Aktivní a jalová elektrická energie

Při výpočtu elektrického výkonu spotřebovaného jakýmkoli elektrickým nebo domácím zařízením se obvykle bere v úvahu tzv. celkový výkon elektrického proudu vykonávajícího určitou práci v obvodu dané zátěže. Pojem „zdánlivý výkon“ znamená veškerou energii spotřebovanou elektrickým spotřebičem a zahrnuje jak aktivní součást, tak i jalovou součást, která je zase určena typem zátěže použité v obvodu. Činný výkon se vždy měří a uvádí ve wattech (W), zatímco zdánlivý výkon se obvykle uvádí ve voltampérech (VA). Různá zařízení, která spotřebovávají elektrickou energii, mohou pracovat v obvodech, které mají aktivní i jalové složky elektrického proudu. Aktivní složka Síla elektrického proudu spotřebovaná jakoukoli zátěží vykonává užitečnou práci a přeměňuje se na druhy energie, které potřebujeme (tepelná, světelná, zvuková atd.). Některé elektrické spotřebiče pracují převážně na této složce výkonu. Jedná se o žárovky, elektrické sporáky, topidla, elektrické trouby, žehličky atd.
Při hodnotě činného příkonu 1 kW uvedené v pasu zařízení odebere ze sítě celkový výkon 1 kVA. Reaktivní složka Elektrický proud se vyskytuje pouze v obvodech obsahujících reaktivní prvky (indukčnost a kapacita) a obvykle se vynakládá na zbytečné zahřívání vodičů, ze kterých je tento obvod složen. Příklady takových reaktivních zátěží jsou elektromotory různých typů, přenosné elektrické nářadí (elektrické vrtačky, úhlové brusky, nástěnné frézy atd.), jakož i různá domácí elektronická zařízení. Celkový výkon těchto zařízení, měřený ve voltampérech, a činný výkon (ve wattech) jsou ve vzájemném vztahu prostřednictvím účiníku cosφ, který může nabývat hodnoty od 0,5 do 0,9. Tato zařízení obvykle udávají činný výkon ve wattech a hodnotu koeficientu cosφ. Pro stanovení celkového příkonu ve VA je nutné vydělit hodnotu činného výkonu (W) koeficientem cosφ. Příklad: pokud elektrická vrtačka udává hodnotu výkonu 600 W a cosφ = 0,6, pak z toho vyplývá, že celkový výkon spotřebovaný nástrojem je 600/0,6 = 1000 VA. Při absenci údajů o cosφ můžete vzít jeho přibližnou hodnotu, která je pro domácí elektrické nářadí přibližně 0,7. Při zvažování problematiky činných a jalových složek elektřiny (přesněji jejího výkonu) máme obvykle na mysli ty jevy, které se vyskytují ve střídavých obvodech. Ukázalo se, že různé zátěže ve střídavých obvodech se chovají úplně jinak. Některé zátěže využívají energii, která jim byla přenesena, k zamýšlenému účelu (tj. k provádění užitečné práce), zatímco jiný typ zátěže nejprve tuto energii ukládá a poté ji vrací zpět do zdroje energie. Na základě jejich chování ve střídavých obvodech se různé spotřebiče dělí na následující dva typy: 1. Aktivní typ zatížení absorbuje veškerou energii přijatou ze zdroje a přemění ji na užitečnou práci (např. světlo z lampy) a tvar proudu v zátěži přesně opakuje tvar napětí na něm (nedochází k žádnému fázovému posunu). 2. Typ reaktivní zátěže vyznačující se tím, že v něm nejprve (po určitou dobu) dochází k akumulaci energie dodávané zdrojem energie. Poté se uložená energie (po určitou dobu) vrací zpět do tohoto zdroje. Takové zátěže zahrnují prvky elektrického obvodu, jako jsou kondenzátory a induktory, stejně jako zařízení, která je obsahují. Navíc v takové zátěži dochází k fázovému posunu o 90 stupňů mezi napětím a proudem. Protože hlavním účelem stávajících napájecích systémů je užitečně dodávat elektřinu od výrobce přímo spotřebiteli (spíše než ji přečerpávat tam a zpět) – jalová složka energie je obvykle považována za škodlivou charakteristiku obvodu. Ztráty na jalové složce v síti přímo souvisí s výše diskutovanou hodnotou účiníku, tzn. Čím vyšší je cosφ spotřebiče, tím nižší budou výkonové ztráty ve vedení a tím levnější bude přenos elektřiny ke spotřebiči.
Je to tedy účiník, který nám říká, jak efektivně je využíván provozní výkon zdroje elektřiny. Pro zvýšení účiníku (cosφ) se ve všech typech elektrických instalací používají speciální metody kompenzace jalového výkonu.
Obvykle se pro zvýšení účiníku (snížením fázového posunu mezi proudem a napětím – úhel φ) zařazují do provozní sítě speciální kompenzační zařízení, což jsou pomocné generátory vedoucího (kapacitního) proudu.
Kromě toho velmi často ke kompenzaci ztrát vznikajících z indukční složky obvodu využívá řady kondenzátorů zapojených paralelně s pracovní zátěží a používaných jako synchronní kompenzátory.

