Что такое квар в электрике?

Что такое кВАр?

Основной единицей измерения мощности применительно к электрооборудованию является кВт (киловатт). Но существует и другая единица мощности, о которой знают далеко не все – кВАр.

кВАр (киловар) – единица измерения реактивной мощности (вольт-ампер реактивный – вар, киловольт-ампер реактивный – кВАр). В соответствии с требованиями Международного стандарта единиц систем измерения СИ, единица измерения реактивной мощности записывается «вар» (и, соответственно, «квар»).

Однако широкораспространенным является обозначение «кВАр». Такое обозначение обусловленно тем, что единицей измерения полной мощности по СИ является ВА. В зарубежной литературе общепринятым обозначением единицы измерения реактивной мощности является «kvar«.

Единица измерения реактивной мощности приравнивается к внесистемным единицам, допустимым к применению наравне с единицами СИ.

Приемники энергии переменного тока потребляют как активную, так и реактивную мощность. Соотношение мощностей цепи переменного тока можно представить в виде треугольника мощностей.

На треугольнике мощностей буквами P, Q и S обозначены активная, реактивная и полная мощности соответственно, φ – сдвиг фаз между током (I) и напряжением (U).

Значение реактивной мощности Q (кВАр) используется для определения полной мощности установки S (кВА), что на практике требуется, например, при расчете полной мощности трансформатора, питающего оборудование. Если более подробно рассмотреть треугольник мощностей, то очевидно, что компенсировав реактивную мощность, мы снизим и потребление полной мощности.

В зависимости от характера нагрузки на предприятиях могут применяться как не регулируемые конденсаторные установки, так и установки с автоматическим регулированием. В сетях с резко переменной нагрузкой используются установки с тиристорным управлением, которые позволяют подключать и отключать конденсаторы практически мгновенно.

Рабочим элементом любой конденсаторной установки является фазовый (косинусный) конденсатор. Основной характеристикой таких конденсаторов является мощность (кВАр), а не емкость(мкФ), как для остальных типов конденсаторов. Однако в основу функционирования как косинусных, так и обычных конденсаторов, заложены одни и те же физические принципы.

Поэтому мощность косинусных конденсаторов, выраженную в кВАр, можно пересчитать в емкость, и наоборот, по таблицам соответствия или формулам пересчета. Мощность в кВАр прямо пропорциональна емкости конденсатора (мкФ), частоте (Гц) и квадрату напряжения (В) питающей сети.

Стандартный ряд номиналов мощности конденсаторов для класса 0,4 кВ составляет от 1,5 до 50 кВАр, а для класса 6-10 кВ от 50 до 600 кВАр.

Важным показателем эффективности энергопотребления является экономический эквивалент реактивной мощности кэ (кВт/кВАр). Он определяется как снижение потерь активной мощности к уменьшению потребления реактивной мощности.

Значения экономического эквивалента реактивной мощности

Характеристика трансформаторов и системы электроснабженияПри максимальной нагрузке системы (кВт/кВАр)При минимальной нагрузке системы (кВт/кВАр)

Трансформаторы, питающиеся непосредственно от шин станций на генераторном напряжении	0,02	0,02
Сетевые трансформаторы, питающиеся от электростанции на генераторном напряжении (например, трансформаторы промышленных предприятий, питающиеся от заводских или городских электростанций)	0,07	0,04
Понижающие трансформаторы 110-35 кВ, питающиеся от районных сетей	0,1	0,06
Понижающие трансформаторы 6-10 кВ, питающиеся от районных сетей	0,15	0,1
Понижающие трансформаторы, питающиеся от районных сетей, реактивная нагрузка которых покрывается синхронными компенсаторами	0,05	0,03

Существуют и более «крупные» единицы измерения реактивной мощности, например мегавар (Мвар). 1 Мвар равен 1000 кВАр. В мегаварах как правило измеряется мощность специальных высоковольтных систем компенсации реактивной мощности – батарей статических конденсаторов (БСК).

Источник: http://www.matic.ru/clients/articles/what-is-kvar-02-04-11/

Расшифровка единиц мощности: разница между киловаттом и киловольтом — Искра Газ

Быстро выполнить эту простейшую математическую операцию можно с помощью нашей онлайн программы. Для этого необходимо в соответствующее поле ввести исходное значение и нажать кнопку.

Для сложных расчетов по переводу нескольких единиц измерения в требуемую (например для математического, физического или сметного анализа группы позиций) вы можете воспользоваться универсальными конвертерами единиц измерения.

На этой странице представлен самый простой онлайн переводчик единиц измерения киловольты в киловатты. С помощью этого калькулятора вы в один клик сможете перевести кВ в кВт и обратно.

Многие люди, интересующиеся электроникой и гальванистикой, спрашивают, как перевести ква в квт, чем отличаются эти величины друг от друга, и какого их соотношение. Об этом далее.

Что такое кВТ и кВА

Электрическая мощность является величиной, характеризующей скорость передачи с потреблением либо генерацией электроэнергии за временную единицу. Чем больше сила, тем больше работы может выполнить электрическое оборудование за временную единицу. Бывает она полной, реактивной и активной.

кВт — полная электрическая сила, а кВА — активная согласно понятию, представленному Джейсом Уаттом. В соответствии с этим в первом случае одна единица равняется 1000 Ватт.

Одним Вт является мощность, при которой за одну секунду может совершаться работа в один джоуль. Часть полной силы, передающейся в нагрузку за конкретный период тока, это активная мощность.

Она подсчитывается в качестве произведения действующих значений тока с напряжением на угловой косинус со сдвигом фаз около них.

Обратите внимание! Все электрические приборы, имеющие статус потребителей, делятся на несколько категорий:

К первым относятся лампы накаливания с обогревателями и электрическими плитами. Ко вторым относятся кондиционеры с телевизорами, дрелями и люминесцентными лампами.

Объект измерения

В ваттах на данный момент можно измерить любую силу, не только электрическую. К примеру, чтобы измерить двигательную автомобильную силу, применяются ватты. Но зачастую используются не сами они, а их производные. Аналогично с метрами и километрами, граммами и килограммами, 1 кВТ=1000 Вт. Поэтому все электроприборы, как правило, имеют выраженную силу.

  Керамогранит atlas concorde frame фрейм

Что касается амперной величины, самыми популярными приборами, измеряемыми в ней, являются источники бесперебойного питания и различные промышленные и строительные генераторы питания.

Отличия

Измерение активной силы происходит в киловаттах, а полной или номинальной — в киловольт амперах.

Вольт ампер с киловольт ампером, будучи мощностной единицей тока, подсчитывается как произведение токовых амперных значений в электрической цепи и вольтовое напряжение на ее окончаниях.

Ватт на киловатт является энергией, совершаемой за секунду, и равной одному джоулю. Измерение осуществляется при помощи силы постоянно действующей энергии при вольтовом напряжении.

Обратите внимание! Только часть от мощности устройства участвует в момент совершения рабочей деятельности. Остальная же выходит наружу.

Соотношение кВА и кВТ

Любая электрическая установка характеризуется несколькими показателями, а именно полной и активной мощностью, а также угловым косинусом по отношению сдвига энергии к току. Соотношение значений можно выразить формулой S = A / Сos φ.

