Za elektroinženjere u preduzećima i velikim trgovačkim centrima nema sumnje u postojanje reaktivne energije. Mjesečni računi i vrlo pravi novac koji ide na plaćanje reaktivna električna energija, uvjerenje u realnost njegovog postojanja. No, neki elektroinženjeri ozbiljno, matematičkim proračunima, dokazuju da je ova vrsta elektriciteta fikcija, te da je podjela električne energije na aktivne i reaktivne komponente umjetna.
Pokušajmo razumjeti ovo pitanje, pogotovo jer kreatori spekulišu o nepoznavanju razlika između različitih vrsta električne energije. Obećavajući ogromne procente, oni svjesno ili nesvjesno zamjenjuju jednu vrstu električne energije drugom.
Počnimo s konceptima aktivne i reaktivne električne energije. Ne ulazeći u džunglu elektrotehničkih formula, možemo odrediti aktivna energija kao ona koja radi: grije hranu na električnim štednjacima, osvjetljava vašu sobu, hladi zrak pomoću klima uređaja. A reaktivna električna energija stvara potrebne uslove za obavljanje takvog posla. Neće biti reaktivne energije, a motori neće moći da se rotiraju, frižider neće raditi. Napon od 220 volti neće biti doveden u vaše prostorije, jer niti jedan energetski transformator ne radi bez potrošnje reaktivne električne energije.
Ako se signali struje i napona istovremeno promatraju na osciloskopu, tada ove dvije sinusoide uvijek imaju pomak jedna u odnosu na drugu za iznos tzv. fazni ugao. Ovaj pomak karakterizira doprinos reaktivne energije ukupnoj energiji koju troši opterećenje. Mjerenjem samo struje u opterećenju nemoguće je izolovati reaktivni dio energije.
S obzirom da reaktivna energija ne radi, može se proizvesti na mjestu potrošnje. Za to se koriste kondenzatori. Činjenica je da zavojnice i kondenzatori troše različite vrste reaktivne energije: induktivnu i kapacitivnu. Oni pomiču krivu struje u odnosu na napon u suprotnim smjerovima.
Zbog ovih okolnosti kondenzator se može smatrati potrošačem kapacitivne energije ili generatorom induktivne energije. Za motor koji troši induktivnu energiju, obližnji kondenzator može postati izvor energije. Takva reverzibilnost je moguća samo za elemente reaktivnog kola koji ne obavljaju rad. Za aktivnu energiju takva reverzibilnost ne postoji: njeno stvaranje je povezano s potrošnjom goriva. Na kraju krajeva, prije nego što možete raditi, morate potrošiti energiju.
U domaćim uslovima, organizacije za prenos električne energije ne naplaćuju naknadu za reaktivnu energiju, a brojilo za domaćinstvo broji samo aktivnu komponentu električne energije. Situacija je potpuno drugačija u velikim preduzećima: veliki broj elektromotora, aparata za zavarivanje i transformatora, koji za rad zahtevaju reaktivnu energiju, stvaraju dodatno opterećenje na dalekovodima. Istovremeno se povećavaju strujni i toplotni gubici aktivne energije.
U tim slučajevima, potrošnja reaktivne energije se uzima u obzir na brojilu i posebno se plaća. Cijena reaktivne električne energije je manja od cijene aktivne električne energije, ali za velike količine potrošnje, plaćanja mogu biti vrlo značajna. Pored toga, izriču se novčane kazne za utrošak reaktivne energije iznad propisanih vrijednosti. Stoga za takva preduzeća postaje ekonomski isplativo da takvu energiju proizvode na mjestu njene potrošnje.
Za to se koriste ili pojedinačni kondenzatori ili automatske kompenzacijske jedinice koje prate količine potrošnje i povezuju ili isključuju baterije kondenzatora. Moderna kompenzacioni sistemi omogućuju značajno smanjenje potrošnje reaktivne energije iz vanjske mreže.
