Reaktīvā jauda ir elektrisko tīklu pamatjēdziens, kas bieži paliek nepamanīts, taču var būtiski ietekmēt energoefektivitāti un daudzu uzņēmumu elektrības rēķinus. Lai gan reaktīvā jauda netiek pārvērsta lietderīgā darbā, tās pareiza pārvaldība ir ļoti svarīga, lai izvairītos no papildu izmaksām un optimizētu elektrotīkla izmantošanu.
Šajā rakstā mēs apskatīsim, kas ir reaktīvā jauda, kā tā tiek mērīta, kāda ir tās ietekme uz elektroinstalācijām un kādus pasākumus var veikt, lai izvairītos no problēmām, ko tā rada. Turklāt mēs izpētīsim saistītos jēdzienus, piemēram, jaudas koeficientu, induktīvās un kapacitatīvās reaktīvās jaudas, un sniegsim konkrētus piemērus, kā samazināt reaktīvās jaudas ietekmi uz jūsu elektrotīklu. Ejam tur!
Kas ir reaktīvā jauda?
La reaktīvā jauda Tā ir viena no jaudas formām, kas cirkulē pa elektrotīkliem, bet netiek tieši pārvērsta lietderīgā darbā, kā to dara elektrība. aktīvā jauda. Tā vietā, lai to patērētu iekārtas, reaktīvā jauda svārstās starp avotu un slodzēm elektroiekārtu spoļu un kondensatoru ietekmes dēļ. Šāda veida jauda ir nepieciešama tādu ierīču kā motoru, transformatoru vai apgaismes iekārtu darbībai.
Maiņstrāvas (AC) ķēdē reaktīvā jauda tiek ģenerēta fāzes starpības dēļ starp elektrisko strāvu un spriegumu. Ideālā gadījumā spriegumam un strāvai jābūt vienā fāzē, kas ļautu visai cirkulācijas jaudai būt aktīvai un pilnībā izmantojamai. Tomēr daudzu iekārtu rakstura dēļ strāvas un sprieguma viļņi ir ārpus fāzes, tādējādi radot reaktīvo jaudu.
Reaktīvās jaudas mērvienība ir reaktīvais volts ampēros (VAr), un šo jaudu var aprēķināt, izmantojot formulu:
Reaktīvā jauda (Q) = V * I * sinϕ, kur ϕ ir fāzes leņķis starp spriegumu un strāvu.
Atšķirība starp aktīvo un reaktīvo jaudu
La aktīvā jauda Tas ir tāds, kas tiek patērēts un veic noderīgus darbus, piemēram, strādā ar mašīnu vai aizdedzina spuldzi. To mēra vatos (W), un tā ir jauda, ko mēs faktiski izmantojam un kas ir atspoguļota mūsu elektrības rēķinā.
No otras puses, reaktīvā jauda nerada lietderīgu darbu, bet ir būtiski uzturēt noteiktu elektrisko ierīču darbību. Lai gan tas netiek patērēts tieši, tas atstāj ietekmi uz elektrisko sistēmu, jo aizņem vietu pārvades tīklos un ietekmē aktīvās jaudas transportēšanas jaudu.
Abas pilnvaras ir saistītas ar šķietamais spēks, kas ir aktīvās un reaktīvās jaudas kombinācija. Šī ir abu vektoru summa, un to mēra voltu ampēros (VA). Formula, kas tos saista, ir:
(šķietamā jauda)² = (aktīvā jauda)² + (reaktīvā jauda)²
Šis jaudas trīsstūris ļauj mums saprast, kā optimizēt elektroenerģijas patēriņu: jo mazāka ir reaktīvā jauda, jo lielāku lietderīgās aktīvās jaudas daļu varam izmantot.
Jaudas koeficients un kosinusa phi
El spēka faktors, kas pazīstams arī kā kosinuss phi (cos φ), ir attiecība starp aktīvo jaudu un šķietamo jaudu. Jaudas koeficients atspoguļo to, cik efektīvi iekārta izmanto elektrotīklu. Ja jaudas koeficients ir 1, spriegums un strāva ir ideāli sinhronizēti, un nav reaktīvās jaudas. Praksē šī vērtība parasti ir zemāka, piemēram, 0,85 vai 0,9 atkarībā no instalācijas.
Ja kosinuss phi ir mazāks par 0,85, var rasties pārstrāvas problēmas, sprieguma kritumi un papildu zudumi elektropārvadē, kas negatīvi ietekmē energoefektivitāti. Un daudzos gadījumos tīkla operatori uzliek sodus lieliem patērētājiem ar zemu jaudas koeficientu.
Reaktīvās jaudas veidi
Reaktīvo jaudu var iedalīt divos galvenajos veidos:
- Induktīvā reaktīvā jauda: To ģenerē iekārtās, kas rada magnētiskos laukus, piemēram, elektromotoros, transformatoros un elektromagnētos. Šajā gadījumā strāva atpaliek no sprieguma.
- Kapacitatīvā reaktīvā jauda: Tas tiek ģenerēts tādos komponentos kā kondensatori un daži mūsdienu apgaismojuma veidi (luminiscences lampas un LED lampas). Šeit strāva vada spriegumu.
Lai saglabātu spēka faktors Optimālā līmenī tiek izmantotas daudzas rūpniecības iekārtas kondensatoru baterijas, kas kompensē fāzes nobīdi, ko izraisa induktīvā reaktīvā jauda.