Перевод кВА в кВТ и наоборот

Если говорить обычным языком, отличие квт от ква в том, что кВт является полезной, а кВА полной мощностью. Согласно следующему примеру перевода значений кВА-20%=кВт и 1=0,8 кВт. Для перевода ампера в квт необходимо от первого значения вычесть двадцать процентов.

В итоге выйдет показатель, имеющий малую погрешность. Например, если бытовой стабилизатор обладает мощностью 15, то чтобы вычислить киловатты, необходимо это значение перемножить на 0,8 или же отнять от него 20%. Потом можно все пересчитать, используя онлайн-конвертеры.

В итоге необходимо действовать по простой формуле:

P=S * Сosf, где P является активной мощностью, S-полной силой, Сos f мощностным коэффициентом.

S=P/ Сos f, где S считается полной мощностью, P активной силой, а Сos f мощностным коэффициентом. Более подробная справочная информация дана в любом физическом учебном пособии, в том числе и ответ на вопрос, как мощность трансформатора 1000 ква перевести в кВт.

Стоит отметить, что наиболее часто встречающимися расшифровками мощностного коэффициента являются следующие значения: 1 является оптимальным значением, 0,95 хорошим, 0,90 — удовлетворительным, 0,80 средним, 0,70 низким и 0,60 плохим. Поэтому силу трансформатора 1000 ква перевести в киловатты не составит труда.

  Колодец в глиняном грунте

Отвечая на вопрос, какая у киловатт и киловольт разница, можно сказать, что это две разные величины. В первом случае это единица измерения полной мощности, а во втором только активной. Разница их проявляется в работе электрического оборудования, несмотря на возможную схожесть в написании величин.

Признаюсь, статейку эту я взялся писать и по зову сердца, и по “письмам читателей”.

В очередной раз прочитав в СМИ и на информационном портале фразы “реконструкция линии 110 кВт” , “я потребляю в месяц 175 киловатт”, или еще более неудачную “область потребила за неделю 500 тысяч кВт/ч” в моем воспитанном в школе и в универе энергетическом сознании возник не то чтобы “когнитивный диссонанс”, а самый настоящий гнев и негодование. Но поскольку гнев — плохая реакция на происходящее, она не решит проблему: даже если ерничать и оскорблять журналистов в совокупности, они по отдельности умнее не станут.

• Поэтому предлагаю сесть в удобную позу (лотоса, кактуса, кому какJ) и, вдохнув глубоко, прочитать этот жесточайший дзэн-энерголикбез! ))
• Заблуждение первое: “Линия 110 кВт”. Пример запроса Яндекса:

Если правильно прочитать это выражение, то получается, что это линия электропередач мощностью 110 киловатт. Если сравнить с выражением “линия мощностью 100 тысяч лошадиных сил”, звучит абсурдно? “Но ведь лошадиные силы. ” – промелькнуло у каждого читателя. Да! Это тоже внесистемная единица измерения мощности, но в отношении линии звучит она довольно абсурдно.

Теперь ближе к теме: каким же все-таки параметром характеризуется линия? Наверное, каким-то относительно стабильным и все же выделяющим ее среди “собратьев”. Линии электропередач характеризуются разными параметрами.

Так вот в основу определяющего параметра лег уровень напряжения (класс напряжения), который способны выдержать изоляторы этой линии! Поэтому линии электропередач различают по номинальным напряжениям. В приведенном мною примере — это 110 киловольт (кВ).

Тем не менее стоит отметить, что некоторые элементы энергоситем и сетей характеризуюся величиной мощности. Это генераторы и трансформаторы. Таким образом, сказать в отношении генератора, что он, “генератор 1000 кВт”, — это вполне приемлимо, ибо именно величина мощности для него имеет определяющее значение.

Для трансформаторов , как для “элементов-посредников” между тем же генератором и линией (или между линиями электропередая), применимо указание его номинальной мощности, и уровней напряжений, которые он трансформирует.

Например, фраза “трансформатор 110/10 кВ” означает, что этот трансформатор умеет делать из 110 тысяч вольт 10 тысяч вольт, причем в обоих направлениях. А не так, как говорилось в известном анекдоте: “Трансформатор получает 220 отдает 127, на остальные гудит”.

Следует добавить, что мощность трансформатора измеряют не в киловаттах (кВт), а в киловольт-амперах (кВА), это тоже единица мощности в энергетике. Но об этом отдельная большая история, в которой я расскажу про “треугольник мощностей”!

  Какие статуэтки должны быть дома для счастья

Заблуждение второе: “ У меня счетчик накрутил 215 кВт/ч”

Такие вопросы гуглу тоже задают не стесняясь

Определение ответа на вопрос дано на картинке запроса из Гугла, но я немного разверну его. Тут надо малость вспомнить математику и дроби.

Если мы ошибочно сделаем запись о потребленной энергии в виде 100 кВт/ч, то это будет означать, что чем больше у нас киловатт мощности имеет нагрузка (чайник, утюг), то энергии потребляться будет больше (киловатты в числителе).

А вот чем больше часов ваш чайник в N киловатт будет потреблять энергии, тем меньше энергии счетчик накрутит (часы находятся в знаменателе и уменьшают величину дроби). Но это же не так.

– в очередной раз промелькнуло в голове читателя: чем больше времени включен чайник, тем больше киловатт-часов накручивает счетчик! Да, все верно, поэтому и записывается правильно единица измерения электроэнергии как кВт*ч, т.е. мощность, умноженная на время= электрическая энергия.

В дополнение к вышесказанному стоит отметить, что к употреблению на кухне фразы «у меня счетчик накрутил 120 киловатт, а у Гали 320 киловатт» еще можно отнестись с снисхождением.

Ибо это бытовое выражение «счетчик накрутил 120 киловатт» подразумевает «счетчик отсчитал 120 киловатт-часов». Но употребление данных «кухонных» выражений в СМИ — совсем не комильфо.

Если, конечно, СМИ не опустилось до уровня коммуналковской кухни.

За сим свой краткий энерголикбез оканчиваю и сажусь за следующий! Желаю вам энергоэффективных киловатт-часов!

Источник:

Ватт (Вт) — это единица измерения мощности. Киловатты и мегаватты. Что такое киловатт-час :

Выбирая в магазине фен, блендер или пылесос, можно заметить, что на его лицевой панели всегда указаны цифры с латинской литерой W.

Причем, по утверждению продавцов, чем выше ее значение – тем лучше и быстрее будет выполнять свои прямые функции данный электроприбор.

Справедливо ли такое утверждение? Возможно, это очередной рекламный трюк? Как расшифровывается W, и что это за величина? Давайте узнаем ответы на все эти вопросы.

Определение

Вышеупомянутая буква – это латинское сокращение от хорошо знакомой всем с уроков физики величины – ватт (watt). Согласно нормативам международной системы СИ, Вт (W) является единицей измерения мощности.

Если вернуться к вопросу с характеристиками бытовых электроприборов, то, чем выше число ватт в любом из них, тем он мощнее.

Эти цифры означают, что второй будет измельчать или взбивать продукты быстрее первого на протяжении одного и того же промежутка времени. Поэтому, если покупателю в первую очередь важна скорость выполнения процесса, стоит выбрать второй вариант. Если быстрота не играет ключевой роли, можно приобрести первый, как более надежный и, возможно, долговечный.

