Công suất phản kháng của mạch điện xoay chiều. Công suất tác dụng của mạch điện xoay chiều

Khi tính toán công suất điện tiêu thụ của bất kỳ thiết bị điện hoặc thiết bị gia dụng nào, cái gọi là tổng công suất của dòng điện thực hiện một công việc nhất định trong mạch của một tải nhất định thường được tính đến. Thuật ngữ “công suất biểu kiến” có nghĩa là tất cả công suất được tiêu thụ bởi một thiết bị điện và bao gồm cả thành phần hoạt động và thành phần phản kháng, do đó được xác định bởi loại tải được sử dụng trong mạch điện. Công suất hoạt động luôn được đo và báo cáo bằng watt (W), trong khi công suất biểu kiến thường được báo cáo bằng volt-ampe (VA). Nhiều thiết bị tiêu thụ năng lượng điện có thể hoạt động trong các mạch có cả thành phần tác dụng và phản ứng của dòng điện.

Thành phần hoạt động Năng lượng dòng điện tiêu thụ bởi bất kỳ tải nào đều sinh công và được chuyển hóa thành các loại năng lượng chúng ta cần (nhiệt, ánh sáng, âm thanh, v.v.). Một số thiết bị điện hoạt động chủ yếu dựa vào thành phần năng lượng này. Đó là đèn sợi đốt, bếp điện, máy sưởi, lò nướng điện, bàn là, v.v.
Với giá trị tiêu thụ điện năng hoạt động là 1 kW được ghi trong hộ chiếu thiết bị, nó sẽ tiêu thụ tổng công suất 1 kVA từ mạng.

Thành phần phản ứng Dòng điện chỉ xảy ra trong các mạch chứa các phần tử phản kháng (điện cảm và điện dung) và thường được sử dụng để đốt nóng các dây dẫn tạo nên mạch này một cách vô ích. Ví dụ về các tải phản kháng như vậy là các loại động cơ điện, dụng cụ điện cầm tay (máy khoan điện, máy mài góc, máy đục tường, v.v.), cũng như các thiết bị điện tử gia dụng khác nhau. Tổng công suất của các thiết bị này, được đo bằng vôn-ampe và công suất tác dụng (tính bằng watt) có liên quan với nhau thông qua hệ số công suất cosφ, có thể lấy giá trị từ 0,5 đến 0,9. Các thiết bị này thường biểu thị công suất tác dụng tính bằng watt và giá trị của hệ số cosφ. Để xác định tổng công suất tiêu thụ tính bằng VA, cần chia giá trị công suất tác dụng (W) cho hệ số cosφ.

Ví dụ: nếu một máy khoan điện chỉ ra giá trị công suất là 600 W và cosφ = 0,6, thì tổng công suất mà dụng cụ tiêu thụ là 600/0,6 = 1000 VA. Trong trường hợp không có dữ liệu về cosφ, bạn có thể lấy giá trị gần đúng của nó, giá trị này đối với dụng cụ điện gia dụng là khoảng 0,7.

Khi xem xét vấn đề thành phần tác dụng và phản kháng của điện (chính xác hơn là công suất của nó), chúng ta thường muốn nói đến những hiện tượng xảy ra trong mạch điện xoay chiều. Hóa ra các tải khác nhau trong mạch điện xoay chiều hoạt động hoàn toàn khác nhau. Một số tải sử dụng năng lượng được truyền đến chúng cho mục đích đã định trước (tức là để thực hiện công có ích), trong khi một loại tải khác trước tiên lưu trữ năng lượng này và sau đó đưa nó trở lại nguồn điện.

Dựa trên hoạt động của chúng trong mạch điện xoay chiều, các tải tiêu dùng khác nhau được chia thành hai loại sau:

1. Loại tải hoạt động hấp thụ tất cả năng lượng nhận được từ nguồn và chuyển nó thành công có ích (ví dụ như ánh sáng từ đèn) và hình dạng của dòng điện trong tải lặp lại chính xác hình dạng của điện áp trên nó (không có sự lệch pha).

2. Loại tải phản ứngđặc trưng bởi thực tế là đầu tiên (trong một khoảng thời gian nhất định), sự tích tụ năng lượng do nguồn điện cung cấp xảy ra trong đó. Sau đó, năng lượng dự trữ (trong một khoảng thời gian nhất định) sẽ được trả lại cho nguồn này. Các tải này bao gồm các phần tử mạch điện như tụ điện và cuộn cảm cũng như các thiết bị chứa chúng. Hơn nữa, trong tải như vậy có sự lệch pha 90 độ giữa điện áp và dòng điện. Vì mục đích chính của các hệ thống cung cấp điện hiện tại là cung cấp điện trực tiếp từ nhà sản xuất đến người tiêu dùng một cách hữu ích (thay vì bơm qua lại) - thành phần phản kháng của nguồn điện thường được coi là đặc tính có hại của mạch điện.

