементы и в начале периода ток имеет отрицательное значение.
Через определённое время катушки насытятся, значение тока перейдёт через ноль, поменяет направление и станет положительным. За это время ротор генератора повернётся на угол ф. Это угол между векторами напряжения и тока, на векторной диаграмме.
Если в сети будут присутствовать чисто активные элементы, такие как лампы накаливания или электрические нагреватели, то насыщаться будет нечему и угол ф будет равен нулю. Ток и напряжение будут возрастать и уменьшаться одновременно. Энергетики говорят, что они "совпадают по фазе"
Разность между направлениями увеличения напряжения и тока или отставание вектора тока от вектора напряжения и определяет то, что в энергосистеме появляется еще одна составляющая мощности - реактивная.
Смещение вектора тока вызывает пропорциональное смещение вектора полной мощности S. Этот вектор начинает раскладываться на две составляющие: активную мощность Р и реактивную мощность Q.
Реактивная мощность - та часть электроэнергии, которая расходуется на зарядку и перезарядку реактивных элементов: индуктивностей и ёмкостей.
Какая есть необходимость в реактивной мощности, как она учитывается и есть ли от неё вред, я напишу в следующей статье.
..............................................
Если вам было интересно, жмите палец вверх!
Подпишитесь на канал и инстаграм автора
...............................................