Кто придумал использовать ватты

Как ни странно это звучит сегодня, но до появления ватт единицей измерения мощности практически во всем мире были лошадиные силы (л.с., на английском — hb), реже использовалась фут-фунт-сила в секунду.

Названы ватты были в честь человека, который придумал и внедрил эту единицу – шотландского инженера и изобретателя Джеймса Ватта (James Watt). Из-за этого данный термин в сокращении пишется с заглавной буквы W (Вт). Это же правило касается любой единицы в системе СИ, названной фамилией ученого.

Название, как и сама единица измерения, впервые было официально рассмотрено в 1882 г. в Великобритании. После этого чуть менее ста лет понадобилось ваттам, чтобы быть принятыми во всем мире и стать одной из единиц Международной системы СИ (это произошло в 1960).

Источник: https://istra-gaz.ru/osveshhenie/rasshifrovka-edinits-moshhnosti-raznitsa-mezhdu-kilovattom-i-kilovoltom.html

Перевод кВт в кВА и наоборот

В быту электроприборы получили самое широкое распространение. Обычно различия между моделями по их мощности — это основа нашего выбора при их покупке. Для большинства из них отличие в большую сторону в ваттах дает преимущество. Например, выбирая лампу накаливания для теплицы, очевидно, что лампочка в 160 ватт даст намного меньше света и тепла по сравнению с 630-ваттной лампой. Также несложно представить, сколько тепла даст тот или иной электрообогреватель благодаря своим киловаттам.

Лампа 160 Вт Лампы 630 Вт

Для нас наиболее привычный показатель результативности электроприбора — это ватт. А также кратный 1 тысяче Ватт кВт (киловатт). Однако в промышленности совсем другие масштабы электрической энергии. Поэтому она почти всегда измеряется не только в мегаваттах (МВт). Для некоторых электрических машин, особенно на электростанциях, мощность может быть в десятки и даже сотни раз больше. Но не всегда электрооборудование характеризует единица измерения киловатт и ей кратные значения. Любой электрик скажет, что для электрооборудования применяются, в основном, киловатты и киловольт-амперы (кВт и кВА).      

Название множителя 10 в той или иной степени

Наверняка и многие наши читатели знают, в чем разница между кВт и кВА. Однако те из читателей, которые не могут правильно ответить на вопросы, чем определяется соотношение кВА и кВт, после прочтения этой статьи станут намного лучше разбираться во всем этом.

Особенности перевода величин

Итак, что необходимо в первую очередь вспомнить, если ставится задача сделать перевод кВт в кВА, так же, как и перевод кВА в кВт. А вспомнить надо школьный курс физики. Все изучали системы измерения СИ (метрическая) и СГС (гауссова), решали задачи, выражали, например, длину в СИ или другой системе измерения.

Ведь до сих пор в США, Великобритании и еще некоторых странах используется английская система мер. Но обратите внимание на то, что связывает результаты перевода между системами.

Связь в том, что, несмотря на название единиц измерения, все они соответствуют одному и тому же: фут и метр — длине, фунт и килограмм — весу, баррель и литр — объему.

Некоторые из физических величин в СИ и СГС

Теперь освежим в памяти, что такое мощность кВА. Это, безусловно, результат умножения величины тока на величину напряжения. Но суть в том, какого тока и какого напряжения. Напряжение в основном определяет ток в электрической цепи. Если оно постоянное, в цепи будет постоянный ток. Но не всегда. Его может не быть вовсе. Например, в электрической цепи с конденсатором при постоянном напряжении. Постоянный ток определяет нагрузка, ее свойства. Так же как и при переменном токе, но при нем все значительно сложнее, чем при постоянном токе.

Почему существуют разные мощности

Любая электрическая цепь обладает сопротивлением, индуктивностью и емкостью. При воздействии на эту цепь постоянного напряжения индуктивность и емкость сказываются лишь в течение некоторого времени после включения и выключения. При так называемых переходных процессах. В установившемся режиме только величина сопротивления оказывает влияние на силу тока. На переменном напряжении эта же электрическая цепь работает совершенно иначе. Безусловно, сопротивление и в этом случае, так же как и при постоянном токе, определяет выделение тепла.

Но кроме него из-за индуктивности появляется электромагнитное поле, а из-за емкости — электрическое. И тепло, и поля потребляют электрическую энергию. Однако с явной пользой расходуется только энергия, связанная с сопротивлением и создающая тепло. По этой причине появились следующие составляющие.

• Активная компонента, которая зависит от сопротивления и проявляется в виде тепла и механической работы. Такой может быть, например, польза от тепла, выделение которого прямо пропорционально количеству кВт мощности электронагревателя.
• Реактивная компонента, которая проявляется в виде полей и не приносит прямой пользы.

А поскольку обе эти мощности характерны для одной и той же электрической цепи, было введено понятие полной мощности как для этой электрической цепи с нагревателем, так и любой другой.

Причем, не только сопротивление, индуктивность и емкость своими величинами определяют мощность на переменном напряжении и токе. Ведь мощность по своему определению привязана ко времени. По этой причине важно знать, как изменяются за установленное время напряжение и ток. Их для наглядности изображают в виде векторов. При этом получается угол между ними, обозначаемый как φ (угол «фи», буква греческого алфавита). От индуктивности и емкости как раз и зависит, чему этот угол равен.

Переводим или вычисляем?

Следовательно, если речь идет об электрической мощности переменного тока I с напряжением U, возможны три ее варианта:

• Активная мощность, определяемая сопротивлением и для которой основная единица — это ватт, Вт. И когда речь идет о ее больших величинах, то используется кВт, МВт и т.д., и т.п. Обозначается как P, вычисляется по формуле

Формула активной мощности

• Реактивная мощность, определяемая индуктивностью и емкостью, для которой основная единица – вар, var. Также могут быть для больших мощностей квар, Мвар и т.д., и т.п. Обозначается как Q и вычисляется по формуле

Формула реактивной мощности

• Полная мощность, определяемая активной и реактивной мощностью, и для которой основная единица это вольт-ампер, ВА. Для больших величин этой мощности применяются кВА, МВА и т.д., и т.п. Обозначается как S, вычисляется по формуле

Формула полной мощности

Как видно из формул, мощность кВА — это мощность кВт плюс мощность квар. Следовательно, задача, как перевести кВА в кВт или, наоборот, кВт в кВА всегда сводится к вычислениям по формуле пункта 3, показанной выше. При этом нужно либо иметь, либо получить два значения из трех — P, Q, S. Иначе решения не будет. А перевести, например, 10 кВА или 100 кВА в кВт так же легко, как 10$ или 100$ в рубли, невозможно. Для курсовой разницы существует курс валют. А это — коэффициент для умножения или деления. А величина 10 кВА может состоять из множества значений квар и кВт, которые по формуле пункта 3 будут равны одному и тому же значению — 10 кВА.

• Только при полном отсутствии реактивной мощности перевод кВА в кВт корректен и выполняется по формуле

Формула 4

Статья уже дала ответы на первые три вопроса, изложенные в ее начале. Остался последний вопрос о машинах. Но ответ на него очевиден. Мощность всех электромашин будет состоять из активной и реактивной составляющей. Работа почти всех электрических машин основана на взаимодействии электромагнитных полей. Поэтому раз есть эти поля, значит, есть и реактивная мощность. Но все эти машины нагреваются при подключении к сети, и особенно при выполнении механической работы или под нагрузкой, как трансформаторы. А это свидетельствует об активной мощности.