Vraćajući se na pitanje iz naslova članka, na njega možemo odgovoriti potvrdno. Reaktivna energija postoji. Bez toga je nemoguć rad električnih instalacija u kojima se stvara magnetsko polje. Bez obavljanja vidljivog rada, on je ipak neophodan uslov za obavljanje rada aktivnom električnom energijom.
Prvo, sjetimo se škole.
Šta se desilo električna energija?
Električna snaga se označava pri pisanju formula latiničnim slovom R i mjeri se u vatima W ili na latinskom W, kilovata (kW ili kW), megavati ( MW ili MW) i tako dalje.
Električna snaga jednaka je umnošku napona i struje:
P (W) = U (V) * I (A)
Postoje sljedeće vrste električne energije, koje se, shodno tome, drugačije označavaju:
Aktivna snaga:
Oznaka: P
Jedinica: vati (W)
Ovo je snaga koja se isporučuje kada je opterećenje koje ima aktivni (omski) otpor spojeno na izvor struje (generator). Ako opterećenje ima samo aktivni otpor i ne sadrži reaktivni otpor, tada će aktivna snaga biti jednaka ukupnoj snazi.
P = U * I * cos φ
Primjeri: žarulje sa žarnom niti, uređaji za grijanje itd.
Reaktivna snaga:
Oznaka: Q
Jedinica: VAR ili VAR (volt-amper reaktivan)
Ovo je snaga koja se isporučuje kada je mrežna komponenta ili opterećenje koje ima induktivne (električni motor) ili kapacitivne (kondenzator) elemente spojeno na izvor struje.
Izračun se vrši pomoću formule: Q = U * I * sin φ
primjeri:
Potrošači koji opterećenju daju induktivni karakter: elektromotori, transformatori za zavarivanje itd.
Potrošači koji opterećenju daju kapacitivni karakter: kondenzatori u kompenzacijskim uređajima, kondenzatori koji stvaraju reaktivnu snagu u krugu pobude generatora, itd.
Puna moć:
Oznaka: S
Jedinica: VA ili VA (volt-amper)
Ukupna električna snaga jednaka je proizvodu fazno pomaknutog napona i struje. Prividna snaga je direktno povezana sa aktivnom i reaktivnom snagom. Njegovo izračunavanje se vrši pomoću formule koja izražava Pitagorini zakon. Prividna električna snaga je maksimalna električna struja koju generator može proizvesti ili iskoristiti.
Izračun se vrši pomoću formule: S = U * I ili S = P + Q
Trokut prikazan na slici pokazuje odnos između električnih snaga ili njihovih odgovarajućih napona.
Sada o izračunavanju snage generatora.
Da bi se precizno odredio opseg i pogodnost bilo koje električne jedinice za obavljanje zadatih zadataka, potrebno je prije svega odrediti ukupnu snagu strujnih potrošača. Samo na taj način se može utvrditi koja električna jedinica se može koristiti u ove svrhe. Prilikom odabira potrebne snage električne jedinice, možete koristiti empirijske formule date u nastavku.
1. Potrošači koji su samo aktivni tereti (npr. električni grijači, žarulje sa žarnom niti i slični uređaji sa čisto omskim otporom).
Ukupna snaga se može izračunati jednostavnim sabiranjem snaga pojedinih potrošača koji se mogu priključiti na generator. U ovom slučaju, ukupna električna snaga, izmjerena u VA ili V.A.(Volt-amperi) je jednako aktivnoj snazi, mjereno u W ili W(Watt). Potrebna snaga električne jedinice određuje se povećanjem ukupne snage priključenih potrošača za 10% (tj. uzimajući u obzir određene tehničke faktore).
primjer: Ukupna snaga potrošača * 110% = Snaga potrebna od agregata.
