Daya aktif dan reaktif. Apa yang kita bayar dan kerjakan

Bagi para insinyur tenaga listrik di perusahaan-perusahaan dan pusat perbelanjaan besar, keberadaan energi reaktif sudah tidak diragukan lagi. Tagihan bulanan dan uang nyata yang digunakan untuk pembayaran listrik reaktif, yakin akan realitas keberadaannya. Namun beberapa insinyur kelistrikan secara serius, dengan perhitungan matematis, membuktikan bahwa jenis listrik ini adalah fiksi, dan pembagian energi listrik menjadi komponen aktif dan reaktif adalah buatan.

Mari kita coba memahami masalah ini, terutama karena pembuatnya berspekulasi tentang ketidaktahuan akan perbedaan antara berbagai jenis listrik. Menjanjikan persentase yang sangat besar, mereka sadar atau tidak mengganti satu jenis energi listrik dengan jenis energi listrik lainnya.

Mari kita mulai dengan konsep listrik aktif dan reaktif. Tanpa harus masuk ke belantara rumus teknik elektro, kita bisa menentukannya energi aktif seperti energi yang melakukan usaha: memanaskan makanan di atas kompor listrik, menerangi ruangan, mendinginkan udara menggunakan AC. Dan listrik reaktif menciptakan kondisi yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan tersebut. Tidak akan ada energi reaktif, dan motor tidak dapat berputar, lemari es tidak akan berfungsi. Tegangan 220 Volt tidak akan disuplai ke tempat Anda, karena tidak ada satu pun transformator daya yang beroperasi tanpa mengonsumsi listrik reaktif.

Jika sinyal arus dan tegangan diamati secara bersamaan pada osiloskop, maka kedua sinusoid ini selalu mengalami pergeseran relatif satu sama lain sebesar yang disebut sudut fase. Pergeseran ini mencirikan kontribusi energi reaktif terhadap total energi yang dikonsumsi oleh beban. Dengan hanya mengukur arus pada beban, tidak mungkin mengisolasi bagian reaktif energi.

Mengingat energi reaktif tidak melakukan kerja, maka energi tersebut dapat dihasilkan pada saat dikonsumsi. Kapasitor digunakan untuk ini. Faktanya adalah kumparan dan kapasitor mengkonsumsi berbagai jenis energi reaktif: induktif dan kapasitif, masing-masing. Mereka menggeser kurva arus versus tegangan ke arah yang berlawanan.

Karena keadaan ini kapasitor dapat dianggap sebagai konsumen energi kapasitif atau generator energi induktif. Untuk motor yang mengkonsumsi energi induktif, kapasitor terdekat dapat menjadi sumbernya. Pembalikan seperti itu hanya mungkin terjadi untuk elemen rangkaian reaktif yang tidak melakukan kerja. Untuk energi aktif, reversibilitas seperti itu tidak ada: pembangkitannya dikaitkan dengan konsumsi bahan bakar. Lagi pula, sebelum Anda dapat melakukan pekerjaan, Anda perlu mengeluarkan energi.

Dalam kondisi domestik, organisasi transmisi tenaga listrik tidak memungut biaya untuk energi reaktif, dan meteran rumah tangga hanya menghitung komponen aktif energi listrik. Situasinya sangat berbeda di perusahaan besar: sejumlah besar motor listrik, mesin las, dan transformator, yang memerlukan energi reaktif untuk beroperasi, menimbulkan beban tambahan pada saluran listrik. Pada saat yang sama, kehilangan arus dan panas dari energi aktif meningkat.

Dalam kasus ini, konsumsi energi reaktif diperhitungkan oleh meteran dan dibayar secara terpisah. Biaya listrik reaktif lebih murah dibandingkan biaya listrik aktif, namun untuk konsumsi dalam jumlah besar, pembayarannya bisa sangat signifikan. Selain itu, dikenakan denda atas konsumsi energi reaktif yang melebihi nilai yang ditentukan. Oleh karena itu, menjadi menguntungkan secara ekonomi bagi perusahaan-perusahaan tersebut untuk menghasilkan energi tersebut di tempat konsumsinya.