Tổn thất do thành phần phản kháng trong mạng liên quan trực tiếp đến giá trị của hệ số công suất đã thảo luận ở trên, tức là. Cosφ của người tiêu dùng càng cao thì tổn thất điện năng trên đường dây sẽ càng thấp và chi phí truyền tải điện đến người tiêu dùng càng rẻ.
Như vậy, chính hệ số công suất cho chúng ta biết công suất vận hành của nguồn điện được sử dụng hiệu quả như thế nào. Để tăng hệ số công suất (cosφ), các phương pháp bù công suất phản kháng đặc biệt được sử dụng trong tất cả các loại hệ thống lắp đặt điện.
Thông thường, để tăng hệ số công suất (bằng cách giảm độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp - góc φ), mạng hiện có bao gồm các thiết bị bù đặc biệt, đó là các máy phát phụ của dòng điện dẫn (điện dung).
Ngoài ra, rất thường xuyên, để bù tổn thất phát sinh từ thành phần cảm ứng của mạch điện, người ta sử dụng dãy tụ điện mắc song song với tải công việc và được sử dụng làm bộ bù đồng bộ.

Đối với các kỹ sư điện tại các doanh nghiệp, trung tâm mua sắm lớn, không còn nghi ngờ gì về sự tồn tại của năng lượng phản kháng. Hóa đơn hàng tháng và tiền thật được dùng để thanh toán điện phản ứng, thuyết phục về thực tế tồn tại của nó. Nhưng một số kỹ sư điện nghiêm túc, bằng các tính toán toán học, đã chứng minh rằng loại điện này là hư cấu và việc phân chia năng lượng điện thành các thành phần hoạt tính và phản ứng là giả tạo.

Chúng ta hãy thử tìm hiểu vấn đề này, đặc biệt là khi những người sáng tạo đang suy đoán về sự thiếu hiểu biết về sự khác biệt giữa các loại điện khác nhau. Hứa hẹn tỷ lệ phần trăm rất lớn, họ vô tình hoặc cố ý thay thế một loại năng lượng điện này bằng một loại năng lượng điện khác.

Hãy bắt đầu với các khái niệm về điện hoạt động và phản ứng. Không cần đi sâu vào các công thức kỹ thuật điện, chúng ta có thể xác định năng lượng hoạt động là năng lượng hoạt động: hâm nóng thức ăn trên bếp điện, chiếu sáng căn phòng của bạn, làm mát không khí bằng máy điều hòa. Và điện phản kháng tạo ra những điều kiện cần thiết để thực hiện công việc đó. Sẽ không có năng lượng phản ứng, động cơ không quay được, tủ lạnh không hoạt động. Điện áp 220 Volt sẽ không được cung cấp cho cơ sở của bạn, vì không một máy biến áp điện nào hoạt động mà không tiêu thụ điện phản kháng.

Nếu quan sát đồng thời tín hiệu dòng điện và điện áp trên máy hiện sóng thì hai đường sin này luôn có độ dịch chuyển tương đối với nhau một lượng gọi là góc pha. Sự dịch chuyển này đặc trưng cho sự đóng góp của năng lượng phản kháng vào tổng năng lượng tiêu thụ của phụ tải. Bằng cách chỉ đo dòng điện trong tải, không thể tách biệt phần năng lượng phản kháng.

Xét rằng năng lượng phản ứng không sinh công nên nó có thể được tạo ra ở điểm tiêu thụ. Tụ điện được sử dụng cho việc này. Thực tế là cuộn dây và tụ điện tiêu thụ các loại năng lượng phản ứng khác nhau: cảm ứng và điện dung, tương ứng. Họ dịch chuyển đường cong dòng điện và điện áp theo hướng ngược nhau.

Do những hoàn cảnh này tụ điện có thể được coi là vật tiêu thụ năng lượng điện dung hoặc máy phát năng lượng cảm ứng.Đối với động cơ tiêu thụ năng lượng cảm ứng, một tụ điện gần đó có thể trở thành nguồn của nó. Khả năng đảo ngược như vậy chỉ có thể thực hiện được đối với các phần tử mạch phản kháng không thực hiện công. Đối với năng lượng hoạt động, khả năng thuận nghịch như vậy không tồn tại: việc tạo ra nó gắn liền với mức tiêu thụ nhiên liệu. Suy cho cùng, trước khi có thể hoàn thành công việc, năng lượng phải được tiêu hao.