Но часто особенно для бытовых машин указывается только мощность Вт или кВт. Это делается либо потому, что реактивная составляющая этого устройства пренебрежимо мала, либо потому, что домашний счетчик все равно считает только кВт.

Источник: https://domelectrik.ru/baza/teoriya/kvt-v-kva

Батареи статических конденсаторов 6-220 кВ. Эффективное управление реактивной мощностью и уровнем напряжения

• 10 мая 2007 г. в 12:02
• 7842

За последние годы во многих регионах России выросло потребление электроэнергии. Большая часть трансформаторов и подстанций работают с предельной загрузкой или перегрузкой, что связано с превышением разрешенной мощности, установленной в технических условиях, а также недостаточной компенсацией реактивной мощности (РМ).

До недавнего времени в связи с отсутствием нормативной базы предприятия не спешили компенсировать РМ и перестали участвовать в поддержании коэффициента мощности на шинах нагрузок. В итоге это привело к возрастанию потоков РМ, увеличению потерь, снижению управляемости режимами работы распредсетей и ухудшению качества и надежности электроснабжения потребителей.

Сейчас ситуация изменилась.

Согласно приказу РАО ЕЭС № 893 от 11.12.2006 проблеме компенсации реактивной мощности в распредсетях и на стороне потребителей будет уделено особое внимание.

Батареи статических конденсаторов БСК 6—10—35—110—220 кВ — эффективное средство управления потоками реактивной мощности и нормализации уровней напряжения. Компания «Матик-электро» разрабатывает и производит БСК и конденсаторные установки на напряжения от 0,4 до 220 кВ. В ряду производимого оборудования как конденсаторные установки 0,4—0,66 кВ контакторные и тиристорные для предприятий-потребителей, так и регулируемые высоковольтные КРМ-6—10 кВ (регулирование по tg φ и по напряжению), а также БСК 110—220 кВ мощностью до 200 МВАр.

Регулирование напряжения с помощью БСК

Величина напряжения в различных точках энергосистемы изменяется в зависимости от нагрузки и схемы сети. Этот параметр согласно ГОСТ 13109—87 должен находиться в пределах от 5 до 20% (таблица 1).

Напряжение в энергосистеме

Номинальное напряжение (линейное) UНОМ, кВ61020351102203305007501 150Наибольшее рабочее напряжение (линейное), кВ

Превышение наибольшего рабочего напряжения над номинальным напряжением, %

7,2	12	24	40,5	126	242	363	525	787	1 200
20	20	20	15	15	10	10	5	5	5

Кроме того, ограничение по наибольшему рабочему напряжению электрооборудования диктуется надежностью работы изоляции электрооборудования, т. к. постоянно повышенное напряжение вызывает ускоренное старение изоляции и выход ее из строя. У большинства потребителей электроэнергии допускаются длительные отклонения напряжения от номинального не более чем на ±5%. Превышение номинального напряжения приводит к сокращению срока службы оборудования, уменьшение снижает производительность и экономичность электроприемников, пропускную способность линий электропередачи, может нарушить устойчивость работы синхронных и асинхронных электродвигателей.

Как видно из таблицы 1, с повышением номинального напряжения допустимые повышения напряжения уменьшаются с 20 до 5%. Это связано с ростом стоимости изоляции в установках более высоких напряжений, минимизацией затрат на изоляцию и выполнением оборудования практически на номинальное напряжение.

Допустимые снижения напряжения в энергосистеме также лимитированы и составляют от 10 до 15%. Как мы видим, в электросетях возможны колебания напряжения от -15 до +20%. Поэтому при изменении параметров схемы, величины нагрузки, и режима работы электрической сети необходимо регулировать уровень напряжения посредством технических мероприятий.

Как известно, напряжение у потребителя определяется формулой:

U = UЦП − (PНRЭ + QНXЭ) / UН,

где: UЦП — напряжение центра питания;

РН и QН — активная и реактивная мощность нагрузки потребителя;

Из приведенной формулы видно, что можно влиять на напряжение у потребителя, изменяя реактивную мощность QН, например, регулируя ее с помощью батареи статических конденсаторов.

Снижение потерь при передаче электроэнергии с помощью БСК

Доля технологических потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях напряжением 6—10 кВ в среднем составляет 8—12% от величины электроэнергии, отпущенной в сеть данного напряжения. Величина потерь электроэнергии определяется параметрами электрической схемы, конструкцией сетей и режимом нагрузки. Как показали расчеты для реальных сетей 10 кВ, потери электроэнергии существенно зависят от величины реактивной мощности, передаваемой потребителям по элементам сети. Например, при изменении коэффициента мощности (tg φ) от 0,5 до 0,8 потери электроэнергии увеличиваются примерно на 20%.

Анализ показаний счетчиков активной и реактивной электроэнергии показал, что значения коэффициентов мощности на шинах 10 кВ источников питания и на подстанциях 35—110/10 кВ изменяются в процессе эксплуатации и достигают значений 0,77—0,85. То есть, потери электроэнергии при передаче реактивной мощности становятся существенными.

Номенклатура БСК и КРММощность

КРМ 0,4—0,66 кВ	50—2000 кВАр
БСК 6—10 кВ	5—50 МВАр
БСК 35 кВ	10—50 МВАр
БСК 110 кВ	20—60 МВАр
БСК 220 кВ	52—104 МВАр

Эффективным способом снижения потерь электрической энергии в сетях 10 кВ является установка батарей статических конденсаторов.

Выбор мощности и мест установки компенсирующих устройств проводится по условию минимума приведенных затрат с учетом стоимости компенсирующих устройств и ожидаемой экономии от снижения потерь электрической энергии.

Технические характеристики БСК 104 МВАр 220 кВ

Мощность, МВАр	104
Напряжение, кВ	220
Частота, Гц	50
Номинальный ток, А	272,9
Емкость, мкФ	6,84 (одного конденсатора 27,37) 0..+5%
Окружающая температура	от -50 до +50°С
Относительная влажность, %	до 90
Высота над уровнем моря, м	до 1000
Защита	Предохранители, встроенные в конденсаторы. Несбалансированный ток (ТФЗМ-220) – 3 шт. Токоограничивающие реакторы – 3 шт.
Количество стоек	3
Вес, кг	22 200
Габариты Д × Ш × В, мм	16 500 × 1 970 × 9 200
Габариты Д × Ш × В, мм	22 500 × 22 500 (по ограждению)
Соединение: — последовательных групп — параллельных блоков — последовательных групп	1622
Всего конденсаторов	192
Режим работы нейтрали	Глухозаземленная нейтраль
Конструкция	Модульная, соединение конденсаторов в звезду с глухозаземленной нейтралью, две параллельные группы конденсаторов для каждой фазы звезды, в каждой группе 16 конденсаторов, работающих последовательно, по 2 конденсатора в группе
Конденсаторы	Однофазные 542 кВАр / 7,94 кВ / 50 Гц со встроенными предохранителями

Батареи статических конденсаторов (БСК)

Батареи статических конденсаторов на напряжения 6, 10, 35, 110 × 220 кВ мощностью от 5 до 200 МВАр производятся на базе косинусных однофазных конденсаторов, путем параллельно-последовательного соединения их в звезду или треугольник в зависимости от режима работы нейтрали.