Untuk ini, kapasitor individual atau unit kompensasi otomatis digunakan, yang memantau volume konsumsi dan menghubungkan atau memutuskan bank kapasitor. Modern sistem kompensasi memungkinkan Anda mengurangi konsumsi energi reaktif dari jaringan eksternal secara signifikan.

Kembali ke pertanyaan pada judul artikel, kita bisa menjawabnya dengan tegas. Energi reaktif ada. Tanpanya, pengoperasian instalasi listrik yang menimbulkan medan magnet tidak mungkin dilakukan. Tanpa melakukan kerja yang terlihat, hal ini tetap merupakan kondisi yang diperlukan untuk kinerja pekerjaan yang dilakukan oleh energi listrik aktif.

Pertama, mari kita ingat sekolah.

Apa yang terjadi tenaga listrik?
Daya listrik ditunjukkan saat menulis rumus dengan huruf latin R dan diukur dalam watt W atau dalam bahasa Latin W, kilowatt (kW atau kW), megawatt ( MW atau MW) dan seterusnya.
Daya listrik sama dengan hasil kali tegangan dan arus:

P (W) = U (V) * Saya (A)

Ada jenis-jenis tenaga listrik berikut, yang karenanya, ditetapkan secara berbeda:

Kekuatan aktif:
Sebutan: P
Satuan: Watt (W)

Ini adalah daya yang disuplai ketika suatu beban yang mempunyai hambatan aktif (ohmik) dihubungkan ke sumber arus (generator). Jika beban hanya mempunyai hambatan aktif dan tidak mengandung hambatan reaktif, maka daya aktifnya akan sama dengan daya total.

P = U * I * cos φ

Contoh: lampu pijar, alat pemanas, dll.

Daya reaktif:
Penunjukan: Q
Satuan : VAR atau VAr (volt-ampere reaktif)

Ini adalah daya yang disalurkan ketika komponen jaringan atau beban yang memiliki elemen induktif (motor listrik) atau kapasitif (kapasitor) dihubungkan ke sumber arus.

Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan rumus: Q = U * I * dosa φ

Contoh:
Konsumen yang memberikan beban bersifat induktif: motor listrik, trafo las, dll.
Konsumen yang memberikan karakter kapasitif pada beban: kapasitor pada perangkat kompensasi, kapasitor yang menghasilkan daya reaktif pada rangkaian eksitasi generator, dll.

Kekuatan penuh:
Sebutan: S
Satuan: VA atau VA (volt-ampere)

Total daya listrik sama dengan produk tegangan dan arus pergeseran fasa. Daya semu berhubungan langsung dengan daya aktif dan reaktif. Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan rumus yang menyatakan hukum Pythagoras. Daya listrik semu adalah arus listrik maksimum yang dapat dihasilkan atau digunakan oleh suatu generator.

Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan rumus: S = U * I atau S = P + Q

Segitiga yang ditunjukkan pada gambar menunjukkan hubungan antara daya listrik atau tegangan yang berhubungan.

Sekarang tentang menghitung daya generator.

Untuk menentukan secara akurat ruang lingkup dan kesesuaian unit listrik mana pun untuk melakukan tugas yang diberikan, pertama-tama perlu menentukan daya total konsumen saat ini. Hanya dengan cara ini dapat ditentukan unit listrik mana yang dapat digunakan untuk keperluan tersebut. Saat memilih daya yang dibutuhkan suatu unit listrik, Anda dapat menggunakan rumus empiris di bawah ini.

1. Konsumen yang hanya merupakan beban aktif (misalnya pemanas listrik, lampu pijar dan perangkat sejenis dengan hambatan ohmik murni).
Total daya dapat dihitung hanya dengan menjumlahkan daya masing-masing konsumen yang dapat dihubungkan ke generator. Dalam hal ini, total daya listrik, diukur dalam VA atau V.A.(Volt-ampere) sama dengan daya aktif, diukur dalam W atau W(Watt). Daya yang dibutuhkan suatu unit listrik ditentukan dengan meningkatkan total daya konsumen yang terhubung sebesar 10% (yaitu dengan mempertimbangkan faktor teknis tertentu).

Contoh: Total daya konsumen * 110% = Daya yang dibutuhkan dari unit pembangkit.

