Nejlepší odpověď
A) Základy
Abychom vysvětlili jalový výkon, musíme se nejprve naučit některé základy.
Když mluvíme o lineárních sítích, existují v zásadě dva typy zátěží:
- odporová zátěže: zátěže které jen spotřebovávají elektrickou energii.
- reaktivní zátěže: zátěže, které dočasně ukládají elektrickou energii a jsou připraveny ji dynamicky dodávat zpět. Reaktivní zátěže mohou být dvou typů:
- indukční
- kapacitní
- oba druhy (reaktivní a odporová zátěž) odebírají proud, když je aplikováno konstantní napětí nebo proud, ačkoli reaktivní zátěže to dělají jen na chvíli (v tomto bodě se nebudu podrobně zabývat).
- Ale pak je v reálném světě každé zatížení kombinací odporového a reaktivního zatížení.
Kromě toho je většina mřížek hlavně lineární, ale mírně nelineární. Nelineárnost přidává k energii třetí složku, která se nazývá síla zkreslení. Do toho nebudeme vstupovat, ale je to třetí složka napájení.
Napájení střídavým proudem
Nyní budeme pokračovat s odporovými a reaktivními zátěžemi v energetické síti, jak se používá ve většině částí světa.
Nebudu se zabývat třetím „druhem“ energie, zkreslující silou, pramenící z ne lineární komponenty. Musím však dodat, že celkový výkon (nazývaný zdánlivý výkon S ve VA) se skládá ze tří složek: činný výkon P (ve Watt), jalový výkon Q (ve VAR) a zkreslení D (ve VAR). Zdánlivý výkon je druhou odmocninou součtu druhých mocnin činného, jalového a zkreslujícího výkonu: S = Sqrt (P ^ 2 + Q ^ 2 + D ^ 2).
Nechci chci se stát technickým, tak omezím svou odpověď tím, že mluvíme o jalovém výkonu pouze na AC sítích.
Příklady (hlavně) odporových zátěží v AC síti:
- Ohřívače
- Motory se zátěží (motory mají reaktivní a odporové chování, ale při zátěži převažuje jejich odporové chování)
- Žárovky
- Většina domácích spotřebičů pod zatížením (převážně)
- atd.
Příklad částečně nebo převážně Reaktivní zatížení v AC síti:
- Motor s nízkým zatížením (běží hlavně jako reaktivní zatížení)
- Stmívač světla při stmívání
- Některé žárovky
- Kompenzační kondenzátory sítě
- Kompenzační převaděče sítě
- Síťová kapacita a síťová indukčnost elektrické vedení
- atd. / / i>
Pozitivní a negativní reaktance
Reaktivní síla je způsobena reaktancemi.
Existují dva typy reaktancí:
- Kapacitní (negativní)
- Indukční (pozitivní)
- Kapacitní indukční reaktance se mohou navzájem kompenzovat.
B) Síla v sítích střídavého proudu
Rezistivní zátěže přispívají k aktivnímu výkonu spotřebovanému v síti. Reaktance přispívají k jalovému výkonu, výkonová část osciluje tam a zpět mezi kapacitními a indukčními reaktancemi dvakrát vyšší než síťová frekvence 50.
Reaktanty nespotřebovávají aktivní energii, ale způsobují (sekundární) ztráty energie podél vodičů v další proud, který je napájí. Z tohoto důvodu budou provozovatelé sítě pečlivě poskytovat kompenzaci jalového zatížení a přidávat opačné reaktance podél elektrického vedení. Přidávají kapacitní „zátěže“ podél svých linií, aby kompenzovaly indukční povahu sítě. A v některých zvláštních případech, kdy jsou linky kapacitní povahy, zajistí indukční kompenzaci. Jinými slovy: „použití jalového výkonu“ v energetických sítích znamená kompenzovat jalový výkon opačného znaménka .
Kompenzace však je možné pouze pro část účinků jalových zátěží díky dvěma dalším účinkům:
- Oscilační tok energie: výsledkem je přenos nulového výkonu na samý konec vedení. Zdroj tedy „pumpuje“ energii do vedení, ale žádná energie nedosáhne konce.
- Vysílání energie do atmosféry jako anténa (vyžaduje vedení dlouhé tisíce kilometrů)
Na velmi dlouhých tratích, několik tisíc kilometrů, je jediným způsobem, jak se vyrovnat s reaktivitou, odbočka na vysokonapěťové stejnosměrné napájecí vedení, kde mají malý vliv na přenos energie.
PS: Některé říci, že jalový výkon má za následek snížení napětí v síti. To není vždy pravda, protože se může stát i opak.
Odpověď
Jalový výkon je relativně abstraktní, používá se k výměně elektrických a magnetických polí v obvodu a používá se ke stanovení a udržování elektrické energie magnetického pole v elektrických zařízeních. Nefunguje to zvnějšku, ale přeměňuje to na jiné formy energie. U elektrických zařízení s elektromagnetickými cívkami musí být k vytvoření magnetického pole spotřebován jalový výkon.Protože venku to nefunguje, nazývá se to „reaktivní“. Znaménko jalového výkonu představuje Q a jednotkou je buď Var nebo kVar.
Jalový výkon není v žádném případě zbytečný výkon a je velmi užitečný. Aby bylo možné otáčet rotorem, musí motor vytvořit a udržovat rotující magnetické pole, a tím řídit mechanický pohyb. Magnetické pole rotoru motoru je stanoveno odebíráním jalového výkonu ze zdroje energie. Transformátor také potřebuje jalový výkon pro generování magnetického pole v primární cívce transformátoru a indukování napětí v sekundární cívce. Bez jalového výkonu se tedy motor nebude točit, transformátor se nebude transformovat a střídavý stykač nebude táhnout.
Za normálních okolností potřebuje napájené zařízení nejen získat aktivní výkon z napájení, ale také potřebuje získat jalový výkon z napájecího zdroje. Pokud je jalový výkon v energetické síti nedostatečný, napájecí zařízení nemá dostatek jalového výkonu k vytvoření normálního elektromagnetického pole. Energetické zařízení poté nelze provozovat za jmenovitých podmínek a svorkové napětí energetického zařízení se sníží. Tím je ovlivněn normální provoz elektrického zařízení. Jalový výkon má určité nepříznivé účinky na dodávku a používání elektřiny, zejména v:
1. Snižte výkon činného výkonu generátoru.
2. Snižte kapacitu napájení přenosových a transformačních zařízení.
3. To způsobí zvýšení ztráty síťového napětí a zvýšení ztráty výkonu.
4. Výsledkem je nízký výkonový faktor a pokles napětí, což má za následek nedostatečnou kapacitu elektrického zařízení.
Jalový výkon dodávaný z generátor a vysokonapěťové přenosové vedení nemohou uspokojit potřeby zátěže, proto by měla být v energetické síti nastavena některá zařízení pro kompenzaci jalového výkonu, aby se jalový výkon doplnil, aby se zajistilo „potřeba jalového výkonu.“ Elektrické zařízení může pracovat při jmenovitém napětí. Z tohoto důvodu musí síť instalovat zařízení pro kompenzaci jalového výkonu.