Реактивная мощность

Полная мощность сети переменного тока  

  Полная мощность цепи переменного тока описывает нагрузки, фактически потребляемые нагрузкой потребителя, на все элементы электрической цепи, такие как вводные кабельные или воздушные линии, распределительные устройства включая трансформаторы, провода, кабели и различные электрические машины, так как эти нагрузки зависят от величины потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии.

Полная мощность цепи переменного тока определяется формулой:    

где
«S» полная мощность, единица измерения - ВА (Вольт Ампер);
«P» активная мощность, единица измерения - Вт (Ватт);
«Q» реактивная мощность, единица измерения - вар (вольт ампер реактивный);
Векторная диаграмма полной мощности цепи переменного тока
	Активная мощность цепи переменного тока   На выполнение основной работу по преобразованию электрической энергии в цепи переменного тока в любые другие виды энергии - механическую, световую, тепловую и даже опять в электрическую, расходуется активная мощность.     Активная мощность в цепи переменного тока связана с полной мощностью соотношением P= S * cosф, где cosф – косинус угла сдвига фаз полной мощностью и активной мощностью. Или может быть представлена соотношением тока и напряжения -  P=I*U*cosф, но в этом выражении угол ф угол между напряжение и токов в цепи.

   Реактивная мощность

Для работы любой электрической машины, будь-то трансформатор или асинхронный электрический двигатель, принцип работы которой основан  на явлении электромагнитной индукции, необходима реактивная мощность.  

Реактивная мощность не выполняет полезной работы, а расходуется на создание электромагнитного поля, необходимого для работы самой электрической машины. 

  Но реактивная мощность существенно увеличивает потребление активной энергии, что вызывает дополнительные активные потери и потери напряжения. В некоторых электрических установках переменного тока реактивная мощность может быть значительно больше активной мощности, что может привести к появлению больших реактивных токов и вызвать перегрузку.

  Из векторной диаграммы полной мощности видно, что при увеличении реактивной мощности растет и полная мощность, а активная мощность практически не увеличивется.

  Соотношение активной мощности к полной - P/S=cosф, который также принято называть  коэффициентом мощности "k" или "λ".

 Компенсация реактивной мощности 

   Условно нагрузку в цепи переменного тока делят на три типа:

Активная (омическая)	Индуктивная  (электрическая машина)	Емкостная (конденсаторы)
Угол между током и напряжением 0˚, ток синфазен напряжению	Угол между током и напряжением 90˚, ток отстает от напряжения	Угол между током и напряжением 90˚, ток опережает напряжение

 С точки зрения отсутвия дополнительной нагрузки и соответвено затрат - идеальные условия работы любой цепи переменного тока, это активная нагрузка, т.к. отсутствует реактивная мощность. Но в реальных условиях это не возможно, ведь в цепи одновренно может включено огромное количество потребителей.

   Если сравнить векторные диаграммы индуктивной и емкостной нагрузки то мы видим что они противоположны просто по знаку, индуктивная "+", емкостная "-". Значить если включить одновременно и индуктивную и емкостную нагрузку в цепь можно добится практически идеальных условий - компенсировать реактивную мощность.  

Для компенсации реактивной мощности в цепи переменногго тока на номинальное напряжения 0,22...10 кВ применяются конденсаторные установки. 

Сравнительный анализ потребления электрической энергии.

Допустим что есть два потребителя эксплуатирующие в одинаковых условиях поршневой компресор на 10 атм мощностью двигателя 5,5 кВ. Средний время работы компресора - 3 часа в рабочую смену 8 часов.  

Коэффициент мощности у первого потребителя - равен 0,7 

Коэффициент мощности у второго потребителя с использование конденсаторной установки равен - 0,96 

Полная мощность 

Сумарно при условии что в году 265 рабочих дней, а стоимость электроэнергии равна 4,7 руб. кВт получаются сумарные затраты в год на электроэенргию 

Первый исползует конденсатоную установку, второй нет.

Полная мощность первого потребителя будет равна

Сравнительный анализ потребления электрической энергиии при использовании конденсаторных установок   

Таблица коэффициента "k" для расчета мощности конденсатороных установки.