Jika daya total seluruh konsumen adalah 2000 W (dalam hal ini 2000 W = 2000 VA), maka daya yang dibutuhkan unit listrik tersebut adalah: 2000 VA * 110% = 2200 VA

2. Konsumen dengan komponen tenaga induktif (kompresor, pompa dan motor listrik lainnya). Beban ini mengkonsumsi arus yang sangat besar saat start up dan memasuki mode pengoperasian. Dalam hal ini, pertama-tama perlu ditentukan nilai daya yang tepat dari konsumen yang terhubung secara bersamaan. Selanjutnya, Anda harus memilih kekuatan unit listrik.

Total daya unit listrik tersebut harus setidaknya 3,5 kali total daya konsumen. Dalam kasus luar biasa, itu harus melebihi kekuatan konsumen sebanyak 4-5 kali lipat.

Contoh: Total daya konsumen * 3,5 = Daya yang dibutuhkan dari unit pembangkit.

Jika daya total seluruh konsumen adalah 2000 VA, maka daya yang dibutuhkan unit listrik tersebut adalah: 2000 VA * 3,5 = 7000 VA

Perhitungan energi listrik yang digunakan suatu alat listrik rumah tangga atau industri biasanya dilakukan dengan memperhitungkan daya total arus listrik yang melewati rangkaian listrik yang diukur.
Dalam hal ini, diidentifikasi dua indikator yang mencerminkan biaya daya penuh saat melayani konsumen. Indikator-indikator ini disebut energi aktif dan reaktif. Total kekuatan adalah penjumlahan dari kedua indikator ini.

Kekuatan penuh.

Menurut praktik yang ada, konsumen tidak membayar untuk tenaga listrik yang digunakan langsung di rumah tangga, namun untuk tenaga penuh yang dipasok oleh pemasok. Indikator-indikator ini dibedakan berdasarkan satuan pengukuran - daya total diukur dalam volt-ampere (VA), dan daya berguna diukur dalam kilowatt. Listrik aktif dan reaktif digunakan oleh semua peralatan listrik yang ditenagai oleh jaringan.

Listrik aktif.

Komponen aktif dari daya total melakukan pekerjaan yang bermanfaat dan diubah menjadi jenis energi yang dibutuhkan konsumen. Untuk beberapa peralatan listrik rumah tangga dan industri, daya aktif dan daya semunya bertepatan dalam perhitungan. Alat-alat tersebut antara lain kompor listrik, lampu pijar, oven listrik, pemanas, setrika dan mesin setrika, dll. Jika paspor menunjukkan daya aktif 1 kW, maka daya total perangkat tersebut adalah 1 kVA.

Konsep listrik reaktif.

Jenis listrik ini melekat pada rangkaian yang mengandung unsur reaktif. Listrik reaktif adalah bagian dari total daya masuk yang tidak digunakan untuk pekerjaan yang bermanfaat. Di rangkaian DC tidak ada konsep daya reaktif. Di sirkuit AC, komponen reaktif hanya terjadi ketika ada beban induktif atau kapasitif. Dalam hal ini terjadi ketidaksesuaian antara fasa arus dan fasa tegangan. Pergeseran fasa antara tegangan dan arus ditunjukkan dengan simbol “φ”. Dengan beban induktif di sirkuit, jeda fase diamati, dan dengan beban kapasitif, jeda fase maju. Oleh karena itu, hanya sebagian dari total daya yang sampai ke konsumen, dan kerugian utama terjadi karena pemanasan perangkat dan instrumen yang tidak berguna selama pengoperasian. Rugi-rugi daya terjadi karena adanya kumparan dan kapasitor induktif pada perangkat listrik. Karenanya, listrik terakumulasi di sirkuit untuk beberapa waktu. Setelah ini, energi yang tersimpan diumpankan kembali ke sirkuit. Perangkat yang konsumsi dayanya termasuk komponen listrik reaktif antara lain perkakas listrik portabel, motor listrik, dan berbagai peralatan rumah tangga. Nilai ini dihitung dengan mempertimbangkan faktor daya khusus, yang ditetapkan sebagai cos φ.

Perhitungan listrik reaktif.