Trong điều kiện trong nước, các tổ chức truyền tải điện không tính phí năng lượng phản kháng và đồng hồ đo điện trong gia đình chỉ tính thành phần hoạt động của năng lượng điện. Tình hình hoàn toàn khác ở các doanh nghiệp lớn: một số lượng lớn động cơ điện, máy hàn và máy biến thế cần năng lượng phản kháng để hoạt động, tạo thêm phụ tải cho đường dây điện. Đồng thời, tổn thất dòng điện và nhiệt của năng lượng hoạt động tăng lên.

Trong những trường hợp này, mức tiêu thụ năng lượng phản kháng được đồng hồ tính đến và thanh toán riêng. Chi phí điện phản kháng thấp hơn chi phí điện tác dụng, nhưng đối với khối lượng tiêu thụ lớn, khoản thanh toán có thể rất đáng kể. Ngoài ra, phạt tiền được áp dụng đối với việc tiêu thụ năng lượng phản ứng vượt quá giá trị quy định. Do đó, việc các doanh nghiệp như vậy tạo ra năng lượng đó tại nơi tiêu thụ sẽ mang lại lợi nhuận kinh tế.

Đối với điều này, các tụ điện riêng lẻ hoặc bộ bù tự động được sử dụng để theo dõi lượng tiêu thụ và kết nối hoặc ngắt kết nối các dàn tụ điện. Hiện đại hệ thống bồi thường cho phép bạn giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng phản ứng từ mạng bên ngoài.

Quay trở lại câu hỏi ở tiêu đề bài viết, chúng ta có thể trả lời là khẳng định. Năng lượng phản ứng tồn tại. Không có nó, hoạt động lắp đặt điện trong đó từ trường được tạo ra là không thể. Tuy nhiên, không thực hiện công nhìn thấy, nó vẫn là điều kiện cần thiết để thực hiện công được thực hiện bởi năng lượng điện tích cực.

Công suất phản kháng

Điện- đại lượng vật lý đặc trưng cho tốc độ truyền tải hoặc chuyển đổi năng lượng điện.

Nếu phần tử mạch điện là một điện trở có điện trở R, Cái đó

Nguồn điện xoay chiều

Điện năng hoạt động

Trung bình trong kỳ T giá trị của công suất tức thời được gọi là công suất tác dụng: . Trong mạch điện hình sin một pha, trong đó bạn Và TÔI- giá trị hiệu dụng của điện áp và dòng điện, φ - góc dịch pha giữa chúng. Đối với mạch dòng điện không hình sin, công suất điện bằng tổng công suất trung bình tương ứng của các sóng hài riêng lẻ. Công suất tác dụng đặc trưng cho tốc độ chuyển đổi không thuận nghịch của năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác (nhiệt và điện từ). Công suất tác dụng cũng có thể được biểu thị dưới dạng dòng điện, điện áp và thành phần tác dụng của điện trở mạch r hoặc độ dẫn của nó g theo công thức. Trong bất kỳ mạch điện nào có dòng điện hình sin và không hình sin, công suất tác dụng của toàn mạch bằng tổng công suất tác dụng của các phần riêng lẻ của mạch điện, đối với mạch ba pha, công suất điện được định nghĩa là tổng công suất của các pha riêng lẻ. Với toàn bộ sức mạnh S hoạt động có liên quan bởi mối quan hệ . Đơn vị của công suất tác dụng là oát ( W, W). Đối với tín hiệu điện từ vi sóng trong đường truyền, phần tương tự của công suất tác dụng là công suất được hấp thụ bởi tải.

Công suất phản kháng

Công suất phản kháng là đại lượng đặc trưng cho tải được tạo ra trong các thiết bị điện do sự dao động năng lượng của trường điện từ trong mạch điện xoay chiều, bằng tích của các giá trị điện áp hiệu dụng bạn và hiện tại TÔI, nhân với sin của góc pha φ giữa họ: Q = UI sinφ. Đơn vị công suất phản kháng - volt-ampe phản kháng ( var, var). Công suất phản kháng có liên quan đến công suất biểu kiến S và công suất hoạt động R tỉ lệ: . Công suất phản kháng trong mạng điện gây ra thêm tổn thất tác dụng (bao gồm năng lượng được tiêu thụ tại các nhà máy điện) và tổn thất điện áp (làm xấu đi các điều kiện điều chỉnh điện áp). Trong một số hệ thống điện, công suất phản kháng có thể lớn hơn đáng kể so với công suất tác dụng. Điều này dẫn đến xuất hiện dòng điện phản kháng lớn và gây ra tình trạng quá tải của nguồn dòng điện. Để loại bỏ tình trạng quá tải và tăng hệ số công suất của hệ thống điện, việc bù công suất phản kháng được thực hiện. Đối với tín hiệu điện từ vi sóng trong đường dây truyền tải, công suất phản kháng tương tự là công suất phản xạ từ tải.