Ako je ukupna snaga svih potrošača 2000 W (u ovom slučaju 2000 W = 2000 VA), tada će potrebna snaga električne jedinice biti: 2000 VA * 110% = 2200 VA
2. Potrošači sa induktivnom komponentom snage (kompresori, pumpe i drugi elektromotori). Ova opterećenja troše vrlo veliku struju pri pokretanju i ulasku u radni način. U ovom slučaju prvo je potrebno odrediti tačnu vrijednost snage istovremeno priključenih potrošača. Zatim trebate odabrati snagu električne jedinice.
Ukupna snaga takve električne jedinice ne smije biti manja od 3,5 puta od ukupne snage potrošača. U izuzetnim slučajevima, trebalo bi da premaši snagu potrošača za 4-5 puta.
primjer: Ukupna snaga potrošača * 3,5 = Snaga potrebna za proizvodnu jedinicu.
Ako je ukupna snaga svih potrošača 2000 VA, tada će potrebna snaga električne jedinice biti: 2000 VA * 3,5 = 7000 VA
Proračun električne energije koju koristi kućanski ili industrijski električni uređaj obično se vrši uzimajući u obzir ukupnu snagu električne struje koja prolazi kroz električni krug koji se mjeri.
U ovom slučaju identificiraju se dva indikatora koji odražavaju cijenu pune snage pri servisiranju potrošača. Ovi indikatori se nazivaju aktivna i reaktivna energija. Ukupna snaga je zbir ova dva indikatora.
Puna moć.
Prema ustaljenoj praksi, potrošači ne plaćaju korisnu snagu koja se direktno koristi u domaćinstvu, već punu snagu koju isporučuje snabdjevač. Ovi indikatori se razlikuju po mjernim jedinicama - ukupna snaga se mjeri u volt-amperima (VA), a korisna snaga se mjeri u kilovatima. Aktivnu i reaktivnu električnu energiju koriste svi električni uređaji koji se napajaju iz mreže.Aktivna struja.
Aktivna komponenta ukupne snage obavlja koristan rad i pretvara se u one vrste energije koje su potrošaču potrebne. Za neke kućne i industrijske električne uređaje aktivna i prividna snaga se poklapaju u proračunima. Među takvim uređajima su električni štednjaci, žarulje sa žarnom niti, električne pećnice, grijalice, pegle i preše za glačanje itd. Ako pasoš pokazuje aktivnu snagu od 1 kW, tada će ukupna snaga takvog uređaja biti 1 kVA.Koncept reaktivne struje.
Ova vrsta električne energije svojstvena je krugovima koji sadrže reaktivne elemente. Reaktivna električna energija je onaj dio ukupne ulazne snage koji se ne troši na koristan rad. U DC kolima ne postoji koncept reaktivne snage. U AC krugovima, reaktivna komponenta se javlja samo kada je prisutno induktivno ili kapacitivno opterećenje. U ovom slučaju postoji neusklađenost između faze struje i faze napona. Ovaj fazni pomak između napona i struje označen je simbolom “φ”. Kod induktivnog opterećenja u krugu, uočava se fazno kašnjenje, a kod kapacitivnog opterećenja napreduje. Dakle, samo dio ukupne snage stiže do potrošača, a glavni gubici nastaju zbog beskorisnog zagrijavanja uređaja i instrumenata tokom rada. Gubici snage nastaju zbog prisustva induktivnih zavojnica i kondenzatora u električnim uređajima. Zbog njih se struja akumulira u krugu neko vrijeme. Nakon toga, uskladištena energija se vraća nazad u kolo. Uređaji čija potrošnja energije uključuje reaktivnu komponentu električne energije uključuju prijenosne električne alate, elektromotore i razne kućne aparate. Ova vrijednost se izračunava uzimajući u obzir poseban faktor snage, koji je označen kao cos φ.Proračun reaktivne električne energije.