Faktor daya berkisar antara 0,5 hingga 0,9; Nilai pasti dari parameter ini dapat ditemukan di lembar data perangkat listrik. Daya semu harus ditentukan sebagai daya aktif dibagi faktor. Misalnya, jika paspor bor listrik menunjukkan daya 600 W dan nilai 0,6, maka total daya yang dikonsumsi perangkat tersebut akan sama dengan 600/06, yaitu 1000 VA. Dengan tidak adanya paspor untuk menghitung daya total perangkat, koefisiennya dapat diambil sama dengan 0,7. Karena salah satu tugas utama sistem catu daya yang ada adalah memberikan daya yang berguna kepada pengguna akhir, kehilangan daya reaktif dianggap sebagai faktor negatif, dan peningkatan indikator ini mempertanyakan efisiensi rangkaian listrik secara keseluruhan.

Nilai koefisien dengan memperhitungkan kerugian.

Semakin tinggi nilai faktor daya, semakin rendah pula rugi-rugi listrik aktif - yang berarti energi listrik yang dikonsumsi akan lebih sedikit merugikan konsumen akhir. Untuk meningkatkan nilai koefisien ini, berbagai teknik digunakan dalam teknik kelistrikan untuk mengkompensasi kehilangan listrik yang tidak ditargetkan. Perangkat kompensasi adalah generator arus utama yang menghaluskan sudut fasa antara arus dan tegangan. Bank kapasitor terkadang digunakan untuk tujuan yang sama. Mereka dihubungkan secara paralel ke sirkuit operasi dan digunakan sebagai kompensator sinkron.

Perhitungan biaya listrik untuk klien swasta.

Untuk penggunaan individu, listrik aktif dan reaktif tidak dipisahkan dalam tagihan - dalam hal skala konsumsi, porsi energi reaktif kecil. Oleh karena itu, pelanggan swasta dengan konsumsi listrik sampai dengan 63 A membayar satu tagihan, dimana seluruh listrik yang dikonsumsi dianggap aktif. Rugi-rugi tambahan pada rangkaian listrik reaktif tidak dialokasikan secara terpisah dan tidak dibayar. Akuntansi listrik reaktif untuk perusahaan adalah hal lain bagi perusahaan dan organisasi. Sejumlah besar peralatan listrik dipasang di fasilitas produksi dan bengkel industri, dan total pasokan listrik mengandung sebagian besar energi reaktif, yang diperlukan untuk pengoperasian pasokan listrik dan motor listrik. Listrik aktif dan reaktif yang dipasok ke perusahaan dan organisasi memerlukan pemisahan yang jelas dan metode pembayaran yang berbeda. Dalam hal ini yang menjadi dasar pengaturan hubungan antara perusahaan penyedia tenaga listrik dengan konsumen akhir adalah kontrak baku. Menurut aturan yang ditetapkan dalam dokumen ini, organisasi yang mengonsumsi listrik di atas 63 A memerlukan perangkat khusus yang menyediakan pembacaan energi reaktif untuk akuntansi dan pembayaran. Perusahaan jaringan memasang meteran listrik reaktif dan mengisi daya sesuai dengan pembacaannya.

Faktor energi reaktif.

Seperti disebutkan sebelumnya, listrik aktif dan reaktif disorot dalam baris terpisah dalam faktur pembayaran. Jika perbandingan volume listrik reaktif dan listrik yang dikonsumsi tidak melebihi norma yang ditetapkan, maka energi reaktif tidak dikenakan biaya. Koefisien rasio dapat ditulis dengan berbagai cara, nilai rata-ratanya adalah 0,15. Jika nilai ambang batas ini terlampaui, perusahaan konsumen disarankan untuk memasang perangkat kompensasi.

Energi reaktif pada gedung apartemen.

Konsumen listrik pada umumnya adalah gedung apartemen dengan sekring utama, yang mengonsumsi listrik lebih dari 63 A. Jika bangunan tersebut hanya berisi tempat tinggal, maka listrik reaktif tidak dikenakan biaya. Dengan demikian, penghuni gedung apartemen melihat pembayaran biaya hanya untuk total listrik yang disuplai ke rumah oleh pemasok. Aturan yang sama berlaku untuk koperasi perumahan.

Kasus khusus pengukuran daya reaktif.