Внедрение батарей статических конденсаторов позволяет увеличить напряжение на шинах подстанций на 3—4%, снизить потери в сетях 6—110 кВ, скорректировать перетоки энергии и урегулировать напряжение в энергосистеме.

Кроме того, при превалировании тяговой нагрузки, вследствие ее неравномерности и обусловленной тем самым неравномерной загрузки линий, возникает необходимость регулировать показатели качества передаваемой электроэнергии применением компенсирующих устройств (БСК или реакторов, в зависимости от режима).

Конструкция

БСК состоит из групп силовых конденсаторов, собранных в стальные несущие блоки, закрепленные на полимерных изоляторах. БСК выполняется на трех стойках с размещенными на них конденсаторами, токоограничивающими реакторами и трансформаторами тока. Между стойками БСК предусмотрены 6-метровые проезды для автокрана, предназначенные для монтажа блоков конденсаторов.

БСК поставляется в исполнении У1 для температур от -55 до +45°С. Для более низких температур БСК монтируется в утепленном быстровозводимом здании. Стальные конструкции выполняются из сварных профилей, защищенных от коррозии гальваническим цинкованием (цинковое покрытие — не менее 650 г/м2).

Конструкции собраны в блоки по 6—8 конденсаторов, монтируются на месте и имеют в комплекте крепеж, наконечники и медные шины для соединения конденсаторов, а также гибкие медные переходы.

Трансформаторы тока ТФЗМ (по 1 на фазу) подключены первичной обмоткой в разрыв двух параллельных групп, и в случае разбаланса выдают сигнал на устройства РЗА для отключения головного выключателя. Токоограничивающие реакторы (по 1 на фазу) ограничивают ток при включении БСК. Соединения выполнены гибкой медной шиной, для предотвращения повреждения изоляторов при температурном расширении/сжатии либо при воздействии электродинамических сил.

При заказе БСК указывается мощность батареи, номинальное напряжение и ток КЗ на месте установки, тип и количество конденсаторов в батарее, категория размещения и климатическое исполнение.

Виктор ИТКИН,
технический директор ЗАО «Матик-электро».

Источник: https://www.elec.ru/articles/battstatcondensat/

КВа в кВт

> Теория > КВа в кВт

Говоря о мощности электроприборов, обычно подразумевается активная энергия. Но многие устройства потребляют также реактивную энергию. В этой статье рассказывается о том, что такое кВа, и в чём отличие кВа от кВт.

Структура потребителей реактивной мощности

Активная и реактивная энергия

В сети переменного тока величина тока и напряжения меняется по синусоиде с частотой сети. Это можно увидеть на экране осциллографа. Все виды потребителей можно разделить на три категории:

• Резисторы, или активные сопротивления, – потребляют только активный ток. Это лампы накаливания, электроплиты и подобные устройства. Основным отличием является совпадение по фазе тока и напряжения;
• Дросселя, катушки индуктивности, трансформаторы и асинхронные электродвигатели – используют реактивную энергию и превращают её в магнитные поля и противоЭДС. В этих приборах ток отстаёт по фазе от напряжения на 90 градусов;
• Конденсаторы – превращают напряжение в электрические поля. В сетях переменного тока используются в компенсаторах реактивной мощности или в качестве токоограничивающих сопротивлений. В таких аппаратах ток опережает напряжение на 90 градусов.

Важно! Конденсаторы и индуктивности сдвигают ток относительно напряжения в противоположные направления и при включении в одну сеть компенсируют друг друга.

Активная нагрузка сети

Активной называют энергию, выделяющуюся на активном сопротивлении, таком, как лампа накаливания, электронагреватель и другие похожие электроприборы. В них фазы тока и напряжения совпадают, а вся энергия используется электроприбором. При этом исчезают различия между киловаттами и киловольт-амперами.

Реактивная нагрузка сети

Кроме активной, есть реактивная энергия. Её используют устройства, в конструкции которых есть конденсаторы или катушки с индуктивным сопротивлением электродвигатели, трансформаторы или дросселя. Им также обладают кабеля большой длины, но разница с прибором, обладающим чисто активным сопротивлением, невелика и учитывается только при проектировании линий электропередач большой длины или в высокочастотных устройствах.

Полная мощность

В реальных условиях чисто активные, ёмкостные или индуктивные нагрузки встречаются очень редко. Обычно все электроприборы используют активную мощность (P) вместе с реактивной (Q). Это полная мощность, обозначающаяся «S».

Для вычисления этих параметров используются следующие формулы, которые необходимо знать, чтобы при необходимости осуществитьперевод кВа в кВт и обратно:

• Активная – это полезная энергия, превращаемая в работу, выражается в Вт или кВт.

КВа перевести в кВт можно по формуле:

P=U*I*cosφ,

где «φ» – угол между током и напряжением.

В этих единицах измеряется полезная нагрузка электродвигателей и других устройств;

• Ёмкостная или индуктивная:

Q=U*I*sinφ.

Отображает потери энергии на электрические и магнитные поля. Единица измерения – кВар (киловольт-ампер реактивный);

S=U*I, где:

1. U – напряжение сети,
2. I – ток через устройство.

Представляет из себя общее потребление электроэнергии устройством и выражается в VA или kVA (киловольт-ампер). В этих единицах выражаются параметры трансформаторов, например, 1 кВа или 1000 кВа.

К сведению. Такие аппараты 6000/0,4 кВ и мощностью 1000 кВа являются одними из самых распространённых для питания электрооборудования предприятий и жилых микрорайонов.

КВар, кВа и кВт связаны между собой формулой, похожей на знаменитую теорему Пифагора (Пифагоровы штаны):

S2 = P2 + Q2.

Важно! Следует учесть, что к трансформатору мощностью 10 кВа нельзя подключить электродвигатель 10 кВт, поскольку электроэнергия, потребляемая этим аппаратом с учётом cosφ, составит около 14 киловольт-ампер.

Приведение cosφ к 1

Реактивная энергия, используемая потребителями, создаёт лишнюю нагрузку на кабель и пусковую аппаратуру. Кроме того, за неё приходится платить, как и за активную, а в переносных генераторах отсутствие компенсации увеличивает расход топлива. Но её можно скомпенсировать путём использования специальных устройств.

Потребители, нуждающиеся в компенсации cosφ

Одним из основных потребителей реактивной энергии являются асинхронные электродвигатели, потребляющие до 40% всей электроэнергии. Cosφ этих устройств около 0,7-0,8 при номинальной нагрузке и падает до 0,2-0,4 в режиме холостого хода. Это связано с наличием в конструкции обмоток, создающих магнитное поле.

Ещё один тип устройств – трансформаторы, cosφ которых падает, а потребление реактивной энергии растёт в ненагруженных аппаратах.