Reaktīvās jaudas ietekme uz elektrības rēķiniem
Viena no tiešākajām sekām, ko rada zems jaudas koeficients un liela reaktīvā jauda jūsu instalācijā, ir elektrības izmaksu pieaugums. Daudzus uzņēmumus ietekmē sodus tīkla operatori, īpaši, ja jaudas koeficients nokrītas zem 0,85.
Piemēram, Spānijā, lielie patērētāji ar līguma jaudu, kas lielāka par 15 kW, šim aspektam jāpievērš īpaša uzmanība, jo viņiem rodas papildu izmaksas par katru patērēto kilovoltu reaktīvo ampēru (kVAR), ja reaktīvā jauda ir pārāk augsta.
Interesanti atzīmēt, ka daudzas no šīm piemaksām rodas naktīs, kad uzņēmumiem parasti ir mazāka aktivitāte un līdz ar to arī mazāk aktīvās enerģijas patēriņa. Tas šajā periodā var ievērojami palielināt reaktīvās enerģijas procentuālo daudzumu.
Kā samazināt reaktīvo jaudu
Reaktīvās jaudas samazināšana ir būtiska, lai uzlabotu jūsu iekārtas energoefektivitāti un izvairītos no nevajadzīgām izmaksām. Visizplatītākie pasākumi ietver:
- Kondensatoru banku uzstādīšana: Visizplatītākais risinājums induktīvās reaktīvās jaudas kompensēšanai ir kondensatoru bloka uzstādīšana - ierīce, kas ģenerē kapacitatīvo reaktīvo jaudu, lai līdzsvarotu fāzu starpību, ko rada iekārtas ar spolēm.
- VAR ģeneratori: Šīs ierīces tīklā ievada reaktīvo strāvu, lai kontrolētu fāzes nobīdi. Tie var kompensēt gan induktīvo, gan kapacitatīvo reaktīvo jaudu.
- Pareiza aprīkojuma apkope: Laba elektroiekārtu apkope ir būtiska, lai izvairītos no nevēlamas reaktīvās jaudas rašanās. Dažas ierīces, piemēram, slikti noregulēti motori vai dienasgaismas apgaismojuma sistēmas, var radīt lielāku reaktīvo jaudu nekā nepieciešams.
Ierīces, kas ģenerē reaktīvo jaudu
Lielākā daļa ierīču, kas ģenerē reaktīvo jaudu, ir tās, kas izmanto elektromagnētiskās spoles vai kondensatorus. Starp visizplatītākajiem mēs atrodam:
- Motori un kompresori, piemēram, ledusskapjos, saldētavās un gaisa kondicionēšanas sistēmās.
- apgaismojums ar dienasgaismas vai LED spuldzes, it īpaši vecākos.
- Transformatori un elektromagnēti, ko izmanto rūpnieciskajās iekārtās un sadzīves tehnikā.
Ir svarīgi apzināties, ka pat ikdienas aprīkojums mājās, piemēram, datori vai noteiktas ierīces, var radīt nelielu daudzumu reaktīvās jaudas, lai gan parasti ar lielākajām problēmām lielā patēriņa dēļ saskaras lielie uzņēmumi.
Tehnoloģijām attīstoties, mēs atrodam arvien vairāk ierīču, kas tā vietā, lai radītu reaktīvo jaudu, palīdz to kompensēt. Piemēram, dažas mūsdienu HVAC sistēmas ir izstrādātas ar iebūvētu kompensāciju, lai novērstu kavēšanos.
Reaktīvās jaudas mērīšana
Nav fiziskas ierīces, kas tieši mēra reaktīvo jaudu elektroinstalācijā. Tā vietā tiek izmantota matemātiskā formula, kas ņem vērā spriegumu, intensitāti un fāzes starpību starp abiem mainīgajiem. The elektrisko tīklu analizatori Tie ir rīki, kas ļauj reģistrēt šīs vērtības un aprēķināt reaktīvo jaudu.
Turklāt daudzās jomās sadales uzņēmumi regulāri mēra šīs vērtības, lai aprēķinātu atbilstošos sodus par elektrības rēķiniem, ja reaktīvās enerģijas patēriņš pārsniedz noteiktus ierobežojumus.
Reaktīvās jaudas samazināšanas priekšrocības
Reaktīvās jaudas samazināšanai ir vairākas priekšrocības gan ekonomiskas, gan ekspluatācijas ziņā. Starp tiem:
- Ietaupījumi elektrības rēķinā: Samazinot reaktīvās jaudas daudzumu, tiek novērsti sodi, kas saistīti ar zemu jaudas koeficientu.
- Iekārtas ilgāks kalpošanas laiks: Zemāka reaktīvā jauda nozīmē mazāku pārslodzi objektos, kas samazina bojājumu risku.
- Tīkla jaudas optimizācija: Samazinot reaktīvo jaudu, tīklā tiek atbrīvota jauda, lai pārsūtītu vairāk aktīvās jaudas, kas nozīmē, ka ražošanu var palielināt, nepalielinot elektrisko infrastruktūru.
Tāpēc labas reaktīvās jaudas kontroles uzturēšana ne tikai palīdz izvairīties no nevajadzīgām izmaksām, bet arī atbalsta jūsu objekta kopējo darbības efektivitāti.