Migliore risposta
A) Nozioni di base
Per spiegare la potenza reattiva dobbiamo prima imparare alcune nozioni di base.
Esistono fondamentalmente due tipi di carichi, quando si parla di griglie lineari:
- carichi resistivi: carichi che consumano solo energia elettrica.
- carichi reattivi: carichi che immagazzinano temporaneamente energia elettrica, pronti a restituirla in modo dinamico. I carichi reattivi possono essere di due tipi:
- Induttivi
- Capacitivi
- Entrambi i tipi (carichi reattivi e resistivi) assorbono corrente quando viene applicata una tensione o una corrente costante, sebbene i carichi reattivi lo facciano solo per un po (evito di entrare nei dettagli a questo punto).
- Ma poi, nel mondo reale ogni carico è un mix di carichi resistivi e reattivi.
Oltre a questo, la maggior parte delle griglie sono principalmente lineari, ma leggermente non lineari. La non linearità aggiunge una terza componente alla potenza chiamata potenza di distorsione. Non entreremo in questo, ma è un terzo componente della potenza.
AC Line Power
Continueremo ora con i carichi resistivi e reattivi in una rete elettrica, poiché è utilizzata nella maggior parte del mondo.
Non discuterò il terzo “tipo” di potenza, il potere di distorsione, derivante da non componenti lineari. Ma devo aggiungerlo come osservazione, che la potenza totale (chiamata potenza apparente S in VA) è composta da tre componenti: potenza attiva P (in Watt), potenza reattiva Q (in VAR) e potenza di distorsione D (in VAR). La potenza apparente è la radice quadrata della somma dei quadrati della potenza attiva, reattiva e di distorsione: S = Sqrt (P ^ 2 + Q ^ 2 + D ^ 2).
Io non lo so voglio diventare tecnico, quindi limito la mia risposta dicendo che si parla di potenza reattiva solo su reti AC.
Esempi di (principalmente) carichi resistivi in una rete CA:
- Riscaldatori
- Motori con carico (i motori hanno un comportamento reattivo e resistivo, ma sotto carico, il loro comportamento resistivo è predominante)
- Lampadine
- La maggior parte degli elettrodomestici sotto carico (prevalentemente)
- Etc ..
Esempio di Carichi reattivi in una rete CA:
- Motore a basso carico (funziona principalmente come un carico reattivo)
- Dimmer della luce durante la regolazione
- Alcune lampade
- Condensatori di compensazione di una griglia
- Convertitori di compensazione della rete
- Capacità di linea e induttanza di linea di un linea elettrica
- Etc.
Reazioni positive e negative
La potenza reattiva è causata dalle reattanze.
Esistono due tipi di reattanze:
- Capacitiva (negativa)
- Induttiva (positiva)
- Le reattanze induttive capacitive possono compensarsi a vicenda.
B) Potenza nelle reti CA
I carichi resistivi contribuiscono alla potenza attiva consumata in una rete. Le reattanze contribuiscono alla potenza reattiva, la parte di potenza oscilla avanti e indietro tra reattanze capacitive e induttive il doppio della frequenza di rete 50.
Le reazioni non consumano potenza attiva ma causano perdite di potenza (secondarie) lungo i fili, a causa di corrente aggiuntiva che li alimenta. Per questo motivo, gli operatori di rete forniranno con attenzione la compensazione per il carico reattivo aggiungendo reattanze opposte lungo le linee elettriche. Aggiungono “carichi” capacitivi lungo le loro linee per compensare la natura induttiva della rete. E in alcuni casi speciali, quando le linee sono di natura capacitiva, forniranno una compensazione induttiva. In altre parole: l “uso della potenza reattiva” nelle reti elettriche, serve a compensare la potenza reattiva di segno opposto .
Compensazione tuttavia è possibile solo per una parte degli effetti dei carichi reattivi a causa di due ulteriori effetti:
- Flusso di potenza oscillante: con conseguente zero potenza trasmessa alla fine della linea. Quindi la sorgente “pomperà” energia nella linea, ma nessuna potenza raggiunge la fine
- Inviando energia nellatmosfera come unantenna (richiede linee lunghe migliaia di chilometri)
Su linee molto lunghe, alcune migliaia di chilometri, lunico modo per far fronte alle reattività è passare a linee elettriche CC ad alta tensione, dove hanno scarso effetto sul trasferimento di potenza.
PS: Alcuni diciamo che la potenza reattiva ha leffetto di abbassare la tensione della rete. Questo non è sempre vero, poiché può accadere anche il contrario.
Risposta
La potenza reattiva è relativamente astratta, viene utilizzata per scambiare campi elettrici e magnetici nel circuito e viene utilizzata stabilire e mantenere la potenza elettrica del campo magnetico nelle apparecchiature elettriche. Non funziona esternamente, ma invece lo trasforma in altre forme di energia. Per le apparecchiature elettriche con bobine elettromagnetiche, è necessario consumare potenza reattiva per stabilire un campo magnetico.Poiché non funziona allesterno, si chiama “reattivo”. Il segno della potenza reattiva è rappresentato da Q, e lunità è Var o kVar.
La potenza reattiva non è affatto una potenza inutile ed è molto utile. Il motore deve stabilire e mantenere un campo magnetico rotante per far ruotare il rotore, guidando così il movimento meccanico. Il campo magnetico del rotore del motore viene stabilito prendendo la potenza reattiva dalla fonte di alimentazione. Il trasformatore necessita anche di potenza reattiva per generare un campo magnetico nella bobina primaria del trasformatore e indurre una tensione nella bobina secondaria. Pertanto, senza potenza reattiva, il motore non ruoterà, il trasformatore non verrà trasformato e il contattore CA non tirerà.
In circostanze normali, il dispositivo alimentato non deve solo ottenere potenza attiva dal alimentazione, ma deve anche ottenere potenza reattiva dallalimentatore. Se la potenza reattiva nella rete elettrica è scarsa, lapparecchiatura di potenza non dispone di potenza reattiva sufficiente per stabilire un normale campo elettromagnetico. Quindi, lapparecchiatura di alimentazione non può essere utilizzata nelle condizioni nominali e la tensione dei terminali dellapparecchiatura di alimentazione viene ridotta. In tal modo influisce sul normale funzionamento delle apparecchiature elettriche. La potenza reattiva ha alcuni effetti negativi sulla fornitura e sullutilizzo dellelettricità, principalmente in:
1. Ridurre luscita della potenza attiva del generatore.
2. Ridurre la capacità di alimentazione delle apparecchiature di trasmissione e trasformazione.
3. Ciò provoca un aumento della perdita di tensione di linea e una aumento della perdita di potenza.
4. Ciò si traduce in un funzionamento a basso fattore di potenza e caduta di tensione, con conseguente capacità insufficiente delle apparecchiature elettriche.
La potenza reattiva fornita da generatore e la linea di trasmissione ad alta tensione non possono soddisfare le esigenze del carico, quindi alcuni dispositivi di compensazione della potenza reattiva dovrebbero essere impostati nella rete elettrica per integrare la potenza reattiva per garantire allutente necessità di potenza reattiva. Le apparecchiature elettriche possono funzionare alla tensione nominale. Questo è il motivo per cui la rete deve installare dispositivi di compensazione della potenza reattiva.
Potenza attiva e potenza reattiva del gruppo elettrogeno diesel