Cần lưu ý rằng giá trị sinφ đối với các giá trị φ từ 0 đến cộng 90 ° là giá trị dương. Giá trị sinφ đối với các giá trị φ từ 0 đến âm 90 ° là giá trị âm. Theo công thức Q = UI sinφ công suất phản kháng có thể có giá trị âm. Nhưng giá trị công suất tải âm đặc trưng cho tải như một máy phát năng lượng. Phản ứng chủ động, cảm ứng và điện dung không thể là nguồn năng lượng không đổi. Mô đun độ lớn Q = UI sinφ mô tả gần đúng các quá trình chuyển đổi năng lượng thực tế trong từ trường của cuộn cảm và trong điện trường của tụ điện. Việc sử dụng các đầu dò đo điện hiện đại trên công nghệ vi xử lý cho phép đánh giá chính xác hơn lượng năng lượng được phản hồi từ tải điện cảm và điện dung về nguồn điện áp xoay chiều. Máy biến đổi công suất phản kháng sử dụng công thức Q = UI sinφ, đơn giản và rẻ hơn nhiều so với các đầu dò đo dựa trên công nghệ vi xử lý.

Toàn bộ sức mạnh

Công suất biểu kiến - giá trị bằng tích của các giá trị hiệu dụng của dòng điện định kỳ trong mạch TÔI và điện áp bạn trên kẹp của nó: S = U×I; liên quan đến công suất tác dụng và công suất phản kháng theo tỷ lệ: , Ở đâu R- điện năng hoạt động, Q- công suất phản kháng (có tải cảm ứng) Q > 0, và với điện dung Q< 0 ). Đơn vị của công suất điện toàn phần là vôn-ampe ( V.A., VA).

Mối quan hệ vectơ giữa tổng công suất, công suất tác dụng và công suất phản kháng được biểu thị bằng công thức:

Đo

Để đo công suất điện, người ta sử dụng oát kế và biến kế; bạn cũng có thể sử dụng phương pháp gián tiếp, sử dụng vôn kế và ampe kế.
Máy đo pha được sử dụng để đo hệ số công suất phản kháng

Văn học

Bessonov L. A. - Cơ sở lý thuyết của kỹ thuật điện: Mạch điện- M.: Cao hơn. trường học,

Liên kết

Xem thêm

Danh sách các thông số điện áp và dòng điện

Quỹ Wikimedia. 2010.

Xem "Công suất phản kháng" là gì trong các từ điển khác:

công suất phản kháng- Giá trị đối với dòng điện và điện áp hình sin bằng tích của giá trị hiệu dụng của điện áp với giá trị hiệu dụng của dòng điện và sin của độ lệch pha giữa điện áp và dòng điện của mạng hai cực. [GOST R 52002 2003]… … Hướng dẫn dịch thuật kỹ thuật

Điện. công suất trong mạch điện xoay chiều, dùng để duy trì những thay đổi định kỳ do dòng điện xoay chiều gây ra: 1) từ trường khi có điện cảm trong mạch; 2) tụ điện sạc với sự có mặt của tụ điện và dây dẫn (ví dụ... ... Từ điển đường sắt kỹ thuật

Đại lượng đặc trưng cho tải được tạo ra trong các thiết bị điện do sự dao động năng lượng của trường điện từ. Đối với dòng điện hình sin, nó bằng tích của dòng điện hiệu dụng I và điện áp U nhân với sin của góc pha giữa chúng: Q =... ... Từ điển bách khoa lớn

CÔNG SUẤT PHẢN ỨNG- đại lượng đặc trưng cho tốc độ trao đổi năng lượng giữa máy phát điện xoay chiều và từ trường (điện) của mạch điện được tạo ra bởi các thiết bị điện (điện cảm và điện dung). R. m. xảy ra trong chuỗi khi có sự dịch chuyển ... Bách khoa toàn thư bách khoa lớn

công suất phản kháng- 3.1.5 công suất phản kháng (var): Công suất phản kháng của tín hiệu hình sin có tần số riêng bất kỳ trong mạch một pha, được định nghĩa là tích của giá trị bình phương trung bình của dòng điện và điện áp và sin của pha góc giữa chúng.… … Sách tham khảo từ điển thuật ngữ quy chuẩn và tài liệu kỹ thuật

công suất phản kháng- reaktyvioji galia statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Menamoji kompleksinės galios dalis, skaičiuojama pagal formulę Q² = S² – P²; čia Q – reaktyvioji galia, S – pilnutinė galia, P – aktyvioji galia. Matavimo vienetas –… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

công suất phản kháng- reaktyvioji galia statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. công suất phản kháng; điện không có watt. Blindleistung, f; wattlose Leistung, f rus. công suất không có watt, f; công suất phản kháng, f pranc. puissance déwatée, f; sức mạnh phản ứng, f … Fizikos terminų žodynas

công suất phản kháng- reaktyvioji galia statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. công suất phản kháng. Blindleistung, f; wattlose Leistung, f rus. công suất phản kháng, f pranc. sức mạnh phản ứng, f … Automatikos terminų žodynas