Faktor snage se kreće od 0,5 do 0,9; Tačnu vrijednost ovog parametra možete pronaći u tehničkom listu električnog uređaja. Prividna snaga se mora odrediti kao aktivna snaga podijeljena s faktorom. Na primjer, ako pasoš električne bušilice navodi snagu od 600 W i vrijednost od 0,6, tada će ukupna snaga koju troši uređaj biti jednaka 600/06, odnosno 1000 VA. U nedostatku pasoša za izračunavanje ukupne snage uređaja, koeficijent se može uzeti jednak 0,7. Budući da je jedan od glavnih zadataka postojećih elektroenergetskih sistema isporuka korisne energije krajnjem korisniku, gubici reaktivne snage smatraju se negativnim faktorom, a povećanje ovog pokazatelja dovodi u pitanje efikasnost električnog kola u cjelini.Vrijednost koeficijenta kada se uzimaju gubici u obzir.
Što je veća vrijednost faktora snage, gubici aktivne električne energije će biti manji - što znači da će utrošena električna energija koštati krajnjeg potrošača nešto manje. Kako bi se povećala vrijednost ovog koeficijenta, u elektrotehnici se koriste različite tehnike za kompenzaciju neciljanih gubitaka električne energije. Kompenzacijski uređaji su vodeći generatori struje koji izglađuju fazni ugao između struje i napona. Baze kondenzatora se ponekad koriste u istu svrhu. Priključuju se paralelno na radni krug i koriste se kao sinhroni kompenzatori.Obračun troškova električne energije za privatne klijente.
Za individualnu upotrebu, aktivna i reaktivna električna energija nisu razdvojeni u računima - u skali potrošnje udio reaktivne energije je mali. Dakle, privatni kupci sa potrošnjom do 63 A plaćaju jedan račun, u kojem se sva potrošena električna energija smatra aktivnom. Dodatni gubici u krugu za reaktivnu električnu energiju se ne izdvajaju posebno i ne plaćaju. Obračun reaktivne električne energije za preduzeća Druga stvar su preduzeća i organizacije. U proizvodnim pogonima i industrijskim radionicama instaliran je veliki broj električne opreme, a ukupno isporučena električna energija sadrži značajan dio reaktivne energije koja je neophodna za rad izvora napajanja i elektromotora. Aktivna i reaktivna električna energija koja se isporučuje preduzećima i organizacijama zahtijeva jasno razdvajanje i drugačiji način plaćanja. U ovom slučaju, osnov za regulisanje odnosa između preduzeća za snabdevanje električnom energijom i krajnjih potrošača je standardni ugovor. Prema pravilima utvrđenim u ovom dokumentu, organizacijama koje troše električnu energiju iznad 63 A potreban je poseban uređaj koji daje očitavanja reaktivne energije za obračun i plaćanje. Mrežno preduzeće postavlja reaktivno brojilo električne energije i naplaćuje prema njegovim očitanjima.Faktor reaktivne energije.
Kao što je ranije spomenuto, aktivna i reaktivna električna energija su istaknute u posebnim redovima u računima za plaćanje. Ako omjer volumena reaktivne i potrošene električne energije ne prelazi utvrđenu normu, tada se reaktivna energija ne naplaćuje. Koeficijent odnosa se može napisati na različite načine, njegova prosječna vrijednost je 0,15. Ako je ova granična vrijednost premašena, potrošaču se preporučuje da instalira kompenzacijske uređaje.Reaktivna energija u stambenim zgradama.
Tipičan potrošač električne energije je stambena zgrada sa glavnim osiguračem, koji troši električnu energiju veću od 63 A. Ako takva zgrada sadrži isključivo stambene prostore, reaktivna električna energija se ne naplaćuje. Dakle, stanovnici stambene zgrade u naknadi vide plaćanje samo za ukupnu električnu energiju koju je kući isporučio dobavljač. Isto pravilo važi i za stambene zadruge.Posebni slučajevi mjerenja reaktivne snage.