Компенсирующие устройства

Для компенсации используются разные типы устройств:

• Синхронные двигатели. При подаче в обмотку возбуждения напряжение выше номинального, они компенсируют индуктивную энергию. Это позволяет улучшить параметры сети без дополнительных расходов. При замене части асинхронных двигателей синхронными возможности компенсации возрастут, но это потребует дополнительных расходов на монтаж и эксплуатацию. Мощность таких электродвигателей достигает нескольких тысяч киловольт-ампер;
• Синхронные компенсаторы. Это синхронные электродвигатели отличаются упрощённой конструкцией и мощностью до 100 киловольт-ампер, не предназначены для приведения в движение каких-либо механизмов и работают в режиме Х.Х. Их предназначение – компенсация реактивной энергии. Во время работы эти устройства используют 2-4% активной энергии от количества компенсируемой. Сам процесс автоматизируется с целью достижения значения cosφ максимально близкого к 1;
• Конденсаторные батареи. Кроме электродвигателей, в качестве компенсаторов применяются конденсаторные батареи. Это группы конденсаторов, соединённые в «треугольник». Ёмкость этих устройств может изменяться присоединением и отсоединением отдельных элементов. Достоинством таких приборов является простота и малое потребление активной мощности – 0,3-0,4% от компенсируемой. Недостаток – в невозможности плавной регулировки.

Конденсаторный компенсатор

Так сколько же кВт в 1 кВа? На этот вопрос нельзя ответить однозначно. Это зависит от разных факторов, и, прежде всего, от cosφ. Для проведения расчётов и расшифровки результатов можно использовать онлайн-калькулятор.

Знание всех составляющих мощности, в чем разница между ними, и то, как перевести кВа в кВт, необходимо при проектировании электрических сетей.

Источник: https://elquanta.ru/teoriya/kva-v-kvt.html

кВа в кВт — как правильно перевести мощность

При определении такого понятия, как электрическая мощность, возникает некоторая путаница. Какую мощность подразумевает под собой обозначение кВА, а какая физическая величина обозначается в кВт? Отличие ква, расшифровка – киловольт-ампер (кВА), от квт (киловатт) существенное.

Единицы обозначения мощности

Понятия и термины

Полная мощность S(ква) электротока хотя и является внесистемной единицей, но на территории РФ имеет применение наряду с единицами СИ. Эту величину обозначают как В*А, в международном формате – V*A. При протекании в электроцепи тока переменной природы I= 1 А и U = 1 В полная S= 1ВА.

При движении постоянного электричества в замкнутом контуре речь может идти только об активной мощности P, она измеряется в ваттах (Вт).

Разница кВА и кВт

Как известно, ква – это киловольт-ампер, кВт – это киловатт, в этом заключается существенная разница.

Как перевести кВА в кВт

Чтобы это сделать, можно выбрать несколько вариантов:

• приближённый перевод;
• использование онлайн-калькулятора;
• применение математической формулы.

Любой из методов поможет конвертировать одну величину в другую.

При переводе значений ква в квт необходимо работать с одинаковым разрядом чисел. К примеру, пытаясь определить 10 ква – это сколько квт, нужно обратить внимание на приставку «кило». Она равна 1*103, например: 1 кВ = 1*103В. Это значит, что 10 кВА – это 1*104 ВА.

Всё зависит от того, с точностью до какого знака после запятой необходимо получить результат перевода одной величины в другую. Для получения информации и использования её в бытовой ситуации достаточно приблизительного перевода. В предварительных расчётах можно воспользоваться онлайн калькулятором. Для вычисления точных значений при проектированиях и расчётах сетей нужны математические вычисления.

Примеры расчетов

Ниже приведены практические применения расчётов. Рассматривается несколько вариантов.

Приближенный перевод кВа в кВт

Как перевести ватты в амперы

В этом случае результат получается с маленькой величиной погрешности, которой можно пренебречь.

От полезной мощности S отнимается 20%, получают активную P. Если взять 1 кВА, то 20% от него будет 0,2 кВА. Следовательно, 1– 0,2 = 0,8. Значит, для быстрого приближённого перевода достаточно данное значение умножить на 0,8. К примеру, S = 300 kVA, значит, P = 300*0,8 = 240 kW.

Приближенный перевод кВт в Ква

В этом случае нужно производить обратные действия – прибавлять 20%, значит, уже делить на 0,8. Пусть P = 200 кВт, значит, S = 200/0,8 = 250 кВА.

Точный перевод формула перевода кВА в кВт

Для  перевода ква в кВт можно использовать формулу, которая выглядит так:

P = S*cosϕ,

где:

• P – активная мощность, кВт;
• S – полная, кВА (kva);
• cosϕ – коэффициент.

Так можно перевести любые значения полной мощности в активную величину.

Формула перевода кВт в кВА

Переводить в обратном порядке нужно, изменив формулу:

S=P/ cosϕ.

Все параметры, входящие в неё, уже известны.

Внимание! Электросчетчик, установленный для измерения количества потребляемой энергии, подсчитывает, сколько квт в час подано абоненту электричества. Если абонент использует в своих нуждах потребители реактивного типа, то он заплатит за полную мощность. Она будет больше, чем практически потраченная её активная величина.

Паспортные данные, отображаемые на устройствах

Практическое значение для обычных граждан, разница между этими двумя величинами существенны лишь при приобретении приборов и устройств. Не все обозначенные производителем данные указывают оба значения сразу. Чтобы понять, какую именно мощность выдаст тот или иной аппарат, нужно уметь перевести одну величину в другую.

Источник: https://amperof.ru/teoriya/kva-v-kvt-perevesti.html

Почему мощность трансформатора измеряют в ква, а не в квт ?

Многим из нас известна основная единица мощности – Ватт (Вт) или чаще используется его производная киловатт (кВт) и вы привыкли, что эта характеристика у электрооборудования указывается именно в них.

Но если взять трансформатор или приборы, в которых он является основным компонентом, например, стабилизаторы напряжения, вы увидите, что мощность там указана в кВА — киловольт-амперах.

Давайте разберемся, что такое кВА, почему именно в этих единицах измерения указывается мощность трансформатора и как она связана с обычными киловаттами.

Я не буду выкладывать здесь определения из учебников и сыпать физическими терминами, объясню коротко, простыми словами, чтобы было понятно любому.

В первую очередь, вы должны знать, что у некоторых электроприборов, работающих от переменного тока, не вся потребляемая мощность тратится на совершение полезной работы — нагрева, освещения, звучания, вращения и т.д.

Всего существует четыре основных типа нагрузок, которые могут подключаться в частности к трансформатору:

Резистивная

Ярким примером резистивной нагрузки является ТЭН, который нагревается при протекании через него электрического тока.

ТЭН — это обычное сопротивление, ему не важно в какую сторону протекает по нему ток, правило одно, чем сила тока больше, тем больше тепла вырабатывается – соответственно вся мощность тратится на это.

Мощность, которая тратится на резистивной нагрузке называется – активной, как раз она то и измеряется в кВт – киловаттах.

Индуктивная

Знакомым всем примером индуктивной нагрузки является электродвигатель, в нём не весь проходящий электрический ток тратится на вращения. Часть расходуется на создание электромагнитного поля в обмотке или теряется в медном проводнике, эта составляющая мощности называется реактивной.

Реактивная мощность не тратится на совершение работы напрямую, но она необходима для функционирования оборудования.