Đại lượng đặc trưng cho tải được tạo ra trong các thiết bị điện do sự dao động năng lượng của trường điện từ trong mạch điện xoay chiều (Xem Dòng điện xoay chiều). R. m Q bằng tích của các giá trị hiệu dụng của điện áp U và dòng điện... ... Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô

Sách

Kỹ thuật điện và điện tử trên tàu đánh cá, Belov O.A., Parfenkin A.I.. Các vấn đề chung về kỹ thuật điện và điện tử, các hiện tượng vật lý làm cơ sở cho việc sản xuất và sử dụng điện cũng như hoạt động của các thiết bị điện tử đều được xem xét. Các ví dụ được đưa ra...

Mục tiêu chính của truyền tải điện là tăng hiệu quả của mạng lưới. Vì vậy, việc giảm tổn thất là cần thiết. Nguyên nhân chính gây tổn thất là công suất phản kháng, việc bù công suất này giúp cải thiện đáng kể chất lượng điện.

Công suất phản kháng gây ra hiện tượng nóng lên dây dẫn và làm quá tải các trạm điện. Công suất máy biến áp và các phần cáp buộc phải được đánh giá quá cao và điện áp nguồn điện bị giảm.

Khái niệm công suất phản kháng

Để tìm hiểu công suất phản kháng là gì, cần xác định các loại công suất khác có thể có. Khi có tải tác dụng (điện trở) trong mạch, chỉ có công suất tác dụng được tiêu thụ, phần này hoàn toàn dành cho việc chuyển đổi năng lượng. Điều này có nghĩa là chúng ta có thể hình thành công suất tác dụng là gì - tại đó dòng điện thực hiện tác dụng hiệu dụng.

Ở dòng điện một chiều chỉ tiêu thụ công suất tác dụng, tính theo công thức:

Được đo bằng watt (W).

Trong mạch điện có dòng điện xoay chiều, khi có tải tác dụng và phản kháng, đèn báo công suất được tổng hợp từ hai thành phần: công suất tác dụng và công suất phản kháng.

Điện dung (tụ điện). Đặc trưng bởi sự lệch pha của dòng điện so với điện áp;
Cảm ứng (cuộn dây). Đặc trưng bởi độ trễ pha của dòng điện so với điện áp.

Nếu chúng ta xem xét một mạch có dòng điện xoay chiều và tải hoạt động được kết nối (lò sưởi, ấm đun nước, bóng đèn dây tóc), thì dòng điện và điện áp sẽ cùng pha và tổng công suất lấy tại một thời điểm nhất định được tính bằng cách nhân điện áp và dòng điện. các chỉ số.

Tuy nhiên, khi mạch chứa các thành phần phản kháng, số đọc điện áp và dòng điện sẽ không cùng pha mà sẽ khác nhau một lượng nhất định được xác định bởi góc lệch "φ". Nói một cách đơn giản, người ta nói rằng tải phản kháng trả lại nhiều năng lượng cho mạch bằng mức năng lượng mà nó tiêu thụ. Kết quả là, đối với mức tiêu thụ năng lượng hoạt động, chỉ báo sẽ bằng 0. Đồng thời, một dòng điện phản kháng chạy qua mạch, dòng điện này không thực hiện công hiệu quả. Kết quả là công suất phản kháng bị tiêu hao.

Công suất phản kháng là phần năng lượng cho phép thiết lập các trường điện từ theo yêu cầu của thiết bị xoay chiều.

Công suất phản kháng được tính theo công thức:

Q = U x I x sin φ.

Đơn vị đo công suất phản kháng là VAR (volt-ampere phản kháng).

Biểu thức cho công suất hoạt động:

P = U x I x cos φ.

Mối quan hệ giữa công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất biểu kiến đối với dòng điện hình sin có giá trị thay đổi được biểu diễn dưới dạng hình học bằng ba cạnh của một tam giác vuông, gọi là tam giác công suất. Mạch điện xoay chiều tiêu thụ hai loại năng lượng: công suất tác dụng và công suất phản kháng. Ngoài ra, công suất tác dụng không bao giờ âm, trong khi công suất phản kháng có thể dương (với tải cảm ứng) hoặc âm (với tải điện dung).

Quan trọng! Từ tam giác công suất, rõ ràng việc giảm thành phần phản kháng nhằm tăng hiệu suất của hệ thống luôn hữu ích.