Postoje slučajevi kada višekatna zgrada sadrži i komercijalne organizacije i stanove. Snabdijevanje ovakvih kuća električnom energijom regulirano je posebnim zakonima. Na primjer, podjela može biti veličina korisne površine. Ako u stambenoj zgradi komercijalne organizacije zauzimaju manje od polovine korisnog prostora, tada se plaćanje reaktivne energije ne naplaćuje. Ako je granični procenat prekoračen, onda nastaju obaveze plaćanja reaktivne električne energije. U nekim slučajevima, stambene zgrade nisu oslobođene plaćanja reaktivne energije. Na primjer, ako zgrada ima priključne tačke za liftove za stanove, naknade za korištenje reaktivne električne energije se naplaćuju posebno, samo za ovu opremu. Vlasnici stanova i dalje plaćaju samo aktivnu struju.Snaga je važan faktor za procjenu performansi električne opreme u mreži elektroenergetskog sistema. Korištenje njegovih graničnih vrijednosti može dovesti do preopterećenja mreže, hitnih situacija i kvara opreme. Da biste se zaštitili od ovih negativnih posljedica, morate razumjeti što su aktivna reaktivna i prividna snaga.
Određivanje snage
Snaga koja se stvarno troši ili koristi u AC krugu naziva se aktivna snaga, u kW ili MW. Snaga koja stalno mijenja smjer i kreće se, kako u smjeru u krugu, tako i reagira na sebe, naziva se reaktivna, u kilovoltima (kVAR) ili MVAR.
Očigledno, energija se troši samo kada postoji otpor. Čisti induktor i čisti kondenzator ga ne troše.
U čistom otpornom kolu struja je u fazi s primijenjenim naponom, dok se u čistom induktivnom i kapacitivnom kolu struja pomjera za 90 stupnjeva: ako je induktivno opterećenje priključeno na mrežu, ono gubi napon za 90 stupnjeva. Kada je spojeno kapacitivno opterećenje, struja se pomiče za 90 stupnjeva u suprotnom smjeru.
U prvom slučaju stvara se aktivna snaga, au drugom reaktivna snaga.
Trougao snage
Prividna snaga je vektorski zbir aktivne i jalove snage. Elementi pune snage:
- Aktivan, P.
- Reaktivan, Q.
- Full, S.
Reaktivna snaga ne radi, ona je predstavljena kao imaginarna osa vektorskog dijagrama. Aktivna snaga djeluje i prava je strana trokuta. Iz ovog principa dekompozicije snage jasno je kako se mjeri aktivna snaga. Jedinica za sve vrste snage je vat (W), ali se ova oznaka obično dodjeljuje aktivnoj komponenti. Prividna snaga se konvencionalno izražava u VA.
Jedinica za Q komponentu je izražena kao var, što odgovara reaktivnim volt-amperima. Ne prenosi nikakvu neto energiju na opterećenje, ali obavlja važnu funkciju u električnim mrežama. Matematički odnos između njih može se predstaviti vektorima ili izraziti pomoću kompleksnih brojeva, S = P + j Q (gdje je j imaginarna jedinica).
Proračun energije i snage
Prosječna snaga P u vatima (W) jednaka je potrošenoj energiji E u džulima (J) podijeljenoj s periodom t u sekundama (sekundama): P(W) = E(J)/Δ t(s).
Kada su struja i napon za 180 stepeni van faze, PF je negativan, opterećenje napaja izvor (primer bi bila kuća sa solarnim panelima na krovu koji napajaju mrežu). primjer:
- P je 700W, a fazni ugao je 45,6;
- PF je jednak cos (45, 6) = 0,700. Tada je S = 700 W / cos (45, 6) = 1000 VA.