Ada kasus ketika gedung bertingkat berisi organisasi komersial dan apartemen. Penyediaan tenaga listrik ke rumah-rumah tersebut diatur dengan undang-undang tersendiri. Misalnya pembagiannya bisa berupa luas areal yang dapat digunakan. Jika organisasi komersial menempati kurang dari setengah ruang yang dapat digunakan di gedung apartemen, maka pembayaran energi reaktif tidak dikenakan biaya. Jika persentase ambang batas terlampaui, maka timbul kewajiban membayar listrik reaktif. Dalam beberapa kasus, bangunan tempat tinggal tidak dibebaskan dari pembayaran energi reaktif. Misalnya, jika suatu bangunan memiliki titik sambungan lift untuk apartemen, biaya penggunaan listrik reaktif dikenakan secara terpisah, hanya untuk peralatan ini. Pemilik apartemen masih hanya membayar listrik aktif.

Daya merupakan faktor penting untuk menilai kinerja peralatan listrik pada suatu jaringan sistem tenaga listrik. Penggunaan nilai batasnya dapat menyebabkan kelebihan jaringan, keadaan darurat, dan kegagalan peralatan. Untuk melindungi diri Anda dari konsekuensi negatif ini, Anda perlu memahami apa itu kekuatan aktif, reaktif, dan nyata.

Penentuan kekuatan

Daya yang benar-benar dikonsumsi atau digunakan dalam rangkaian AC disebut daya aktif, dalam kW atau MW. Daya yang senantiasa berubah arah dan bergerak, baik searah dalam suatu rangkaian maupun bereaksi terhadap dirinya sendiri, disebut reaktif, dalam kilovolt (kVAR) atau MVAR.

Jelasnya, daya hanya dikonsumsi ketika ada hambatan. Induktor murni dan kapasitor murni tidak mengkonsumsinya.

Pada rangkaian resistif murni, arus sefasa dengan tegangan yang diberikan, sedangkan pada rangkaian induktif dan kapasitif murni, arus digeser sebesar 90 derajat: jika beban induktif dihubungkan ke jaringan, ia kehilangan tegangan sebesar 90 derajat. Ketika beban kapasitif dihubungkan, arus bergeser 90 derajat ke arah yang berlawanan.

Dalam kasus pertama, daya aktif tercipta, dan pada kasus kedua, daya reaktif.

Segitiga kekuasaan

Daya semu adalah jumlah vektor daya aktif dan reaktif. Elemen kekuatan penuh:

• Aktif, P.
• Reaktif, Q.
• Penuh, S.

Daya reaktif tidak bekerja, ia direpresentasikan sebagai sumbu imajiner diagram vektor. Daya aktif bekerja dan merupakan sisi nyata dari segitiga. Dari prinsip dekomposisi daya ini jelas bagaimana daya aktif diukur. Satuan untuk semua jenis daya adalah watt (W), tetapi sebutan ini biasanya diberikan pada komponen aktif. Kekuatan semu secara konvensional dinyatakan dalam VA.

Satuan untuk komponen Q dinyatakan sebagai var, yang sesuai dengan volt-ampere reaktif. Ia tidak mentransfer energi bersih apa pun ke beban, namun ia menjalankan fungsi penting dalam jaringan listrik. Hubungan matematis antara keduanya dapat direpresentasikan dengan vektor atau dinyatakan dengan bilangan kompleks, S = P + j Q (dimana j adalah satuan imajiner).

Perhitungan energi dan daya

Daya rata-rata P dalam watt (W) sama dengan energi yang dikonsumsi E dalam joule (J) dibagi periode t dalam detik (detik): P(W) = E(J)/Δ T(S).

Ketika arus dan tegangan berbeda fasa 180 derajat, PF negatif, beban menyuplai daya ke sumber (contohnya adalah rumah dengan panel surya di atapnya yang mengalirkan daya ke jaringan listrik). Contoh:

• P adalah 700W dan sudut fase 45,6;
• PF sama dengan cos (45, 6) = 0,700, maka S = 700 W / cos (45, 6) = 1000 VA.