Кстати, индуктивные электрические плиты, которые так хотят заполучить многие домохозяйки, также используют реактивную мощность, в отличии от обычных электроплит, в которых нагреваются ТЭНы, те чисто резистивные. 

Ёмкостная

Еще один пример реактивной составляющей мощности содержит ёмкостная нагрузка, это, например, конденсатор. Принцип работы конденсатора – накапливание и передача энергии, соответственно часть мощности тратится именно на это и напрямую не расходуется на работу оборудования.

Практическаи вся окружающая вас электроника и бытовая техника содержит конденсаторы.

Смешанная

Здесь всё просто, смешенная нагрузка сочетает в себе все представленные выше, активную и реактивные составляющие, большинство бытовых приборов именно такие.

Полная мощность электрооборудования, состоит как из активной мощности, так и из реактивной, и измеряется в кВА — киловольт-амперах. Именно она чаще всего указана в характеристиках трансформатора.

Производители трансформаторов не могут знать, какого типа нагрузка к ним будет подключена и где они будут задействованы, поэтому и указывают полную мощность, для смешенной нагрузки.

Так, если нагрузка трансформатора — это ТЭН, то полная мощность будет равна активной, соответственно значение в кВт = кВА, если же нагрузка будет смешенная, включающая реактивную составляющую, то мощность нагрузки должна учитываться полная.

Будьте внимательны, нередко, на электрооборудовании, например, на электроинструменте, мощность прописана в киловаттах, но кроме того указан коэффициент мощности k. В этом случае, вы должны знать простую формулу:

S(полная мощность)=P(активная мощность)/k(коэффициент мощности)

Так, например, если мощность перфоратора P = 2,5кВт, а его коэффициент мощности k = 0,9, то полная мощность перфоратора будет равна S=2,5кВт/0,9=2,8 кВА, именно на столько он будет нагружать сеть.

Теперь, я думаю, вам понятно, почему мощность трансформатора измеряют в кВА, а не в кВт — это позволяет учитывать все виды нагрузок, которые могут подключаться к его вторичной обмотке.

Поэтому, обязательно учитывайте полную мощность указываемую в кВА или коэффициент мощности обордования, перед подключением к трансформатору.

Источник: https://RozetkaOnline.ru/poleznie-stati-o-rozetkah-i-vikluchateliah/item/197-pochemu-moshchnost-transformatora-izmeryayut-v-kva-a-ne-v-kvt

Ква в квт: чем отличаются, какая разница, расшифровка

Многие люди, интересующиеся электроникой и гальванистикой, спрашивают, как перевести ква в квт, чем отличаются эти величины друг от друга, и какого их соотношение. Об этом далее.

Что такое кВТ и кВА

Электрическая мощность является величиной, характеризующей скорость передачи с потреблением либо генерацией электроэнергии за временную единицу. Чем больше сила, тем больше работы может выполнить электрическое оборудование за временную единицу. Бывает она полной, реактивной и активной.

кВТ и кВА

кВт — полная электрическая сила, а кВА — активная согласно понятию, представленному Джейсом Уаттом. В соответствии с этим в первом случае одна единица равняется 1000 Ватт. Одним Вт является мощность, при которой за одну секунду может совершаться работа в один джоуль. Часть полной силы, передающейся в нагрузку за конкретный период тока, это активная мощность. Она подсчитывается в качестве произведения действующих значений тока с напряжением на угловой косинус со сдвигом фаз около них.

Подробное определение киловатта

Киловатт ампер является полной мощностью, которая потребляется любым электрическим оборудованием, а киловатт считается активной энергией, которая тратится на выполнение полезной работы. Полная сила это сумма активных и реактивных показателей.

Обратите внимание! Все электрические приборы, имеющие статус потребителей, делятся на несколько категорий:

К первым относятся лампы накаливания с обогревателями и электрическими плитами. Ко вторым относятся кондиционеры с телевизорами, дрелями и люминесцентными лампами.

Подробное определение киловатт ампер

Соотношение кВА и кВТ

Любая электрическая установка характеризуется несколькими показателями, а именно полной и активной мощностью, а также угловым косинусом по отношению сдвига энергии к току. Соотношение значений можно выразить формулой S = A / Сos φ.

Соотношение величин по формуле

Перевод кВА в кВТ и наоборот

Если говорить обычным языком, отличие квт от ква в том, что кВт является полезной, а кВА полной мощностью. Согласно следующему примеру перевода значений кВА-20%=кВт и 1=0,8 кВт. Для перевода ампера в квт необходимо от первого значения вычесть двадцать процентов. В итоге выйдет показатель, имеющий малую погрешность. Например, если бытовой стабилизатор обладает мощностью 15, то чтобы вычислить киловатты, необходимо это значение перемножить на 0,8 или же отнять от него 20%. Потом можно все пересчитать, используя онлайн-конвертеры. В итоге необходимо действовать по простой формуле:

P=S * Сosf, где P является активной мощностью, S-полной силой, Сos f мощностным коэффициентом.

Формула перевода

Для обратного действия и вычисления киловольт, к примеру, на портативном генераторе 10 киловатт необходимо поделить это значение на 0,8, согласно приведенной ниже формуле:

S=P/ Сos f, где S считается полной мощностью, P активной силой, а Сos f мощностным коэффициентом. Более подробная справочная информация дана в любом физическом учебном пособии, в том числе и ответ на вопрос, как мощность трансформатора 1000 ква перевести в кВт.

Формула перевода кВТ в кВА

Стоит отметить, что наиболее часто встречающимися расшифровками мощностного коэффициента являются следующие значения: 1 является оптимальным значением, 0,95 хорошим, 0,90 — удовлетворительным, 0,80 средним, 0,70 низким и 0,60 плохим. Поэтому силу трансформатора 1000 ква перевести в киловатты не составит труда.

Мощностный коэффициент значения

Отвечая на вопрос, какая у киловатт и киловольт разница, можно сказать, что это две разные величины. В первом случае это единица измерения полной мощности, а во втором только активной. Разница их проявляется в работе электрического оборудования, несмотря на возможную схожесть в написании величин.

Источник: https://rusenergetics.ru/ustroistvo/kva-v-kvt

Реактивная мощность кратко и понятно: что такое, формулы

Многие потребители электроэнергии не подозревают того, что часть учтённого электричества расходуется бесполезно. В зависимости от вида нагрузки уровень потерь электроэнергии может достигать от 12 до 50%. При этом счетчики электроэнергии засчитывают эти потери, относя их к полезной работе, за что приходится платить. Виной завышения оплаты за потребление электроэнергии, не выполняющей полезной работы, является реактивная мощность, присутствующая в сетях переменных токов.

Чтобы понять, за что мы переплачиваем и как компенсировать влияние реактивных мощностей на работу электрических установок, рассмотрим причину появления реактивной составляющей при передаче электроэнергии. Для этого придётся разобраться в физике процесса, связанного с переменным напряжением.

Что такое реактивная мощность?

Для начала рассмотрим понятие электрической мощности. В широком смысле слова, этот термин означает работу, выполненную за единицу времени. По отношению к электрической энергии, понятие мощности немного откорректируем: под электрической мощностью будем понимать физическую величину, реально характеризующую скорость генерации тока или количество переданной либо потреблённой электроэнергии в единицу времени.

