Aktiivne ja reaktiivne koormus: maksefunktsioonid, võimsusvalemi leidmine

Elektrotehnika põhiprintsiipide mõistmisel on oluline mõista, mis on aktiivne ja reaktiivne koormus. Esimest tüüpi energiat peetakse kasulikuks ja see läheb otse tarbija vajaduste rahuldamiseks, näiteks hoone kütmiseks, toidu valmistamiseks ja elektriseadmete käitamiseks. Teine tüüp, reaktiivne, määrab selle osa energiast, mida ei kasutata kasuliku töö tegemiseks.

Aktiiv- ja reaktiivvõimsus

Aktiivsel ja näilisel jõul võivad olla mitmed vastandlikud huvid klientide ja tarnijate vahel. Tarbija püüab tarbitud ressursi eest arveid tasudes elektrit säästa ning tarnija otsib tulusaid viise, kuidas mõlema energialiigi eest täissumma kätte saada. Kuid kas on võimalusi nende nõuete kombineerimiseks? Jah, sest kui vähendate reaktiivvõimsuse mahtu nullini, siis see võimaldab teil jõuda lähemale maksimaalsele rahasäästule.

Pole saladus, et mõne elektritarbija jaoks on täis- ja aktiivvõimsuse näitajad võrreldavad. See on tingitud asjaolust, et nad kasutavad spetsiaalseid seadmeid, mille koormus toimub takistite abil.

Nende hulgas:

1. Hõõglambid.
2. Elektripliidid.
3. Praekapid ja ahjud.
4. Kütteseadmed.
5. Triikrauad.
6. Jootekolvid.

Koormuste võimsuse määramiseks saab kasutada kooliajast tuttavat valemit, korrutades koormusvoolu võrgupingega. Sel juhul kasutatakse järgmisi ühikuid:

1. Amperes (A) - näitab voolutugevust.
2. Voldid (V) - iseloomustavad voolu pinget.
3. Watts (W) – näitab nimivõimsust.

Viimasel ajal võib üha sagedamini märgata sellist pilti, et klaasitud rõdudel paikneb õhuke läikiv kile. See on loodud defektsetest kondensaatoritest, mida varem kasutati jaotusalajaamades. Nagu teate, on kondensaatorid peamised reaktiivkoormuse tarbijad, mis koosnevad dielektrikust, mitte juhtiv elektrivool (peamise elemendina töödeldud polümeerkile või paberiga õli).

Võrdluseks, aktiivvõimsuse tarbijate jaoks mängib põhielemendi rolli voolu juhtiv materjal, nagu volframjuht, nikroomspiraal ja teised.

Mahtuvuslikud koormused

Püüdes välja mõelda, kuidas leida reaktiivvõimsust, on vaja mõista kondensaatorite omadusi ja tööpõhimõtet. Läikivad pinnad, mis rõdul asuvad, on juhtivast materjalist kondensaatorplaadid. Neid eristab nende võime salvestada elektrit ja seejärel edastada seda tarbijate vajadusteks. Tegelikult kasutatakse kondensaatoreid omamoodi akuna.

Ja kui ühendate konstruktsiooni alalisvooluallikaga, võimaldab see seda laadida lühiajalise elektrivoolu impulsiga, mis lõpuks kaotab oma võimsuse. Kondensaatori eelmisesse olekusse naasmiseks piisab selle pingeallikast lahtiühendamisest ja koormuse ühendamisest plaatidega. Mõnda aega antakse voolu läbi koormuse. Ideaalis peaks kondensaator vabastama nii palju energiat, kui ta alguses sai.

Kui ühendate selle lambipirniga, laseb see lühiajaliselt vilkuda, samas kui ettevaatlik inimene võib avatud kontakte puudutades saada isegi väikese elektrilöögi. Veelgi enam, kui pingenäidud on piisavalt kõrged, võib see põhjustada surmava tulemuse - surma.

Kondensaatorite ühendamisel vahelduvvooluga tundub olukord veidi erinev. Kuna vahelduvpingeallikat iseloomustab pidevalt muutuva polaarsuse omadus, tühjeneb ja laeb kondensaatori element pidevalt, läbides vahelduvvoolu. Kuid selle väärtused ei lange kokku allika pingega, vaid moodustavad veerandi perioodist rohkem.

Lõplikud näitajad näevad välja sellised: umbes poole perioodi jooksul saab kondensaator elektrit allikast ja teine ​​pool antakse tarbijale. See tähendab, et kogu aktiivvõimsuse indikaator on null. Tulenevalt asjaolust, et kondensaatorist voolab pidevalt läbi märkimisväärne vool, mille mõõtmiseks kasutatakse ampermeetrit, nimetatakse seda aga reaktiivvõimsuse tarbijateks. Reaktiivvõimsuse valem arvutatakse voolu ja pinge korrutisena, kuid sel juhul saab mõõtühikuks reaktiivvolt-amper (VAR), mitte W.