Rasio daya aktif dan daya semu disebut faktor daya (PF). Untuk dua sistem yang membawa beban resistif dalam jumlah yang sama, sistem dengan PF yang lebih rendah akan memiliki arus sirkulasi yang lebih tinggi karena daya listrik dikembalikan. Arus yang besar ini menimbulkan kerugian yang besar dan mengurangi efisiensi transmisi secara keseluruhan. Rangkaian dengan PF yang lebih rendah akan mempunyai beban total yang lebih besar dan rugi-rugi yang lebih tinggi untuk jumlah beban resistif yang sama. PF = 1, 0 ketika ada arus fasa. Nilainya nol ketika arus mendahului atau tertinggal dari tegangan sebesar 90 derajat.

Misalnya, PF =0,68 berarti hanya 68 persen dari total arus yang disuplai yang benar-benar berfungsi, sisanya 32 persen bersifat reaktif. Produsen utilitas tidak membebankan biaya kepada konsumen atas kerugian reaktifnya. Namun, jika terdapat inefisiensi pada sumber beban pelanggan yang menyebabkan PF turun di bawah tingkat tertentu, perusahaan utilitas dapat membebankan biaya kepada pelanggan untuk menutupi peningkatan penggunaan bahan bakar di pembangkit listrik dan penurunan kinerja linier jaringan.

Ciri-ciri S lengkap

Rumus daya total bergantung pada daya aktif dan reaktif dan direpresentasikan sebagai segitiga energi (Teorema Pythagoras). S = (Q 2 + P 2) 1/2, dimana:

• S = total (diukur dalam kilovolt-ampere, kVA);
• Q = reaktif (reaktivitas kilovolt, kVAR);
• P = aktif (kilowatt, kW).

Diukur dalam volt-ampere (VA) dan bergantung pada tegangan dikalikan dengan total arus masuk. Ini adalah jumlah vektor komponen P dan Q, yang memberi tahu Anda cara mencari daya total. Jaringan fase tunggal: V(V) = SAYA(Kapak R (Ω).

P(W) = V(V)x SAYA(A) = V 2(V)/ R (Ω) = SAYA 2(A)x R (Ω).

Jaringan tiga fase:

Tegangan V dalam volt (V) setara dengan arus I dalam ampere (A) dikalikan impedansi Z dalam ohm (Ω):

V(V) = SAYA(Kapak Z (Ω) = (| SAYA | X | Z |) ∠ (θ SAYA + θ Z).

S(VA) = V(V)x SAYA(A) = (| V | X | SAYA |) ∠ (θ V - θ SAYA).

P aktif

Ini adalah kekuatan yang digunakan untuk beroperasi, bagian aktifnya, diukur dalam W, adalah daya yang dikonsumsi oleh hambatan listrik sistem. P(W) = V(V)x SAYA(A)xcos φ

Q Reaktif

Itu tidak digunakan untuk jaringan. Q diukur dalam volt-ampere (VAR). Peningkatan indikator tersebut menyebabkan penurunan faktor daya (PF). Q(VAR) = V(V)x SAYA(A) x dosa φ.

Faktor efisiensi jaringan

PF ditentukan oleh ukuran P dan S dan dihitung menggunakan teorema Pythagoras. Kosinus sudut antara tegangan dan arus (sudut non-sinusoidal), diagram fasa tegangan atau arus dari segitiga energi dipertimbangkan. Koefisien PF sama dengan nilai absolut kosinus sudut fase energi kompleks ( φ ): PF = | karena φ | Efisiensi sistem tenaga listrik bergantung pada faktor PF dan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan pada sistem tenaga listrik perlu ditingkatkan.

Beban kapasitif dan induktif

Energi yang tersimpan dalam medan listrik dan magnet pada kondisi beban, seperti dari motor atau kapasitor, menyebabkan offset antara tegangan dan arus. Saat arus mengalir melalui kapasitor, penumpukan muatan menyebabkan munculnya tegangan berlawanan di kapasitor. Tegangan ini meningkat hingga maksimum tertentu yang ditentukan oleh struktur kapasitor. Dalam jaringan arus bolak-balik, tegangan pada kapasitor terus berubah. Kapasitor disebut sumber kerugian reaktif dan dengan demikian menyebabkan PF utama.