Tổng công suất không được tìm thấy dưới dạng tổng đại số của các giá trị công suất tác dụng và phản kháng, nó là tổng vectơ của P và Q. Giá trị định lượng của nó được tính bằng cách lấy căn bậc hai của tổng bình phương của các chỉ số công suất: hoạt động và phản ứng. Tổng công suất có thể được đo bằng VA (volt-ampere) hoặc các dẫn xuất của nó: kVA, mVA.

Để tính công suất tổng, cần biết độ lệch pha giữa các giá trị hình sin của U và I.

Hệ số công suất

Sử dụng hình ảnh vector biểu thị bằng hình học, bạn có thể tìm thấy tỷ lệ các cạnh của tam giác tương ứng với công suất hữu ích và tổng công suất, sẽ bằng cosin phi hoặc hệ số công suất:

Hệ số này quyết định hiệu quả của mạng.

Số watt tiêu thụ bằng số volt tiêu thụ ở hệ số công suất 1 hoặc 100%.

Quan trọng! Cos φ càng lớn hoặc góc dịch chuyển của các giá trị hình sin của dòng điện và điện áp càng nhỏ thì tổng công suất càng gần giá trị hoạt động.

Ví dụ: nếu có một cuộn dây mà:

P = 80 W;
Q = 130 VAr;
thì S = 152,6 BA là căn bậc hai trung bình;
cos φ = P/S = 0,52 hay 52%

Chúng ta có thể nói rằng cuộn dây cần tổng công suất là 130 VAr để thực hiện công có ích là 80 W.

Hiệu chỉnh cos φ

Để hiệu chỉnh cos φ, thực tế được sử dụng là với tải điện dung và điện cảm, các vectơ năng lượng phản kháng ngược pha. Vì hầu hết các tải đều có tính cảm nên bằng cách nối một tụ điện, bạn có thể tăng cos φ.

Người tiêu dùng chính của năng lượng phản ứng:

Máy biến áp. Chúng là những cuộn dây có khớp nối cảm ứng và biến đổi dòng điện và điện áp thông qua từ trường. Những thiết bị này là thành phần chính của mạng điện truyền tải điện. Tổn thất đặc biệt tăng khi vận hành ở chế độ không tải và tải thấp. Máy biến áp được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống;
Lò nung cảm ứng, trong đó kim loại được nấu chảy bằng cách tạo ra dòng điện xoáy trong đó;
Động cơ không đồng bộ. Người tiêu dùng năng lượng phản ứng lớn nhất. Mô-men xoắn trong chúng được tạo ra bởi từ trường xen kẽ của stato;
Bộ chuyển đổi năng lượng điện, chẳng hạn như bộ chỉnh lưu điện được sử dụng để cấp nguồn cho mạng lưới liên lạc của vận tải đường sắt và các mạng khác.

Các dàn tụ điện được kết nối tại các trạm biến áp điện để điều khiển điện áp trong mức quy định. Tải thay đổi trong ngày với mức cao nhất vào buổi sáng và buổi tối, cũng như trong suốt cả tuần, giảm dần vào cuối tuần, điều này làm thay đổi chỉ số điện áp. Bằng cách kết nối và ngắt kết nối các tụ điện, mức độ của nó rất đa dạng. Điều này được thực hiện thủ công và sử dụng tự động hóa.

Cos φ được đo như thế nào và ở đâu

Công suất phản kháng được kiểm tra bằng cách thay đổi cos φ bằng một thiết bị đặc biệt - máy đo pha. Thang đo của nó được chia độ theo các giá trị định lượng của cos φ từ 0 đến 1 trong các lĩnh vực cảm ứng và điện dung. Sẽ không thể bù đắp hoàn toàn tác động tiêu cực của điện cảm, nhưng có thể tiến gần hơn đến giá trị mong muốn - 0,95 trong vùng cảm ứng.

Máy đo pha được sử dụng khi làm việc với các hệ thống lắp đặt có thể ảnh hưởng đến chế độ vận hành của mạng điện thông qua việc điều chỉnh cos φ.

Vì các tính toán tài chính cho năng lượng tiêu thụ cũng tính đến thành phần phản kháng của nó, nên các nhà máy lắp đặt bộ bù tự động trên các tụ điện, công suất của chúng có thể thay đổi. Mạng thường sử dụng tụ điện tĩnh;
Khi điều chỉnh cos φ trong máy phát đồng bộ bằng cách thay đổi dòng điện kích thích, cần giám sát trực quan ở chế độ vận hành thủ công;
Máy bù đồng bộ là động cơ đồng bộ hoạt động không tải, cung cấp năng lượng cho mạng ở chế độ kích thích quá mức để bù cho thành phần cảm ứng. Để điều chỉnh dòng điện kích thích, hãy quan sát số đọc của cos φ bằng máy đo pha.

