Eng Ru
Отправить письмо

Дайте определение полной, активной и реактивной мощности. Определение активная мощность


Методики расчёта составляющих мощности при синусоидальных и несинусоидальных режимах



Особое внимание уделяется обеспечению качества электроэнергии, которая должна соблюдать определённые требования. Несоблюдение требований ведёт к повреждению электрического оборудования, к росту потерь электроэнергии.

Ввиду постоянного роста количества электрических приёмников возникают высшие гармоники. А составляющие гармоник тока и напряжения ведут к возникновению проблем качества электрической энергии. На потребителей это сказывается в виде повышения стоимости электрической энергии. Под качеством электрической энергии принято понимать взаимосоответствие характеристик электроэнергии и показателей качества электроэнергии. Основными параметрами качества согласно ГОСТ 13109–2003 [1] являются колебания напряжения, отклонение частоты, несинусоидальность и несимметрия напряжения. Поэтому правильное определение параметров режима, таких как активная и реактивная мощность, а также действующие значения токов и напряжений имеет важное значение при исследовании показателей качества электроэнергии.

Определение активной, реактивной и полной мощности.

Одним из важных параметров в электроэнергетических системах является активная мощность, которой уделяется большое внимание. Активной мощностью P называется мощность, потребляемая электроприёмниками и преобразующаяся в другие виды энергии. Она имеет конкретное определение. Поэтому способы определения активной мощности никем не опровергались.

Иначе можно говорить о неактивной мощности или реактивной мощности, так как стойкого определения нет. Под ней понимают всю мощность, исключая активную. Это связано с тем, что описать процессы при несинусоидальных режимах реактивной мощностью нельзя. Реактивной мощностью называют мощность, преобразующуюся в энергию магнитных и электрических полей.

Электрические поля будут создаваться в электрооборудовании, которое характеризуется ёмкостным сопротивлением. Реактивная мощность в конденсаторах, кабелях представлена выражением

.

А магнитные поля характеризуются индуктивным сопротивлением. В таких видах электрооборудования как, трансформаторы, двигатели реактивная мощность определяется выражением

.

Полная мощность определяется общепризнанной формулой в случае синусоидальной нагрузки:

.

Под полной мощностью понимают мощность, необходимую для обеспечения работы нагрузки, в случае неиспользования всей мощности при совершении полезной работы. Именно она определяет выбор электрооборудования подстанций.

Способов определения реактивной мощности существует много. Именно вопросы определения реактивной мощности являются предметом споров и обсуждений учёных. Внимание к этим вопросам связано с увеличением несинусоидальных нагрузок. Соответственно, если гармоники были невелики, то погрешность расчётов реактивной мощности была не большой. Рост высших гармоник связан с внедрением различных устройств. Источниками высших гармоник являются такие устройства, как сварочные аппараты, статические преобразователи, электродуговые печи.

Так же фактором влияния является прогресс компьютерной техники. Что значительно сокращает время и упрощает расчёты. Ранее компьютерная и измерительная техника не позволяла производить сложные расчёты реактивной мощности.

Ранее в ГОСТах никак не застрагивались несинусоидальные режимы. Поэтому проблемы определения реактивной мощности при несинусоидальных режимах являются актуальными.

Международная электротехническая комиссия (МЭК) в 1977г. предложила производить расчёт реактивной мощности по формуле

.

Методы определения реактивной мощности при синусоидальных режимах.

Методы определения реактивной мощности при синусоидальных режимах можно разделить на две группы: методы, использующие мгновенные значения токов и напряжений и методы, использующие действующие значения токов и напряжений.

Первая группа методов, основанная на использовании мгновенных значений токов и напряжений, использует формулу, встречающуюся практически в каждом учебнике по ТОЭ.

К. С. Демирчян в [2] приводит формулу, которая справедлива лишь для синусоидального режима:

.

Также часто встречается способ определения реактивной мощности по формуле

.