Mesin induksi adalah salah satu jenis beban yang paling umum dalam sistem tenaga listrik. Mesin ini menggunakan induktor atau gulungan kawat besar untuk menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Ketika tegangan pertama kali melewati kumparan, induktor sangat menolak perubahan arus dan medan magnet, yang menciptakan penundaan waktu dengan nilai maksimum. Hal ini mengakibatkan arus keluar fasa dengan tegangan.

Induktor menyerap Q dan karenanya menyebabkan PF tertunda. Generator induksi dapat menyuplai atau menyerap Q dan memberikan ukuran aliran Q dan kontrol tegangan kepada operator sistem. Karena perangkat ini mempunyai efek yang berlawanan pada sudut fasa antara tegangan dan arus, perangkat ini dapat digunakan untuk menghilangkan efek satu sama lain. Ini biasanya berbentuk bank kapasitor yang digunakan untuk mengatasi PF tertinggal yang disebabkan oleh motor induksi.

Penekanan pengaruh reaktif dalam jaringan listrik

Daya aktif reaktif dan daya semu menentukan PF sebagai faktor utama dalam menilai efisiensi penggunaan listrik pada jaringan sistem tenaga listrik. Jika PF tinggi, maka dapat dikatakan penggunaan listrik pada sistem tenaga listrik lebih efisien. Ketika PF buruk atau menurun, efisiensi daya sistem tenaga listrik menurun. Rendahnya PF atau penurunannya disebabkan oleh berbagai sebab. Ada metode koreksi khusus untuk meningkatkan PF.

Menggunakan kapasitor adalah cara terbaik dan paling efektif untuk meningkatkan efisiensi jaringan. Sebuah teknik yang dikenal sebagai kompensasi reaktif digunakan untuk mengurangi aliran daya nyata ke beban dengan mengurangi kerugian reaktif. Misalnya, untuk mengkompensasi beban induktif, kapasitor shunt dipasang dekat dengan beban itu sendiri. Hal ini memungkinkan kapasitor untuk mengkonsumsi semua Q dan tidak mengirimkannya melalui saluran transmisi.

Praktek ini menghemat energi karena mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan untuk melakukan jumlah pekerjaan yang sama. Hal ini juga memungkinkan desain saluran transmisi yang lebih efisien menggunakan konduktor yang lebih kecil atau konduktor konektor yang lebih sedikit dan desain menara transmisi yang dioptimalkan.

Untuk menjaga tegangan dalam kisaran optimal dan mencegah fenomena ketidakstabilan, berbagai perangkat kontrol fasa dipasang di lokasi optimal di seluruh jaringan sistem tenaga, dan berbagai teknik kontrol reaktif digunakan.

Sistem yang diusulkan membagi metode tradisional menjadi tegangan dan kontrol Q:

• pengatur tegangan untuk mengatur tegangan bus sekunder gardu induk;
• Regulasi Q untuk mengatur tegangan bus primer.

Dalam sistem ini, dua jenis perangkat dipasang di gardu induk untuk interaksi kontrol tegangan dan kontrol Q.

Kontrol tegangan dan daya reaktif

Ini adalah dua aspek yang berdampak sama yaitu menjaga keandalan dan memperlancar transaksi komersial di jaringan transmisi. Pada sistem tenaga arus bolak-balik (AC), tegangan dikendalikan dengan mengontrol produksi dan penyerapan Q. Ada tiga alasan mengapa jenis kontrol ini diperlukan:

1. Peralatan sistem tenaga dirancang untuk beroperasi pada rentang tegangan, biasanya dalam kisaran ±5% dari tegangan pengenal. Pada tegangan rendah, kinerja peralatan buruk, bola lampu memberikan penerangan lebih sedikit, motor induksi dapat menjadi terlalu panas dan rusak, dan beberapa perangkat elektronik tidak akan berfungsi sama sekali. Tegangan tinggi dapat merusak peralatan dan memperpendek umurnya.
2. Q menghabiskan sumber daya transmisi dan pembangkitan. Untuk memaksimalkan daya aktual yang dapat ditransmisikan melalui antarmuka transmisi yang padat, aliran Q harus diminimalkan. Demikian pula, produksi Q dapat membatasi keluaran aktual generator.
3. Reaktivitas penggerak dalam jaringan transmisi menimbulkan kerugian daya yang nyata. Untuk menutupi kerugian ini, listrik dan energi harus dikompensasi.