Hiệu chỉnh hệ số công suất là một trong những khoản đầu tư hiệu quả nhất để giảm chi phí năng lượng. Đồng thời, chất lượng năng lượng nhận được được cải thiện.

Băng hình

Việc tính toán năng lượng điện được sử dụng bởi một thiết bị điện gia dụng hoặc công nghiệp thường được thực hiện có tính đến tổng công suất của dòng điện đi qua mạch điện được đo.

Trong trường hợp này, hai chỉ số được xác định phản ánh chi phí của toàn bộ năng lượng khi phục vụ người tiêu dùng. Các chỉ số này được gọi là năng lượng hoạt động và phản ứng. Tổng công suất là tổng của hai chỉ số này.

Toàn bộ sức mạnh.
Theo thông lệ, người tiêu dùng không phải trả tiền cho nguồn điện hữu ích được sử dụng trực tiếp trong hộ gia đình mà cho toàn bộ nguồn điện do nhà cung cấp cung cấp. Các chỉ báo này được phân biệt bằng đơn vị đo - tổng công suất được đo bằng vôn-ampe (VA) và công suất hữu ích được đo bằng kilowatt. Điện tác dụng và phản kháng được sử dụng bởi tất cả các thiết bị điện được cấp nguồn từ mạng.

Điện năng hoạt động.
Thành phần tích cực của tổng công suất thực hiện công có ích và được chuyển hóa thành các dạng năng lượng mà người tiêu dùng cần. Đối với một số thiết bị điện gia dụng và công nghiệp, công suất tác dụng và công suất biểu kiến trùng nhau trong tính toán. Trong số các thiết bị như vậy có bếp điện, đèn sợi đốt, lò nướng điện, máy sưởi, bàn là và máy ép ủi, v.v. Nếu hộ chiếu ghi công suất hoạt động là 1 kW thì tổng công suất của thiết bị đó sẽ là 1 kVA.

Khái niệm về điện phản kháng.
Loại điện này vốn có trong các mạch có chứa các phần tử phản ứng. Điện phản kháng là một phần trong tổng công suất đến không được sử dụng cho công hữu ích. Trong mạch điện một chiều không có khái niệm công suất phản kháng. Trong mạch điện xoay chiều, thành phần phản kháng chỉ xảy ra khi có tải cảm ứng hoặc điện dung. Trong trường hợp này, có sự không khớp giữa pha của dòng điện và pha của điện áp. Sự chuyển pha giữa điện áp và dòng điện này được biểu thị bằng ký hiệu “φ”. Với tải cảm ứng trong mạch, độ trễ pha được quan sát thấy và với tải điện dung, nó sẽ tăng lên. Do đó, chỉ một phần tổng công suất đến tay người tiêu dùng và tổn thất chính xảy ra do việc làm nóng các thiết bị và dụng cụ một cách vô ích trong quá trình vận hành. Tổn thất điện năng xảy ra do sự hiện diện của cuộn dây cảm ứng và tụ điện trong các thiết bị điện. Vì chúng mà điện tích tụ trong mạch một thời gian. Sau đó, năng lượng được lưu trữ sẽ được đưa trở lại vào mạch. Các thiết bị có mức tiêu thụ điện năng bao gồm thành phần điện phản kháng bao gồm các dụng cụ điện cầm tay, động cơ điện và các thiết bị gia dụng khác nhau. Giá trị này được tính toán có tính đến hệ số công suất đặc biệt, được ký hiệu là cos φ.

Tính toán điện phản kháng.
Hệ số công suất dao động từ 0,5 đến 0,9; Giá trị chính xác của thông số này có thể được tìm thấy trong bảng dữ liệu thiết bị điện. Công suất biểu kiến phải được xác định bằng công suất tác dụng chia cho hệ số. Ví dụ: nếu hộ chiếu của máy khoan điện cho biết công suất 600 W và giá trị 0,6 thì tổng công suất mà thiết bị tiêu thụ sẽ bằng 600/06, tức là 1000 VA. Trong trường hợp không có hộ chiếu để tính tổng công suất của thiết bị, hệ số có thể lấy bằng 0,7. Do một trong những nhiệm vụ chính của hệ thống cung cấp điện hiện tại là cung cấp nguồn điện hữu ích cho người dùng cuối nên tổn thất công suất phản kháng được coi là một yếu tố tiêu cực và sự gia tăng chỉ số này đặt ra câu hỏi về hiệu suất của toàn bộ mạch điện.