žádný Publikováno: 2011 0 5

Odměna, kterou jsem nasbíral 0 1

Ohodnoťte tento článek

• Technická gramotnost

Průměrné hodnocení článku: 5 Hlasovalo: 1 lidí.

Komentáře (100) <img src=“https://cxem.net/images/rss_18.png“ />| Nasbíral jsem (0) | předplatit

Pro přidání vaší stavby je nutná registrace.

0

Oleg 17.02.2024 14:00 #

Řekněte mi prosím, možná někdo ví, existují obousměrné měřiče, které považuji za elektrickou energii. ze solární stanice oběma směry, a pokud omezíte výrobu, aby přebytky neodcházely, nebo pokud přebytek není a vše se spotřebuje uvnitř domu (bytu), měřič zaznamená (vidí), že solární stanice se používá v domě? A vidí to i běžné moderní pulty?

0

_VN_ 21.02.2024 07:46 #

Jev je popsán „každodenními“ termíny bez znalosti TOE – použití složitých funkcí a vektorů dává přesnou a srozumitelnou představu o proudech v systému. TS musí začít tím, že se naučí základy matematiky, jako je Eulerova rovnice.

Hlavní zátěží v průmyslových elektrických sítích jsou asynchronní elektromotory a distribuční transformátory. Tato indukční zátěž během provozu je zdrojem jalové elektřiny (jalový výkon), který provádí oscilační pohyby mezi zátěží a zdrojem (generátorem), není spojen s výkonem užitečné práce, ale vynakládá se na vytváření elektromagnetických polí a vytváří další zátěž na napájecích vedeních. Proto je velmi důležitý kompenzátor jalového výkonu.

Jalový výkon je charakterizován zpožděním (u indukčních prvků fázový proud zaostává za napětím) mezi fázovými sinusoidami napětí a síťového proudu. Ukazatel spotřeby jalového výkonu je Faktor síly (KM), číselně rovné kosinu úhlu (φ) mezi proudem a napětím. Příkon spotřebitele je definován jako poměr spotřebovaného činného výkonu k celkovému výkonu skutečně odebranému ze sítě, tj.: cos(f) = P/S. Tento koeficient se obvykle používá k charakterizaci úrovně jalového výkonu motorů, generátorů a podnikové sítě jako celku. Čím blíže je hodnota cos(f) jednotce, tím menší je podíl jalového výkonu odebraného ze sítě.

Příklad: s cos(ph) = 1, pro přenos 500 KW v síti AC 400 V je potřeba proud 722 A Pro přenos stejného činného výkonu s koeficientem cos(ph) = 0,6 se hodnota proudu zvýší na 1203. A.

V souladu s tím musí být veškerá síťová napájecí, přenosová a distribuční zařízení navržena pro velké zatížení. Kromě toho může být v důsledku velkého zatížení odpovídajícím způsobem snížena životnost tohoto zařízení. Dalším faktorem zvyšujícím náklady jsou výsledné tepelné ztráty v kabelech a jiných rozvaděčích, transformátorech a generátorech v důsledku zvýšeného celkového proudu. Vezměme například v našem výše uvedeném případě s cos(ph) = 1, ztrátový výkon je roven 10 KW. Při cos(f) = 0,6 se zvýší o 180 % a je již 28 KW. To znamená, že přítomnost jalového výkonu je parazitním faktorem, nepříznivé pro síť jako celek.

• ve vodičích dochází k dalším ztrátám v důsledku zvýšeného proudu;
• kapacita distribuční sítě je snížena;
• Napětí sítě se odchyluje od jmenovité hodnoty (úbytek napětí v důsledku zvýšení jalové složky proudu napájecí sítě).

To vše je hlavním důvodem, proč společnosti dodávající energii vyžadují, aby spotřebitelé snížili podíl jalového výkonu v síti. Řešením tohoto problému je kompenzace jalového výkonu – důležitá a nezbytná podmínka pro hospodárné a spolehlivé fungování podnikového napájecího systému. Tato funkce se provádí zařízení pro kompenzaci jalového výkonu KRM-0,4 (UKM-58) – kondenzátorové jednotky, jehož hlavními prvky jsou конденсаторы.