Формула имеет место и для расчёта несинусоидальных режимов.

Также существует ещё один способ определения мощности для синусоидального режима, используя вольтамперную характеристику. Маевский в [3] предпринял попытку использования интегрального выражения. Интеграл берётся от произведения тока на функцию перпендикулярную напряжению или напротив произведения напряжения на функцию перпендикулярную тока. Мощность Маевского представлена формулой

.

Методы определения реактивной мощности при несинусоидальных режимах.

В связи с отсутствием точной формулировки реактивной мощности при несинусоидальных режимах у учёных наблюдаются большие разногласия.

Наиболее известная формула расчёта реактивной мощности ввёл Штайнмец которую используют как для расчёта режимов с синусоидальной нагрузкой, так и с несинусоидальной:

.

Далее Иловичем были предложены формула

.

Буденау ввёл понятие «мощность искажение». Заметим, что учёные по-разному обозначают мощность искажения. В литературе [4, 5, 6] обозначают, как «D», также встречается такое обозначение, как «T» в [7].

Буденау считал целесообразным выделение двух составляющих Q и D, это являлось причиной превышения полной мощности над активной мощностью в несинусоидальном режиме. На рисунке 1 представлено геометрическое понимание мощности. Одна выражалась в сдвиге по фазе, а другая в искажении формы. Мощность искажения представлена формулой

.

Рис. 1. Геометрическое понимание мощностей

Шклярский Я. Э. в [6] приводит формулу для расчёта мощности искажения через действующие значения токов и напряжений высших гармоник, без определения полной, активной и реактивной мощностей, в случае, когда гармонические составляющие величин заданы. Тогда мощность искажения представлена выражением

.

В диссертации С. Н. Чижмы [5] имеется рисунок 2, на котором наглядно истолкованы понятия активной и реактивной мощности (рисунок 2). В индуктивных элементах происходит отставание тока от напряжения по фазе, в случае, когда ток и напряжение имеют разные знаки. Энергия, запасаемая в индуктивных элементах, совершает колебательные движения. Такую мощность называют реактивной.

Рис. 2. Истолкование понятий активной и реактивной мощности

Вывод.

Одним из важных параметров в электроэнергетических системах является активная мощность, которая имеет конкретное определение. Поэтому способы определения активной мощности никем не опровергались. Иначе можно говорить о неактивной мощности или реактивной мощности, так как стойкого определения нет. Способов определения реактивной мощности существует много. Именно вопросы определения реактивной мощности являются предметом споров и обсуждений учёных.

Литература:
  1. ГОСТ 13109–2003. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. — Взамен ГОСТ 13109– 87; введен 1999–01–01. — М.: Госстандарт России, 2010. — 35 с. — (Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная).
  2. Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники [Текст]: в 3 т. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. — 4-е изд., дополненное для самостоятельного изучения курса. — Питер. — Т. 1. — 2003. — 357 с.
  3. Маевский О. А. Энергетические показатели вентильных преобразователей [Текст]. -М.: Энергия. — 1978. — 320 с.
  4. Сулейманов, А. О. Неактивная мощность и её составляющие в элеткроэнергетических системах [Текст]: дис.... канд. тех. наук: 05.14.02 / Алмаз Омурзакович Сулейманов; ГОУ ВПО Томский политехничсекий университет. — Томск, 2009. — 135 с.
  5. Чижма, С. Н. совершенствование методов и средств контроля качества электроэнергии и составляющих мощности в электроэнергетических системах с тяговой нагрузкой [Текст]: дис.... доктора тех. наук: 05.14.02 / Сергей Николаевич Чижма; Омский государственный университет путей сообщения. — Омск, 2014. — 367 с.
  6. Шклярский, Я. Э. Влияние гармонического состава тока и напряжения на мощность искажения [Текст] / Я. Э. Шклярский, А. А. Брагин, В. С. Добуш // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». — 2012. — № 4. — С. 26–32.
  7. Крогерис, А. Ф. Мощность переменного тока [Текст]: учеб. / А. Ф. Крогерис. — Рига.: Физ.-энерг.ин-т Латв.АН. — 1993. — 294с.