Tõelised tarbijad

Aktiivvõimsuse leidmise nuputamisel mõeldakse sellele, mis juhtub, kui proovitakse ühendada mahtuvuslikku ja induktiivset koormust korraga ja paralleelselt. Sel juhul reaktsioon viiakse läbi vastupidisel viisil, ja lõplikud väärtused hakkavad ennast kompenseerima.

Teatud tingimustel on võimalik saavutada ideaalne kompensatsioon, kuid see tundub paradoksaalne: ühendatud ampermeetrid reageerivad nii olulistele vooludele kui ka nende täielikule puudumisele. Kuid on oluline mõista, et ideaalseid kondensaatoreid pole olemas (sama kehtib ka induktiivpoolide kohta), seetõttu on idealiseerimine tingimuslik pilt protsesside laiendatud mõistmiseks.

Mis puutub tegelikku olukorda, siis kodutingimustes tarbivad tarbijad nii puhtalt aktiivvõimsust kui ka segatud aktiiv-induktiivvõimsust. Viimasel juhul Peamised tarbijad on järgmised seadmed:

1. Elektrilised puurid.
2. Perforaatorid.
3. Elektrimootorid.
4. Külmikud.
5. Pesumasinad.
6. Muud kodumasinad.

Lisaks hõlmavad sellised tarbijad kodumasinate toiteallikate elektritrafosid ja pinge stabilisaatoreid. Segakoormuse korral tarbitakse lisaks kasulikule ka reaktiivset, samas kui selle väärtused võivad ületada aktiivvõimsuse indikaatoreid. Näivvõimsuse mõõtühikuna kasutatakse volt-ampreid.

Elektrotehnikas on selline asi nagu "koosinus phi" või võimsustegur. See näitab aktiivvõimsuse ja reaktiivvõimsuse suhet. Reaktiivsete koormustega võrreldavate takistuslike koormuste kasutamisel on cos φ väärtus 1. Kui mahtuvuslikud ja induktiivsed koormused kombineeritakse null aktiivvõimsusega, on "koosinus phi" väärtus null. Segakoormuste korral jääb võimsustegur vahemikku 0 kuni 1.

Elektri tasumine

Olles välja mõelnud, kuidas leida aktiiv- ja reaktiivvõimsust, kuidas sellist väärtust mõõta ja kuidas seda lihtsas keeles kirjeldada, jääb üle esitada loogiline küsimus, mida tõeline tarbija elektri kasutamise eest maksab. Täis(reaktiiv)energia eest pole mõtet maksta. Siiski on selles küsimuses palju lõkse, mis peituvad pisidetailides.

Nagu teate, suurendab segakoormus võrgu voolu, mille tulemusena Erinevad raskused tekivad elektrijaamades, kus elektrit toodetakse sünkroonselt generaatorid. Fakt on see, et induktiivsed koormused põhjustavad generaatori "desergastuse" ja selle taastamiseks algseisundis peate kulutama tõelist aktiivset energiat, see tähendab palju raha üle maksma rahalised vahendid. Reaktiivvõimsus on mõistlik muuta tasuliseks, kuna see sunnib klienti kompenseerima koormuse täiskomponenti.

Kui tekib vajadus maksta mõlemat tüüpi võimsuste eest eraldi, võib tarbija kaaluda paigaldusvõimalust spetsiaalsed kondensaatoripangad, mis käivituvad teatud tarbimistaseme saavutamisel ainult ajakava järgi elektrit. Lisaks on võimalik paigaldada professionaalseid seadmeid reaktiivenergia kompensaatorite kujul, mis ühendavad kondensaatoreid energiatarbimise suurenemisega. Nad tõstavad tõhusalt "koosinus phi" 0,6-lt 0,97-le, see tähendab peaaegu 1-ni.

Lisaks on kehtivate regulatsioonide kohaselt, kui klient on kasutanud mitte rohkem kui 0,15 võimsustegurit, siis on ta vabastatud täiskoormuse eest tasumisest. Enamik üksiktarbijaid kasutab aga väga väikest kogust elektrit, mistõttu on ebaotstarbekas kahe energialiigi arveid lahutada.

Lisaks on paljudel hoonetel ühefaasilised arvestid, mis ei suuda voolu jälgida. reaktiivsed elektrikoormused, seetõttu koostatakse elektriarve tarbitud summat arvestades aktiivne energia.

Kasulikud näpunäited

Induktiivsete koormuste kompenseerimine ei ole täiesti soovitatav, kuna keskmine tarbija kasutab väikest aktiivset koormust. Ja voolusid eraldavate seadmete paigutus nõuab suuri investeeringuid ja tundub tehniliselt keeruline.

Ühendatud kondensaatorid koormavad koormuste lahtiühendamisel juhtmeid mõttetult. Mõnel juhul varustavad arvestite tootjad oma sisendid induktiivse koormusega kompensatsioonikondensaatoritega. Õige konfiguratsiooni korral võivad sellised elemendid vähendada energiakadusid, samuti pisut tõsta seadme pinget, vähendades juhtjuhtme pingelangust.

Lisaks vähendab reaktiivenergia kompenseerimine voolude taset kogu elektriliini ulatuses, mis avaldab positiivset mõju energiasäästule ja hoiab ära liigsed energiakadud.