Giá trị của hệ số khi tính đến tổn thất.
Giá trị hệ số công suất càng cao thì tổn thất điện năng tác dụng sẽ càng thấp - điều đó có nghĩa là năng lượng điện tiêu thụ sẽ khiến người tiêu dùng cuối cùng phải trả ít hơn một chút. Để tăng giá trị của hệ số này, nhiều kỹ thuật khác nhau được sử dụng trong kỹ thuật điện để bù đắp cho những tổn thất điện ngoài mục tiêu. Thiết bị bù là máy phát dòng điện hàng đầu giúp làm phẳng góc pha giữa dòng điện và điện áp. Các dàn tụ điện đôi khi được sử dụng cho cùng một mục đích. Chúng được kết nối song song với mạch vận hành và được sử dụng làm bộ bù đồng bộ.

Tính toán chi phí điện cho khách hàng cá nhân.
Đối với mục đích sử dụng cá nhân, điện tác dụng và điện phản kháng không được tách riêng trong hóa đơn - trên quy mô tiêu thụ, tỷ trọng năng lượng phản ứng là nhỏ. Vì vậy, khách hàng tư nhân có mức tiêu thụ điện năng lên tới 63 A sẽ thanh toán một hóa đơn, trong đó toàn bộ lượng điện tiêu thụ được coi là đang hoạt động. Tổn thất bổ sung trong mạch điện phản kháng không được phân bổ riêng và không được thanh toán. Hạch toán điện phản kháng cho doanh nghiệp Một điều nữa là doanh nghiệp, tổ chức. Một số lượng lớn thiết bị điện được lắp đặt trong các cơ sở sản xuất và xưởng công nghiệp, và tổng lượng điện cung cấp chứa một phần đáng kể năng lượng phản kháng cần thiết cho hoạt động của nguồn điện và động cơ điện. Điện tác dụng và điện phản kháng cung cấp cho doanh nghiệp, tổ chức cần có sự phân biệt rõ ràng và phương thức thanh toán khác nhau. Trong trường hợp này, cơ sở để điều chỉnh mối quan hệ giữa công ty cung cấp điện và người tiêu dùng cuối cùng là một thỏa thuận tiêu chuẩn. Theo các quy tắc được thiết lập trong tài liệu này, các tổ chức tiêu thụ điện trên 63 A cần một thiết bị đặc biệt cung cấp chỉ số năng lượng phản ứng để hạch toán và thanh toán. Công ty mạng lưới lắp đặt một đồng hồ đo điện phản kháng và tính phí theo chỉ số của nó.

Hệ số năng lượng phản ứng.
Như đã đề cập trước đó, điện tác dụng và điện phản kháng được đánh dấu bằng dòng riêng biệt trong hóa đơn thanh toán. Nếu tỷ lệ giữa lượng điện phản kháng và điện tiêu thụ không vượt quá định mức đã thiết lập thì không tính phí năng lượng phản ứng. Hệ số tỷ lệ có thể được viết theo nhiều cách khác nhau, giá trị trung bình của nó là 0,15. Nếu vượt quá giá trị ngưỡng này, doanh nghiệp tiêu dùng nên lắp đặt thiết bị bù.

Năng lượng phản ứng trong các tòa nhà chung cư.
Người tiêu dùng điện điển hình là một tòa nhà chung cư có cầu chì chính, tiêu thụ điện vượt quá 63 A. Nếu tòa nhà đó chỉ có mặt bằng dân cư thì sẽ không phải trả phí điện phản kháng. Vì vậy, cư dân của một tòa nhà chung cư chỉ thấy trong khoản thanh toán phí cho tổng lượng điện mà nhà cung cấp cung cấp cho ngôi nhà. Quy tắc tương tự áp dụng cho các hợp tác xã nhà ở.

Các trường hợp đặc biệt của đo công suất phản kháng.
Có những trường hợp một tòa nhà nhiều tầng có cả tổ chức thương mại và căn hộ. Việc cung cấp điện cho những ngôi nhà như vậy được quy định bởi các đạo luật riêng biệt. Ví dụ, sự phân chia có thể là kích thước của khu vực có thể sử dụng. Nếu trong một tòa nhà chung cư, các tổ chức thương mại chiếm ít hơn một nửa diện tích sử dụng thì các khoản thanh toán năng lượng phản ứng sẽ không bị tính phí. Nếu vượt quá tỷ lệ ngưỡng thì sẽ phát sinh nghĩa vụ thanh toán tiền điện phản kháng. Trong một số trường hợp, các tòa nhà dân cư không được miễn thanh toán năng lượng phản ứng. Ví dụ: nếu một tòa nhà có điểm kết nối thang máy cho các căn hộ thì việc tính phí sử dụng điện phản kháng sẽ được tính riêng, chỉ dành cho thiết bị này. Chủ sở hữu căn hộ vẫn chỉ trả tiền điện hoạt động.