Основные термины (генерируются автоматически): реактивная мощность, активная мощность, полная мощность, режим, напряжение, мощность, действующее значение токов, мощность искажения, электрическая энергия, формула.

moluch.ru

Мощность активная и реактивная - Великие физики

По общепринятому определению, активная мощность является действительной частью полной мощности, а реактивная - её мнимой частью.

Активная мощность представляет собой ту составляющую полной мощности, которая совершает полезную работу, трансформируясь в нужные потребителю виды энергии (световую, тепловую, звуковую). Некоторые приборы (утюги, лампы накаливания, обогреватели, электроплиты) характеризуются в своей работе только величиной активной мощности. Таким образом, для этих приборов величина активной мощности практически будет соответствовать полной мощности.

Совсем другая ситуация наблюдается в случае с электрическими приборами, содержащими реактивные элементы (ёмкости и индуктивности). В цепях этих приборов возникает реактивная энергия, обычно расходующаяся на бесполезный нагрев проводников электрической цепи. Реактивными нагрузками являются различные типы электродвигателей, электроинструменты (перфораторы, электродрели, штроборезы, углошлифовальные машины и другие переносные инструменты, питающиеся от сети электрического тока).

В электрических цепях, в которых содержатся реактивные элементы, для определения величины полной мощности, измеряемой в вольт амперах (ВА), активную мощность, измеряемую в ваттах (Вт) делят на определённую величину коэффициента cosφ. Величина cosφ указывается в паспорте электродвигателя.

Учитывая то, что главной задачей системы энергоснабжения является доставка полезной энергии к потребителю, следовательно, реактивную мощность считают вредной характеристикой электрической цепи. В зависимости от того, чем выше показатель cosφ потребителя электрической энергии, тем меньшими будут потери полной мощности в линии, следовательно, передача электроэнергии станет более дешёвой для потребителя.

Коэффициент мощности отражает степень эффективности использования рабочей мощности источника электроэнергии. Для повышения величины коэффициента мощности в различных электроустановках применяют специальные приёмы, служащие для компенсации реактивной мощности. Компенсирующие устройства, уменьшающие сдвиг фаз между напряжением и током, представляют собой генераторы опережающего тока.

С целью компенсации потерь, проявляющихся по причине индуктивной составляющей электрической цепи, применяют специальные конденсаторные батареи, которые подключаются параллельно к рабочей нагрузке. Конденсаторные батареи работают в этом случае как синхронные компенсаторы.

Конденсаторные установки, компенсирующие реактивную мощность, помогают значительно снизить нагрузку на электрическую сеть, а также обеспечить значительную экономию средств в оплате электроэнергии, что приводит к существенному снижению себестоимости выпускаемой продукции.

www.phisiki.com

Баланс активных и реактивных мощностей

Баланс активных и реактивных мощностей

Активная мощность источников РИ (турбогенераторов и гидрогенераторов электростанций, нетрадиционных источников, гидроаккумулирующих станций и др.) в любой момент времени соответствует потребляемой мощности.

Приведенное уравнение определяет баланс активных мощностей в электрической системе.

Баланс активных мощностей соответствует определенным значениям частоты и напряжения в узлах, к которым подключены потребители (нагрузки). Изменение мощности источников связано с изменением частоты и напряжения очевидным равенством, получающимся разложением в ряд Тейлора функции:

Баланс активных и реактивных мощностей

При нагружении баланса мощностей вследствие снижения генерирующей мощности или увеличения потребления активной мощности устанавливается режим с изменившимися значениями составляющих уравнения баланса мощности. Снижение генерируемой мощности приводит к уменьшению частоты и напряжения в системе и, наоборот, увеличение мощности источников приводит к возрастанию частоты тока и напряжения в электрической системе одинаково в любом ее узле. Воздействовать на изменение частоты можно только путем изменения генерируемой активной мощности.