Odnos aktivne i prividne snage naziva se faktor snage (PF). Za dva sistema koji nose istu količinu otpornog opterećenja, sistem sa nižim PF će imati veće cirkulacione struje zbog električne energije koja se vraća nazad. Ove velike struje stvaraju velike gubitke i smanjuju ukupnu efikasnost prenosa. Kolo sa nižim PF će imati veće ukupno opterećenje i veće gubitke za istu količinu otpornog opterećenja. PF = 1, 0 kada postoji fazna struja. Ona je nula kada struja prednjači ili zaostaje za naponom za 90 stepeni.
Na primjer, PF =0,68 znači da samo 68 posto ukupne napajane struje zaista radi, a preostalih 32 posto je reaktivno. Proizvođači komunalnih usluga ne naplaćuju potrošačima reaktivne gubitke. Međutim, ako postoji neefikasnost na izvoru opterećenja korisnika zbog čega PF padne ispod određenog nivoa, komunalno preduzeće može naplatiti korisnicima da pokriju povećanu upotrebu goriva u elektranama i pogoršanje linearnih performansi mreže.
Karakteristike punog S
Formula ukupne snage ovisi o aktivnoj i reaktivnoj snazi i predstavljena je kao energetski trokut (Pitagorina teorema). S = (Q 2 + P 2) 1 / 2, gdje je:
- S = ukupno (mjereno u kilovolt-amperima, kVA);
- Q = reaktivna (kilovoltna reaktivnost, kVAR);
- P = aktivno (kilovat, kW).
Mjeri se u volt-amperima (VA) i ovisi o naponu pomnoženom ukupnom ulaznom strujom. Ovo je vektorski zbir komponenti P i Q, koji vam govori kako pronaći ukupnu snagu. Monofazna mreža: V(V) = I(Sjekira R (Ω).
P(W) = V(V)x I(A) = V 2(V)/ R (Ω) = I 2(A)x R (Ω).
Trofazna mreža:
Napon V u voltima (V) je ekvivalentan struji I u amperima (A) pomnoženoj sa impedancijom Z u omima (Ω):
V(V) = I(Sjekira Z (Ω) = (| I | x | Z |) ∠ (θ I + θ Z).
S(VA) = V(V)x I(A) = (| V | x | I |) ∠ (θ V - θ I).
Aktivan P
Ovo je snaga koja se koristi za rad, njegov aktivni dio, mjeren u W, je snaga koju troši električni otpor sistema. P(W) = V(V)x I(A)xcos φ
Reaktivni Q
Ne koristi se za umrežavanje. Q se mjeri u volt-amperima (VAR). Povećanje ovih pokazatelja dovodi do smanjenja faktora snage (PF). Q(VAR) = V(V)x I(A) x sin φ.
Faktor mrežne efikasnosti
PF je određen veličinama P i S i izračunat je korištenjem Pitagorine teoreme. Razmatra se kosinus ugla između napona i struje (nesinusoidni ugao), fazni dijagram napona ili struje iz energetskog trougla. PF koeficijent jednak je apsolutnoj vrijednosti kosinusa faznog ugla kompleksne energije ( φ ): PF = | cos φ | Efikasnost elektroenergetskog sistema zavisi od faktora PF i za poboljšanje efikasnosti korišćenja u elektroenergetskom sistemu potrebno ga je povećati.
Kapacitivna i induktivna opterećenja
Pohranjena energija u električnim i magnetskim poljima u uvjetima opterećenja, kao što su motor ili kondenzator, uzrokuje pomak između napona i struje. Kako struja teče kroz kondenzator, nakupljanje naboja uzrokuje da se na njemu pojavi suprotni napon. Ovaj napon se povećava do određenog maksimuma koji diktira struktura kondenzatora. U mreži naizmjenične struje, napon na kondenzatoru se stalno mijenja. Kondenzatori se nazivaju izvori reaktivnih gubitaka i na taj način uzrokuju vodeći PF.
