Понятие о реактивной мощности.

Соотношения токов, напряжений и мощностей переменного тока

-  реактивная мощность(ВАр)

В цепях постоянного тока угол между напряжением и током φ=0, и понятие реактивной мощности отсутствует. В цепях переменного тока так происходит только в том случае, если нагрузка чисто активная. Это, например, электронагреватель или лампа накаливания. При такой нагрузке в цепи переменного тока фаза напряжения и фаза тока совпадают, т.е. угол φ=0 и вся мощность передается в нагрузку.

Часть полной мощности S, которую удалось передать в нагрузку за период переменного тока, называется активной мощностью. Величина активной мощности Р зависит от угла φ, P=U∙I∙cosφ. Активная мощность максимальна при угле φ=0 и   cosφ=1,  поэтому, чем выше cos φ, тем больше активной энергии, подаваемой от источника, попадает в нагрузку.

Мощность, которая не была передана в нагрузку, а привела к потерям на нагрев и излучение, называется реактивной мощностью Q. Существуют два вида реактивной мощности – индуктивная и емкостная.  

Реактивная мощность индуктивного характера Q_L возникает от различного рода обмоток электродвигателей и трансформаторов и вообще там, где в качестве нагрузки используются катушки, например электромагниты, при этой нагрузке ток I отстает по фазе от напряжения U на угол φ.  

Реактивная мощность емкостного характера Q_C возникает от нагрузки типа конденсаторы, емкостями между проводами ЛЭП и землёй и т.п., при этом ток I опережает по фазе напряжение U на угол φ.

Рис.8. Расположение токов и напряжений в переменном токе при разных видах нагрузки.

  Реактивная мощность индуктивного характера Q_L увеличивает полный ток I, при передаче электроэнергии через ЛЭП. Если нагрузка индуктивная, то следует компенсировать ее с помощью емкостей (конденсаторов). Это помогает увеличить cos φ до приемлемых значений 0.7-0.9. Этот процесс называется компенсацией реактивной мощности, рис.9.

Рис.9. Векторная диаграмма полной мощности до и после компенсации.

Схемы соединения обмоток трансформаторов, генераторов и потребителей в трёхфазной системе.

Схема соединения обмоток генератора и потребителя в звезду.

а) Соединение потребителя звездой:

U л=√3× U ф

I л= I ф

 

б) Соединение потребителя треугольником:

U л= U ф

I л=√3× I ф

 

 

Схема соединения вторичная обмотка трансформатора звезда - потребителя звезда.

Так как фазы обмоток сдвинуты между собой на 120⁰,   то линейные напряжения больше фазных в √3, т.е. U _АВ =√3× U _А.

Фазные токи в схеме соединения звезда равны линейным, т.е. I л= I ф.