Номинальное значение частоты в европейских странах составляет 50 Гц, в США и ряде других стран — 60 Гц. Снижение частоты приводит к уменьшению скорости вращения синхронных и асинхронных электродвигателей и, в конечном счете, к уменьшению производительности приводных механизмов. В ориентировочных расчетах принимают, что изменение частоты на 1 % приводит к изменению активной мощности нагрузки на 0,5 %.

Баланс реактивной мощности определяется уравнением

Баланс активных и реактивных мощностей

Вопрос компенсации реактивной мощности относится к числу важнейших при проектировании и эксплуатации систем энергоснабжения предприятий. Как известно, величина (значение) реактивной мощности характеризует скорость обмена электромагнитной энергии источниками и потребителями электроэнергии. При этом индуктивные элементы являются накопителями реактивной мощности, а емкостные — ее генераторами.

В трехфазных симметричных сетях реактивная мощность определяется по формуле

Баланс активных и реактивных мощностей

В простейшем случае одно или двухполупериодного выпрямителя, работающего на активную нагрузку (рис. 9.6), при угле управления а * 0 первая гармоника тока 1 сдвинута относительно кривой напряжения на угол фь значение которого зависит от угла управления а. ток первой гармоники может быть представлен суммой активной и реактивной составляющих; соответственно могут быть представлены мощности. Однако такая мощность не связана с обменными процессами, она обусловлена лишь наличием сдвига по фазе между током и напряжением. Ее правильнее было бы назвать мощностью сдвига. Но мы будем пользоваться привычным и общепринятым термином «реактивная мощность».

Баланс активных и реактивных мощностей

Компенсация реактивной мощности (т.е. ее минимизация) производится одними и теми же методами независимо от природы ее появления, т.е. наличия реактивных элементов в сети или сдвига фаз, обусловленного нелинейными потребителями. На практике обычно имеют место сочетания обоих причин: в вентильных преобразователях (выпрямителях, инверторах и др.) используются реакторы для сглаживания коммутационных процессов и батареи конденсаторов; преобразователи и ДСП включаются через трансформаторы и т.д. Говоря о коэффициенте мощности coscp, следует иметь в виду, что более точно его следовало бы назвать коэффициентом сдвига фаз.

Согласно первой научной картине мира Ньютона—Максвелла все электрические машины обратимы, т.е. они могут работать как в двигательном, так и в генераторном режимах. Это свойство электрических машин используется, в частности, на гидроаккумуляторных станциях: синхронная машина используется в качестве двигателя при перекачке воды в резервуары в периоды минимальных нагрузок энергосистемы и в генераторном режиме, когда запасенная потенциальная энергия воды используется для вращения гидротурбины.

Синхронные машины, применяемые в промышленных системах электроснабжения, независимо от их основного назначения (электродвигатели, генераторы) используются также в качестве источников реактивной мощности. Синхронные компенсаторы устанавливаются только в целях получения РМ. Эти машины могут также работать в режиме потребления РМ.

Это можно наглядно продемонстрировать с помощью известных Uобразных характеристик. На рис. 9.7 представлены Uобразные характеристики синхронного генератора, подключенного к электрической сети с неизменным уровнем напряжения сУ0 = const при различных значениях активной нагрузки Р = 0; Р’ Р».

При значениях тока возбуждения меньших граничного (IF< I/JP), т. е. в режиме недовозбуждения, синхронная машина ведет себя как индуктивность, т. е. потребляет реактивную мощность; при перевозбуждении (IF> IFRP) — является источником реактивной мощности, т. е. ведет себя как емкость.