Indukcijske mašine su među najčešćim vrstama opterećenja u elektroenergetskom sistemu. Ove mašine koriste induktore ili velike zavojnice žice za skladištenje energije u obliku magnetnog polja. Kada napon prvi put prođe kroz zavojnicu, induktor se snažno odupire ovoj promjeni struje i magnetnog polja, što stvara vremensko kašnjenje s maksimalnom vrijednošću. To dovodi do toga da struja nije u fazi sa naponom.
Induktori apsorbuju Q i stoga uzrokuju odloženi PF. Indukcijski generatori mogu opskrbljivati ili apsorbirati Q i obezbjeđivati mjeru Q protoka i kontrole napona operaterima sistema. Budući da ovi uređaji imaju suprotne efekte na fazni ugao između napona i struje, mogu se koristiti za poništavanje međusobnih efekata. Ovo obično ima oblik kondenzatorskih baterija koje se koriste za sprečavanje zaostajanja PF-a uzrokovanog indukcijskim motorima.
Suzbijanje reaktivnog utjecaja u električnim mrežama
Aktivna jalova i prividna snaga određuju PF kao glavni faktor za ocjenu efikasnosti korištenja električne energije u mreži elektroenergetskog sistema. Ako je PF visok, onda se može reći da se električna energija efikasnije koristi u elektroenergetskom sistemu. Kako je PF loš ili opada, energetska efikasnost elektroenergetskog sistema opada. Nizak PF ili njegovo smanjenje uzrokovano je različitim razlozima. Postoje posebne metode korekcije za povećanje PF.
Upotreba kondenzatora je najbolji i najefikasniji način za poboljšanje efikasnosti mreže. Tehnika poznata kao reaktivna kompenzacija koristi se za smanjenje prividnog toka snage do opterećenja smanjenjem reaktivnih gubitaka. Na primjer, da bi se kompenziralo induktivno opterećenje, šantni kondenzator je instaliran blizu samog opterećenja. Ovo omogućava kondenzatoru da potroši sve Q i da ih ne prenosi duž dalekovoda.
Ova praksa štedi energiju jer smanjuje količinu energije koja je potrebna za obavljanje iste količine posla. Takođe omogućava efikasniji dizajn dalekovoda koristeći manje provodnike ili manje provodnika konektora i optimizovane dizajne prenosnih stubova.
Za održavanje napona u optimalnom opsegu i sprečavanje pojava nestabilnosti, na optimalnim lokacijama u mreži elektroenergetskog sistema postavljaju se različiti uređaji za kontrolu faza i koriste se različite tehnike reaktivnog upravljanja.
Predloženi sistem dijeli tradicionalnu metodu na kontrolu napona i Q:
- kontrola napona za regulaciju napona sekundarne magistrale trafostanica;
- Q regulacija za regulaciju napona primarne sabirnice.
U ovom sistemu su u podstanicama ugrađena dva tipa uređaja za interakciju regulacije napona i Q regulacije.
Kontrola napona i jalove snage
Ovo su dva aspekta istog uticaja koji održavaju pouzdanost i olakšavaju komercijalne transakcije u prenosnim mrežama. U sistemu napajanja naizmeničnom strujom (AC), napon se kontroliše kontrolisanjem proizvodnje i apsorpcije Q. Postoje tri razloga zašto je ova vrsta kontrole neophodna:
- Oprema elektroenergetskog sistema je dizajnirana da radi u rasponu napona, obično unutar ±5% nazivnog napona. Pri niskom naponu oprema radi loše, sijalice daju manje osvjetljenja, asinhroni motori se mogu pregrijati i oštetiti, a neki elektronički uređaji uopće neće raditi. Visoki naponi mogu oštetiti opremu i skratiti joj vijek trajanja.
- Q troši resurse za prijenos i proizvodnju. Da bi se maksimizirala stvarna snaga koja se može prenijeti preko zagušenog prijenosnog interfejsa, Q tokovi moraju biti minimizirani. Slično, proizvodnja Q može ograničiti stvarni izlaz generatora.
