Реактивная мощность на простом примере:
Электроприборы потребляют энергию из сети, которая обычно является произведением тока и напряжения. Эта извлекаемая мощность далее преобразуется в приборе в полезную мощность, которая называется активной мощностью P.
Электроприборы, работающие по индукционному принципу, если они подключены к сети переменного тока или трехфазного тока, они берут из сети дополнительную мощность, которая им нужна для создания магнитного поля, которое затем возвращается в сеть. Эта «бесполезная» - реактивная мощность Q при этом колеблется между источником (генератором) и потребителем туда-сюда и в дополнение к активной мощности P генераторы нагрузки, трансформаторы, линии электропередач, а также все системы распределения электроэнергии.
Между векторами напряжения и тока лежит угол фазового сдвига φ. Реактивная мощность рассчитывается как произведение напряжения, тока и синуса угла сдвига фаз (Q = U·I· sin φ), активная мощность как произведение напряжения, тока и косинуса угла сдвига фаз (P = U· I·cos φ). Значение cos φ называется коэффициентом мощности. Если угол фазового сдвига φ увеличивается, реактивная мощность также увеличивается.
Оборудование и приборы в энергетических распределительных сетях обычно имеют индуктивный характер. Уменьшение индуктивной реактивной мощности может быть достигнуто подключением конденсаторов параллельно индуктивному потребителю. Благодаря этому возвращаемая реактивная мощность, использованная для создания магнитного поля, «сохраняется» в конденсаторе и колеблется только между конденсатором и индуктивным потребителем. Мощность конденсатора имеет емкостную природу и направлена против индуктивной мощности прибора.
Доля реактивной мощности в сети выражается коэффициентом мощности. Реактивная мощность электроприбора приводит к тому, что потребляемый ток больше, чем это было бы необходимо для передачи чисто активной мощности. По этой причине увеличиваются и потери в питающих линиях, или другими словами: токовая нагрузка электрических сетей уменьшается пропорционально уменьшению полной мощности. Однако потери в сети уменьшаются пропорционально квадрату тока нагрузки (Pz = I^2 · R). Так, например, снижение тока на 5 % за счет компенсации реактивной мощности может привести к снижению потерь в сети почти на 10 %.
В принципе можно различать фиксированное (нерегулируемое) компенсирующее устройство и регулируемое (управляемое) компенсирующее устройство.
Устройства с фиксированной компенсацией имеют фиксированную номинальную мощность и подходят для прямой частичной компенсации потребителей, таких как двигатели, работающие в непрерывном режиме, или трансформаторы, где необходимо компенсировать реактивную мощность на холостом ходу. Нерегулируемые компенсирующие устройства устанавливаются вблизи прибора, с которым они одновременно работают.
Регулируемые компенсирующие устройства устанавливаются централизованно в главном распределительном щите. Так как к основному распределению подключено большое количество потребителей и спрос на реактивную мощность колеблется, номинальная мощность компенсирующего устройства разбивается на ступени.
Регулятор реактивной мощности с измерением в сети основного распределения регулирует выход компенсирующего устройства на величину так называемого целевого коэффициента мощности путем включения или отключения отдельных ступеней компенсирующего устройства.
Про реактивную мощность и особенности ее компенсации подробно:
Емкостное и индуктивное сопротивление в цепи переменного тока
Что такое коэффициент мощности (косинус фи)
Для чего нужна компенсация реактивной мощности
Способы компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения
Не забудьте подписаться на канал Электрик Инфо!