Баланс активных и реактивных мощностей

Для синхронных электродвигателей значения Р] Р’Р» являются электромагнитной мощностью, соответствующей вращающему электромагнитному моменту. Нижняя кривая является Uобразной характеристикой синхронного компенсатора.

Турбогенераторы небольшой мощности (обычно до 50 MBА) применяются на электростанциях (блокстанциях) предприятий, которые либо являются автономными, либо подключаются к сетям энергосистемы. Используются теплофикационные турбины с отбором пара для промышленных нужд. В любом режиме работы нагрузка турбогенератора ограничивается номинальной мощностью S*ном:

Баланс активных и реактивных мощностей

В режиме работы с номинального значения коэффициента мощностиcos φда 0,80…0,85, что соответствует значениямгенерируемой реактивной мощности QT «(0,53…0,60)» УНОМ.

Оценить значение располагаемой реактивной мощности в режимах, отличных от номинального, очень затруднительно. Так, при увеличении значения Qr по сравнению с номинальным (путем увеличения тока возбуждения If) во избежание перегрева ротора должна быть снижена полная мощность. Кратность снижения этой величины зависит от вида охлаждения (воздушное, водородное), конструкции ротора и ряда других параметров. Как правило, для окончательного решения этого вопроса следует обратиться к паспорту машины либо результатам тепловых испытаний.

При отсутствии возбуждения (I/ = 0), например при включении автомата гашения поля (АГП), турбогенератор будет работать в асинхронном режиме, который, как правило, допустим лишь кратковременно. На промышленных предприятиях турбогенераторы для регулирования напряжения и реактивной мощности используются редко.

Синхронные компенсаторы, в отличие от синхронных генераторов, не имеют выходного конца вала, что облегчает герметизацию машины и позволяет использовать водородное охлаждение. Компенсаторы строятся на напряжения 6,6—15,75 кВ, мощностью до 345 MBА. В промышленности распространены СК10000 кВА.

Полная номинальная мощность компенсатора при работе с перевозбуждением, в генераторном режиме, определяется по формуле (9.14). Полная мощность при недовозбуждении (потребляемая)

определятся по формуле

Баланс активных и реактивных мощностей

Значение синхронного индуктивного сопротивления синхронного компенсатора (в относительных единицах) х% = 1,8…2,5. Активная мощность, обусловленная наличием механических потерь, а также потерь в стали и меди, составляет 1… 2 % от номинальной мощности. Синхронные компенсаторы иногда применяются на ГПП предприятий.

pue8.ru

Понятие активной, реактивной и полной мощности

Мгновенная мощность, выделяющаяся на элементах сети, определяется через мгновенные значения тока и напряжения:

р = u ∙ i.

Наличие сдвига по фазе между синусоидами тока и напряжения обусловливает необходимость введения понятий реактивной и полной мощности.

Если цепь чисто активная (φ = 0), то графическое перемножение синусоид тока и напряжения даст нам однополярный сигнал – рис. 1.5. В любой момент времени мощность больше либо равна нулю. Эта ситуация соответствует максимально эффективному (то есть активному) потреблению электроэнергии, которая необратимо и однонаправленно выделяется на активных элементах сети и не возвращается в источник. Эта мощность получила название активной, обозначается Р и измеряется в ваттах (Вт).

 

Рис. 1.5. Изменение токов, напряжений (а) и мощности (б)

при чисто активной нагрузке (φ = 0)

 

Если цепь имеет активно-индуктивный характер (0 < φ < 90°), то результат перемножения будет представлять собой синусоиду, поднятую относительно оси абсцисс и имеющую как положительную, так и отрицательную части – рис. 1.6.