- Pogonska reaktivnost u prijenosnoj mreži uzrokuje stvarne gubitke snage. Da bi se nadoknadili ovi gubici, snaga i energija se moraju nadoknaditi.
Prenosni sistem je nelinearni potrošač Q u zavisnosti od opterećenja sistema. Pri vrlo malom opterećenju sistem stvara Q koji se mora apsorbirati, a pri velikom opterećenju sistem troši velike količine Q koji se mora zamijeniti. Zahtjevi sistema Q također zavise od konfiguracije proizvodnje i prijenosa. Posljedično, sistemski reaktivni zahtjevi se mijenjaju tokom vremena kako se mijenjaju nivoi opterećenja i obrasci opterećenja i proizvodnje.
Rad sistema ima tri svrhe za kontrolu Q i napona:
- Mora održavati dovoljan napon kroz cijeli sistem prijenosa i distribucije kako za trenutne tako i za neočekivane uvjete.
- Osigurajte da je zagušenje stvarnih energetskih tokova svedeno na minimum.
- Trudite se da minimizirate stvarne gubitke snage.
Sistem za rasutu energiju sastoji se od mnogo dijelova opreme, od kojih svaki može biti neispravan. Dakle, sistem je dizajniran da izdrži kvar pojedinačne opreme dok nastavlja da radi u najboljem interesu potrošača. Zbog toga električni sistem zahtijeva stvarne rezerve snage kako bi odgovorio na nepredviđene okolnosti i održao Q rezerve.
Jedinice mjerenja električne energije određene su i fiksirane u Međunarodnom sistemu jedinica.
Korištenje kućnih električnih aparata primorava korisnike da broje električnu energiju i znaju jedinice u kojima se ona mjeri.
Jedinica mjerenja električne energije
voltaža
Napon (U) u mreži se mjeri u voltima (V).
U monofaznoj mreži, koja se obično koristi za snabdijevanje električnom energijom privatnih potrošača, napon je 220V.
U trofaznoj mreži napon je 380V. 1 kilovolt (kV) je jednak 1000V.
Napon 220 i 380V je ekvivalentan naponskoj oznaci 0,22 i 0,4 kV.
Snaga struje
Potrošeno opterećenje koje proizvode kućanski aparati, oprema i drugi potrošači naziva se strujna snaga (I) i mjeri se u amperima (A).
Otpor
Otpor (R) je jednako važan pokazatelj i pokazuje količinu otpornosti materijala na prolaz električne struje. U svakodnevnom životu, mjerenje otpora označava integritet električnih uređaja, mjereno u (Ohm). Za mjerenje velike vrijednosti otpora, na primjer, kada mjerite integritet elektromotora, koristite meger; 1 ohm je jednak 0,000001 megaom (mOhm).
1 kiloom (kOhm) je jednak 1000 Ohm.
Otpor ljudskog tijela kreće se od 2 do 10 kOhm.
Otpornost vodiča se koristi za procjenu otpornosti materijala za njihovu kasniju upotrebu u proizvodnji električnih proizvoda, ovisi o površini poprečnog presjeka i dužini vodiča.
Snaga
Snaga je količina električne energije koju potroši određeni kućni aparat u određenoj jedinici vremena, mjerena u vatima (W) i kilovatima (kW) - 1000 W; u industrijskoj skali, takve mjerne jedinice kao što je megavat - 1 milion W i gigavat (gW) – 1 milijarda vati.
Kako se mjeri struja na brojilu?
Za određivanje količine potrošene električne energije , Za snimanje se koriste brojila električne aktivne energije. U industriji postoje i brojila reaktivne energije.
Za određivanje načina na koji se mjeri potrošnja električne energije u stanu koristi se 1 kW*sat. Za brojila reaktivne energije, integrisana reaktivna snaga se mjeri kao 1 kVar*sat. Treba napomenuti da prilikom bilježenja potrošene energije mjerač mora biti ispravno napisan, snaga pomnožena s vremenom.