Správná kompenzace vám umožní:

• snížit celkové náklady na energii;
• snížit zatížení prvků distribuční sítě (přívodní vedení, transformátory a rozvaděče), a tím prodloužit jejich životnost;
• snížit tepelné ztráty proudu a náklady na energii;
• snížit vliv vyšších harmonických;
• potlačit rušení sítě, snížit fázové nesymetrie;
• dosáhnout vyšší spolehlivosti a efektivity distribučních sítí.

Navíc ve stávajících sítích

• vyloučit generování jalové energie do sítě během období minimální zátěže;
• snížit náklady na opravy a modernizaci vozového parku elektrických zařízení;
• zvýšit kapacitu napájecího systému spotřebitele, což umožní připojení dalších zátěží bez zvýšení nákladů na sítě;
• poskytují informace o parametrech a stavu sítě.

A v nově vytvořených sítích snížit výkon rozvoden a průřez kabelových vedení, což sníží jejich cenu.

Proč kompenzovat jalový výkon?

Jalový výkon a energie zhoršují výkon energetického systému, to znamená, že zatížení generátorů elektráren jalovými proudy zvyšuje spotřebu paliva; zvyšují se ztráty v napájecích sítích a přijímačích; Úbytek napětí v sítích se zvyšuje.

Jalový proud dodatečně zatěžuje elektrické vedení, což vede ke zvýšení průřezů vodičů a kabelů, a tedy ke zvýšení kapitálových nákladů na externí a místní sítě.

Kompenzace jalového výkonu je v současné době důležitým faktorem při řešení otázky úspory energie téměř v každém podniku.

Podle odhadů domácích i předních zahraničních odborníků tvoří podíl energetických zdrojů, a zejména elektřiny, asi 30-40 % nákladů na výrobu. To je dostatečně silný argument, aby manažer vážně přistoupil k analýze a auditu spotřeby energie a vývoji metody kompenzace jalového výkonu. Kompenzace jalového výkonu je klíčem k řešení otázky úspory energie.

Hlavní spotřebitelé jalového výkonu:

• asynchronní elektromotory, které spotřebují 40 % celkového výkonu spolu s domácími a vlastními potřebami;
• elektrické trouby 8 %;
• převodníky 10 %;
• transformátory všech stupňů transformace 35 %;
• elektrické vedení 7 %.

U elektrických strojů je střídavý magnetický tok spojen s vinutím. Výsledkem je, že při protékání střídavého proudu se ve vinutí indukují reaktivní emf. způsobující fázový posun (fi) mezi napětím a proudem. Tento fázový posun se obvykle zvyšuje a kosinus phi klesá při nízké zátěži. Pokud je například kosinus phi střídavých motorů při plném zatížení 0,75-0,80, pak se při nízké zátěži sníží na 0,20-0,40.

Lehce zatížené transformátory mají také nízký účiník (kosinus phi). Pokud se tedy použije kompenzace jalového výkonu, výsledné kosinus phi energetického systému bude nízké a elektrický zátěžový proud se bez kompenzace jalového výkonu zvýší při stejném činném výkonu odebraném ze sítě. V souladu s tím, když je kompenzován jalový výkon (pomocí automatických kondenzátorových jednotek KRM), proud odebíraný ze sítě se sníží v závislosti na kosinus fí o 30-50% a odpovídajícím způsobem se sníží zahřívání vodivých drátů a stárnutí izolace.

Kromě toho je jalový výkon spolu s činným výkonem zohledněn dodavatelem elektřiny, a proto podléhá platbě podle aktuálních sazeb, a tvoří tedy významnou část účtu za elektřinu.

Nejúčinnějším a nejefektivnějším způsobem snížení jalového výkonu odebíraného ze sítě je použití kompenzačních jednotek jalového výkonu (kondenzátorových jednotek).

Použití kondenzátorových jednotek pro kompenzaci jalového výkonu umožňuje:

• odlehčit napájecí vedení, transformátory a rozvaděče;
• snížit náklady na energii
• při použití určitého typu instalace snižte úroveň vyšších harmonických;
• potlačit rušení sítě, snížit fázové nesymetrie;
• aby byly distribuční sítě spolehlivější a nákladově efektivnější.

podélná a příčná kompenzace jalového výkonu

Další informace, konzultace, ceny

Nabídneme efektivní a cenově výhodné řešení. Využijte zkušeností našich technických specialistů – vyplňte formulář vpravo, nebo zavolejte.

Výpočet, výroba a dodávka kondenzátorových jednotek. Kompenzační jednotky jalového výkonu, skladem a na objednávku.