 

Рис. 1.6. Изменение токов, напряжений (а) и мощности (б)

при активно-индуктивной нагрузке (0 < φ < 90°)

 

Будем далее увеличивать угол φ. Когда угол достигнет 90°, получим следующий график p(t) – рис. 1.7. Среднее значение мощности за период равно нулю. Эта ситуация соответствует наиболее неэффективному (то есть неактивному или реактивному) характеру потребления электроэнергии, которая первые полпериода потребляется приёмником, а вторые полпериода возвращается обратно в источник. Эта обменная мощность получила название реактивной, обозначается Q и измеряется в варах (вар).

 

Рис. 1.7. Изменение токов, напряжений (а) и мощности (б)

при чисто индуктивной нагрузке (φ = 90°)

 

На рис. 1.5, 1.7 рассмотрены крайние идеальные случаи, а на рис. 1.6 – промежуточная ситуация, в которой можно выделить активную и реактивную составляющие, а также величину, характеризующую их совместное действие – полную мощность S, измеряемую в вольт-амперах (ВА). Полученные три вида мощности образуют треугольник мощностей – рис. 1.8, из которого следует выражение:

S = .

 

Рис. 1.8. Треугольник мощностей

 

Угол φ между векторами активной и полной мощностей имеет тот же смысл, что и на рис. 1.4, относящемся к сопротивлениям. Коэффициентом мощности cosφ тем больше и тем ближе к единице, чем более активный характер имеет электрическая цепь.

Понятие реактивной мощности имеет особое значение в электроэнергетике. Актуальной является проблема регулирования и компенсации реактивной мощности в энергосистеме. Реактивная мощность является необходимым условием для создания магнитного поля в электрических машинах. Заметим, что в отличие от активной мощности, на создание реактивной мощности не расходуется топливо. Важно помнить, что реактивная мощность, протекающая по проводникам, приводит к активным тепловым потерям. Поэтому реактивную мощность целесообразно производить не на электростанции, а вблизи потребителя. В противном случае, реактивная мощность будет транспортироваться на большое расстояние, приводя к экономическому ущербу в виде необратимых потерь и ограничивая пропускную способность линий для передачи полезной активной мощности. Кроме того, неоправданно большие перетоки реактивной мощности приводят к падению напряжения в узлах потребления электроэнергии. Простейшими источниками реактивной мощности являются конденсаторы.

Кроме того, в ряде случае излишки реактивной мощности требуется потреблять. Если этого не сделать, то повысится уровень напряжения сверх допустимого предела. Такая ситуация может сложиться при использовании длинных линий электропередачи, которые обладают значительной ёмкостью относительно земли и поэтому являются генераторами избыточной реактивной мощности. Чтобы решить данную проблему, применяют простейшие потребители реактивной мощности – шунтирующие реакторы, представляющие собой катушки индуктивности, включенные между проводником и землёй.

Помимо этого используются и другие, более сложные устройства для регулирования реактивной мощности – синхронные компенсаторы и статические тиристорные компенсаторы.

Похожие статьи:

poznayka.org

Определение - активная мощность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Определение - активная мощность

Cтраница 1

Определения активной мощности (6.6), действующих значений тока (6.7) и напряжения (6.9) справедливы для периодических напряжений и токов любой формы. Кроме того, определение (6.6) пригодно для любого двухполюсного элемента, а (6.7) и (6.9) используют соответственно для нахождения напряжения между любой парой узлов и тока любой ветви произвольной цепи с источниками переменных периодических напряжений и токов.  [1]

Для определения активной мощности всей цепи поступаем аналогично предыдущему, проектируя на ось Р вектор Ik.  [2]

При определении активной мощности с помощью двух однофазных ваттметров следует помнить ( § 12.3), что в зависимости от угла ф и его знака показания одного из ваттметров могут быть отрицательными или вообще равными нулю. Независимо от этого для получения общей мощности всегда необходимо брать алгебраическую сумму показаний ваттметров.  [3]

При определении активной мощности, потребляемой индуктором, следует принимать Л уст Q, так как потерь в ин-дуктрре нет.  [4]

Аналитическое выражение для определения добавочной активной мощности получим из треугольников мощностей.  [5]