Sistem transmisi merupakan konsumen Q nonlinier yang bergantung pada beban sistem. Pada beban yang sangat rendah sistem menghasilkan Q yang harus diserap, dan pada beban tinggi sistem mengkonsumsi Q dalam jumlah besar yang harus diganti. Persyaratan Sistem Q juga bergantung pada konfigurasi pembangkitan dan transmisi. Akibatnya, persyaratan reaktif sistem berubah seiring waktu seiring dengan perubahan tingkat beban dan pola beban serta pembangkitan.

Operasi sistem memiliki tiga tujuan untuk mengendalikan Q dan tegangan:

1. Itu harus menjaga tegangan yang cukup di seluruh sistem transmisi dan distribusi baik untuk kondisi saat ini maupun yang tidak terduga.
2. Memastikan kemacetan aliran energi aktual diminimalkan.
3. Berusaha keras untuk meminimalkan kehilangan daya yang sebenarnya.

Sistem energi massal terdiri dari banyak peralatan, yang mana saja dapat rusak. Oleh karena itu, sistem ini dirancang untuk menahan kegagalan peralatan individual sambil terus beroperasi demi kepentingan terbaik konsumen. Inilah sebabnya mengapa sistem kelistrikan memerlukan cadangan daya nyata untuk merespons keadaan yang tidak terduga dan mempertahankan cadangan Q.

Satuan pengukuran energi listrik ditetapkan dan ditetapkan dalam Sistem Satuan Internasional.

Penggunaan peralatan listrik rumah tangga di rumah memaksa pengguna untuk menghitung listrik dan mengetahui satuan pengukurannya.

Satuan pengukuran listrik

Tegangan

Tegangan (U) dalam jaringan diukur dalam volt (V).

Pada jaringan satu fasa yang biasa digunakan untuk menyuplai listrik ke konsumen swasta, tegangannya 220V.

Dalam jaringan tiga fasa tegangannya 380V. 1 kilovolt (kV) sama dengan 1000V.

Tegangan 220 dan 380V setara dengan sebutan tegangan 0,22 dan 0,4 kV.

Kekuatan saat ini

Beban yang dikonsumsi yang dihasilkan oleh peralatan rumah tangga, perlengkapan dan konsumen lainnya disebut kuat arus (I) dan diukur dalam ampere (A).

Perlawanan

Resistansi (R) merupakan indikator yang sama pentingnya dan menunjukkan besarnya resistansi suatu material terhadap aliran arus listrik. Dalam kehidupan sehari-hari, pengukuran hambatan menunjukkan keutuhan peralatan listrik, diukur dalam (Ohm). Untuk mengukur nilai resistansi yang besar, misalnya pada saat mengukur keutuhan motor listrik, digunakan megger, 1 ohm sama dengan 0,000001 megaohm (mOhm).

1 kiloohm (kOhm) sama dengan 1000 Ohm.

Daya tahan tubuh manusia berkisar antara 2 hingga 10 kOhm.

Resistivitas konduktor digunakan untuk memperkirakan resistansi bahan untuk penggunaan selanjutnya dalam pembuatan produk listrik; itu tergantung pada luas penampang dan panjang konduktor.

Kekuatan

Daya adalah jumlah energi listrik yang dikonsumsi oleh suatu peralatan rumah tangga tertentu dalam satuan waktu tertentu, diukur dalam watt (W) dan kiloW (kW) - 1000 W; dalam skala industri, satuan pengukuran seperti megawatt - 1 juta W dan gigawatt (gW) – 1 miliar watt.

Bagaimana listrik diukur pada meteran?

Untuk menentukan jumlah listrik yang dikonsumsi , Pengukur energi aktif listrik digunakan untuk mencatatnya. Ada juga pengukur energi reaktif di industri.

Untuk menentukan bagaimana konsumsi listrik di sebuah apartemen diukur, digunakan 1 kW*jam. Untuk pengukur energi reaktif, daya reaktif terintegrasi diukur dalam 1 kVar*jam. Perlu dicatat bahwa ketika mencatat energi yang dikonsumsi, meteran harus ditulis dengan benar, daya dikalikan dengan waktu.

Kembali