Понятно, что работа электричества в единицу времени определяется электрической мощностью, измеряемой в ваттах. Мгновенную мощность на участке цепи находят по формуле: P = U×I, где U и I – мгновенные значения показателей параметров напряжения и силы тока на данном участке.

Строго говоря, приведённая выше формула справедлива только для постоянного тока. Однако, в цепях синусоидального тока формула работает лишь тогда, когда нагрузка потребителей чисто активная. При резистивной нагрузке вся электрическая энергия расходуется на выполнение полезной работы. Примерами активных нагрузок являются резистивные приборы, такие как кипятильник или лампа накаливания.

При наличии в электрической цепи ёмкостных или индуктивных нагрузок, появляются паразитные токи, не участвующие в выполнении полезной работы. Мощность этих токов называют реактивной.

На индуктивных и ёмкостных нагрузках часть электроэнергии рассеивается в виде тепла, а часть препятствует выполнению полезной работы.

К устройствам с индуктивными нагрузками относятся:

• электромоторы;
• дроссели;
• трансформаторы;
• электромагнитныереле и другие устройства, содержащие обмотки.

Ёмкостными сопротивлениями обладают конденсаторы.

Физика процесса

Когда мы имеем дело с цепями постоянного тока, то говорить о реактивной мощности не приходится. В таких цепях значения мгновенной и полной мощности совпадают. Исключением являются моменты включения и отключения ёмкостных и индуктивных нагрузок.

Похожая ситуация происходит при наличии чисто активных сопротивлений в синусоидальных цепях. Однако если в такую электрическую цепь включены устройства с индуктивными или ёмкостными сопротивлениями, происходит сдвиг фаз по току и напряжению (см. рис.1).

При этом на индуктивностях наблюдается отставание тока по фазе, а на ёмкостных элементах фаза тока сдвигается так, что ток опережает напряжение. В связи с нарушением гармоники тока, полная мощность разлагается на две составляющие. Ёмкостные и индуктивные составляющие называют реактивными, бесполезными. Вторая составляющая состоит из активных мощностей.

Рис. 1. Сдвиг фаз индуктивной нагрузкой

Важно запомнить:

• резистор потребляет исключительно активную мощность, которая выделяется в виде тепла и света;
• катушки индуктивности провоцируют образование реактивной составляющей и возвращают её в виде магнитных полей;
• Ёмкостные элементы (конденсаторы) являются причиной появления реактивных сопротивлений.

Треугольник мощностей и cos φ

Для наглядности изобразим полную мощность и её составляющие в виде векторов (см. рис. 2). Обозначим вектор полной мощности символом S, а векторам активной и реактивной составляющей присвоим символы P и Q, соответственно. Поскольку вектор S является суммой составляющих тока, то, по правилу сложения векторов, образуется треугольник мощностей.

Рис. 2. коэффициент мощности

Применяя теорему Пифагора, вычислим модуль вектора S:

Отсюда можно найти реактивную составляющую:

Реактивная составляющая

Выше мы уже упоминали, что реактивная мощность зависит от сдвига фаз, а значит и от угла этого сдвига. Эту зависимость удобно выражать через cos φ. По определению cos φ = P/S. Данную величину называют коэффициентом мощности и обозначают Pf. Таким образом, Pf = cos φ = P/S.

Коэффициент мощности, то есть cos φ, является очень важной характеристикой, позволяющей оценить эффективность работы тока. Данная величина находится в промежутке от 0 до 1.

Если угол сдвига фаз принимает нулевое значение, то cos φ = 1, а это значит что P = S, то есть полная мощность состоит только из активной мощности, а реактивность отсутствует. При сдвиге фаз на угол π/2 , cos φ = 0, откуда следует, что в цепи господствуют только реактивные токи (на практике такая ситуация не возникает).

Из этого можно сделать вывод: чем ближе к 1 коэффициент Pf , тем эффективнее используется ток. Например, для синхронных генераторов приемлемым считается коэффициент от 0,75 до 0,85.

Формулы

Поскольку реактивная мощность зависит от угла φ, то для её вычисления применяется формула: Q = UI×sin φ. Единицей измерения реактивной составляющей является вар или кратная ей величина  – квар.

Активную составляющую находят по формуле: P = U*I×cosφ. Тогда

Зная коэффициент Pf  (cos φ), мы можем рассчитать номинальную мощность потребителя тока по его номинальному напряжению, умноженному на значение силы потребляемого тока.

Способы компенсации

Мы уже выяснили, как влияют реактивные токи на работу устройств и оборудования с индуктивными или ёмкостными нагрузками. Для уменьшения потерь в электрических сетях с синусоидальным током их оборудуют дополнительными устройствами компенсации.

Принцип действия установок компенсации основан на свойствах индуктивностей и ёмкостей по сдвигу фаз в противоположные стороны. Например, если обмотка электромотора сдвигает фазу на угол φ, то этот сдвиг можно компенсировать конденсатором соответствующей ёмкости, который сдвигает фазу на величину – φ. Тогда результирующий сдвиг будет равняться нулю.

На практике компенсирующие устройства подключают параллельно нагрузкам. Чаще всего они состоят из блоков конденсаторов большой ёмкости, расположенных в отдельных шкафах. Одна из таких конденсаторных установок изображена на рисунке 3. На картинке видно группы конденсаторов, используемых для компенсации сдвигов напряжений в различных устройствах с индуктивными обмотками.

Рис. 3. Устройство компенсации

Рис. 4. Компенсация реактивной мощности с помощью конденсаторов

Устройства компенсации часто устанавливаются в производственных цехах, где работает много устройств на электроприводах. Потери электричества при этом довольно ощутимы, а качество тока сильно ухудшается. Конденсаторные установки успешно решают подобные проблемы.

Нужны ли устройства компенсации в быту?

На первый взгляд в домашней сети не должно быть большихреактивных токов. В стандартном наборе бытовых потребителей преобладаютэлектрическая техника с резистивными нагрузками:

• электрочайник (Pf = 1);
• лампы накаливания(Pf = 1);
• электроплита (Pf =1) и другие нагревательные приборы;

Коэффициентымощности современной бытовой техники, такой как телевизор, компьютер и т.п.близки к 1. Ими можно пренебречь.

Но если речь идёт о холодильнике (Pf = 0,65), стиральной машине и микроволновой печи, то уже стоит задуматься об установке синхронных компенсаторов. Если вы часто пользуетесь электроинструментом, сварочным аппаратом или у вас дома работает электронасос, тогда установка устройства компенсации более чем желательна.

Экономический эффект от установки таких устройствощутимо скажется на вашем семейном бюджете. Вы сможете экономить около 15%средств ежемесячно. Согласитесь, это не так уж мало, учитывая тарифы неэлектроэнергию.

Попутно вы решите следующие вопросы:

• уменьшение нагрузок на индуктивные элементы и на проводку;
• улучшение качества тока, способствующего стабильной работе электронных устройств;
• понижение уровня высших гармоник в бытовой сети.

Для того чтобы ток и напряжение работали синфазно, устройства компенсации следует размещать как можно ближе к потребителям тока. Тогда реальная отдача индуктивных электроприёмников будет принимать максимальные значения.

в тему

Источник: https://www.asutpp.ru/reaktivnaya-moschnost.html