Переносный измеритель выходной мощности предназначен для определения выходной активной мощности усилителей, генераторов, радиоприемников, телевизоров и подобной аппаратуры путем измерения напряжения на известных входных активных сопротивлениях измерителя.  [6]

В таком преобразованном виде формула широко применяется для определения активной мощности, развиваемой трехфазным током при равномерной нагрузке фаз. При этом индексы л в ней обычно не пишут: под буквенными обозначениями U и / подразумевают в данном случае линейные значения напряжения и тока.  [7]

Длина перпендикуляра MF, опущенного из точки М на линию ОР, перпендикулярную к вектору напряжения и, может служить для определения активной мощности Р1 на входе цепи.  [8]

Влияние отключения одной или нескольких ЛЭП, связывающих электростанцию с системой, учитывается путем определения допустимой передаваемой активной мощности с шин электростанции в систему из условия обеспечения статической устойчивости. При отключении ЛЭП мощность, выдаваемая с шин станции, не должна превышать допустимую мощность ( Рдоп), иначе необходимо производить разгрузку электростанции. В этом случае наблюдается недоотпуск электроэнергии в систему, вызывающий системный ущерб.  [10]

Моделирование на непрерывных средах осуществляется в электролитической ванне или на электропроводной бумаге. Метод позволяет исследовать трехмерные поля, сравнительно прост в реализации и нагляден. Недостатком является невозможность исследовать поля при слабом поверхностном эффекте, низкая точность определения активных мощностей, сложность моделирования многовитковых индукторов. В настоящее время этот способ моделирования в технике индукционного нагрева почти не используется.  [11]

Величина ( 22л представляет собой реактивную ( емкостную) мощность, генерируемую линиями электрических сетей. Например, в линиях напряжением 110 кв и выше генерируемая реактивная мощность обычно покрывает потери реактивной мощности и может даже превысить их. Однако следует учитывать, что в электрических системах применяется несколько трансформаций, и потери реактивной мощности в трансформаторах значительны. При определении активной мощности генераторов энергосистемы и работе с нормальным для них cos ф, равным 0 85, генерируемая ими реактивная мощность может быть меньше, чем это требуется по условию баланса реактивных мощностей. Тогда в системе образуется дефицит реактивной мощности.  [12]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Дайте определение полной, активной и реактивной мощности — КиберПедия

Активная мощность (P) Другими словами активную мощность можно назвать: фактическая, настоящая, полезная, реальная мощность. В цепи постоянного тока мощность, питающая нагрузку постоянного тока, определяется как простое произведение напряжения на нагрузке и протекающего тока, то есть

P = U I

потому что в цепи постоянного тока нет понятия фазового угла между током и напряжением. Другими словами, в цепи постоянного тока нет никакого коэффициента мощности.

Но при синусоидальных сигналах, то есть в цепях переменного тока, ситуация сложнее из-за наличия разности фаз между током и напряжением. Поэтому среднее значение мощности (активная мощность), которая в действительности питает нагрузку, определяется как:

P = U I Cosθ

В цепи переменного тока, если она чисто активная (резистивная), формула для мощности та же самая, что и для постоянного тока: P = U I.

Формулы для активной мощности

P = U I - в цепях постоянного тока

P = U I cosθ - в однофазных цепях переменного тока

P = √3 UL IL cosθ - в трёхфазных цепях переменного тока

Активная мощность = √ (Полная мощность2 – Реактивная мощность2

Реактивная мощность (Q) Также её мощно было бы назвать бесполезной или безваттной мощностью.

Мощность, которая постоянно перетекает туда и обратно между источником и нагрузкой, известна как реактивная (Q).

Реактивной называется мощность, которая потребляется и затем возвращается нагрузкой из-за её реактивных свойств. Единицей измерения активной мощности является ватт, 1 Вт = 1 В х 1 А. Энергия реактивной мощности сначала накапливается, а затем высвобождается в виде магнитного поля или электрического поля в случае, соответственно, индуктивности или конденсатора.

Реактивная мощность определяется, как

Q = U I sinθ

и может быть положительной (+Ue) для индуктивной нагрузки и отрицательной (-Ue) для емкостной нагрузки.

Единицей измерения реактивной мощности является вольт-ампер реактивный (вар): 1 вар = 1 В х 1 А. Проще говоря, единица реактивной мощности определяет величину магнитного или электрического поля, произведённого 1 В х 1 А.

Формулы для реактивной мощности

Q = U I sinθ

Реактивная мощность = √ (Полная мощность2 – Активная мощность2)

Полная мощность (S)

Полная мощность – это произведение напряжения и тока при игнорировании фазового угла между ними. Вся мощность в сети переменного тока (рассеиваемая и поглощаемая/возвращаемая) является полной.

Комбинация реактивной и активной мощностей называется полной мощностью. Произведение действующего значения напряжения на действующее значение тока в цепи переменного тока называется полной мощностью.

Она является произведением значений напряжения и тока без учёта фазового угла. Единицей измерения полной мощности (S) является ВА, 1 ВА = 1 В х 1 А. Если цепь чисто активная, полная мощность равна активной мощности, а в индуктивной или ёмкостной схеме (при наличии реактивного сопротивления) полная мощность больше активной мощности.

Формула для полной мощности

S = U I

Полная мощность = √ (Активная мощность2 + Реактивная мощность2)

Следует заметить, что:

- резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.

- индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.

- конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.

Все эти величины тригонометрически соотносятся друг с другом, как показано на рисунке:

 

 

 

 

Осциллятор

Осцилля́тор (лат. oscillo — качаюсь) — система, совершающая колебания, то есть показатели которой периодически повторяются во времени.

Гармони́ческий осцилля́тор (в классической механике) — система, которая при выведении её из положения равновесия испытывает действие возвращающей силы F, пропорциональной смещению x:

F=-kx

 

где k — постоянный коэффициент.

Если F — единственная сила, действующая на систему, то систему называют простым или консервативным гармоническим осциллятором. Свободные колебания такой системы представляют собой периодическое движение около положения равновесия (гармонические колебания). Частота и амплитуда при этом постоянны, причём частота не зависит от амплитуды.

Если имеется ещё и сила трения (затухание), пропорциональная скорости движения (вязкое трение), то такую систему называют затухающим или диссипативным осциллятором. Если трение не слишком велико, то система совершает почти периодическое движение — синусоидальные колебания с постоянной частотой и экспоненциально убывающей амплитудой. Частота свободных колебаний затухающего осциллятора оказывается несколько ниже, чем у аналогичного осциллятора без трения.

Если осциллятор предоставлен сам себе, то говорят, что он совершает свободные колебания. Если же присутствует внешняя сила (зависящая от времени), то говорят, что осциллятор испытывает вынужденные колебания.

Механическими примерами гармонического осциллятора являются математический маятник (с малыми углами отклонения), груз на пружине, торсионный маятник и акустические системы. Среди немеханических аналогов гармонического осциллятора можно выделить электрический гармонический осциллятор (см. LC-цепь).

Любая система, в которой происходит простое гармоническое движение, обладает двумя ключевыми свойствами:

• когда система выведена из состояния равновесия, должна существовать возвращающая сила, стремящаяся вернуть систему в равновесие;

• возвращающая сила должна в точности или приближённо быть пропорциональна перемещению.

• Гармоническим осциллятором называют частицу, совершающую одномерное движение под действием квазиупругой силы . F=kx;

• Потенциальная энергия частицы

• Гармонический осциллятор в квантовой механике описывается уравнением Шредингера:

 

 

 

Полная энергия осциллятора.

где n=0,1,2….

 

cyberpedia.su


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта