Beste svaret
A) Grunnleggende
For å forklare reaktiv kraft må vi lære oss noen grunnleggende ting først.
Det er i utgangspunktet to typer belastninger når vi snakker om lineære rutenett:
- resistive lass: loads som bare forbruker elektrisk energi.
- reaktive belastninger: laster som lagrer elektrisk energi midlertidig, klare til å mate den tilbake på en dynamisk måte. Reaktive belastninger kan være av to typer:
- Induktiv
- Kapasitiv
- Begge slag (reaktive og resistive belastninger) trekker strøm når en konstant spenning eller strøm påføres, skjønt reaktive belastninger gjør det bare en stund (jeg unngår å gå i detaljer på dette punktet).
- Men i den virkelige verden er hver last en blanding av resistive og reaktive belastninger.
I tillegg er de fleste nett hovedsakelig lineære, men litt ikke lineære. Ikke-linearitet tilfører en tredje komponent til kraften som kalles forvrengningskraft. Vi kommer ikke inn på det, men det er en tredje komponent av strømmen.
AC Line Power
Vi vil nå fortsette med resistive og reaktive belastninger i et kraftnett, slik det brukes i de fleste deler av verden.
Jeg vil ikke diskutere den tredje «typen» kraft, forvrengningskraft, som kommer fra ikke lineære komponenter. Men jeg må legge det til som en bemerkning at total effekt (kalt tilsynelatende effekt S i VA) består av tre komponenter: aktiv effekt P (i Watt), reaktiv effekt Q (i VAR) og forvrengningskraft D (i VAR). Tilsynelatende kraft utgjør kvadratroten av summen av kvadratene av aktiv, reaktiv og forvrengningskraft: S = Sqrt (P ^ 2 + Q ^ 2 + D ^ 2).
Jeg har ikke t ønsker å bli til teknisk, så jeg begrenser svaret mitt og sier at vi bare snakker om reaktiv kraft på AC-nett.
Eksempler på (hovedsakelig) Resistive Loads i et AC-nett:
- Varmeapparater
- Motorer med belastning (motorer har reaktiv og resistiv oppførsel, men under belastning er deres resistive oppførsel dominerende)
- Pærer
- De fleste husholdningsapparater under belastning (hovedsakelig)
- Etc ..
Eksempel på delvis eller hovedsakelig Reaktive belastninger i et AC-nett:
- Motor med lav belastning (den går hovedsakelig som en reaktiv belastning)
- Lett dimmer mens de dimmes
- Noen lamper
- Kompensasjonskondensatorer til et rutenett
- Kompensasjonsomformere av rutenett
- Linjekapasitans og linjeinduktans til en kraftledning
- Etc.
Positive og negative reaktanser
Reaktiv kraft er forårsaket av reaktanser.
Det er to typer reaktanser:
- Kapasitiv (negativ)
- Induktiv (positiv)
- Kapasitiv induktiv reaktans kan kompensere hverandre.
B) Strøm i vekselstrømsnett
Motstandsbelastninger bidrar til den aktive kraften som forbrukes i et nett. Reaktanser bidrar til reaktiv effekt, kraftdelen oscillerer seg frem og tilbake mellom kapasitive og induktive reaktanser to ganger nettfrekvensen.
Reaktanser bruker ikke aktiv effekt, men forårsaker (sekundære) effekttap langs ledningene, pga. tilleggsstrøm som mater dem. På grunn av dette vil operatørene nøye gi kompensasjon for reaktiv belastning og legge til motsatte reaktanser langs kraftlinjene. De legger til kapasitive «belastninger» langs linjene for å kompensere for nettets induktive natur. Og i noen spesielle tilfeller, når linjene har kapasitiv karakter, vil de sørge for induktiv kompensasjon. Med andre ord: “bruk av reaktiv kraft” i kraftnett, er å kompensere for reaktiv kraft med motsatt tegn .
Kompensasjon imidlertid er bare mulig for en del av virkningene av reaktive belastninger på grunn av to ytterligere effekter:
- Oscillerende kraftstrøm: resulterer i at null kraft blir overført helt til slutten av linjen. Så kilden vil «pumpe» strøm inn i linjen, men ingen kraft når slutten
- Sende ut strøm til atmosfæren som en antenne (krever linjer tusenvis av kilometer lange)
På veldig lange linjer, noen tusenvis av kilometer, er den eneste måten å takle reaktivitet på å vende seg til høyspennings DC-kraftledninger, der de ikke har noen liten effekt på kraftoverføringen.
PS: Noen si at reaktiv effekt har effekten av å senke nettets spenning. Dette er ikke alltid sant, ettersom det motsatte kan skje også.
Svar
Reaktiv kraft er relativt abstrakt, den brukes til å utveksle elektriske og magnetiske felt i kretsen, og brukes å etablere og vedlikeholde den elektriske kraften til magnetfeltet i elektrisk utstyr. Det fungerer ikke eksternt, men transformerer det i stedet til andre former for energi. For elektrisk utstyr med elektromagnetiske spoler må reaktiv kraft forbrukes for å etablere et magnetfelt.Fordi det ikke fungerer utenfor, kalles det «reaktivt». Tegn på reaktiv kraft er representert av Q, og enheten er enten Var eller kVar.
Reaktiv kraft er på ingen måte ubrukelig kraft, og den er veldig nyttig. Motoren trenger å etablere og vedlikeholde et roterende magnetfelt for å rotere rotoren, og derved drive den mekaniske bevegelsen. Motorens rotormagnetiske felt etableres ved å ta reaktiv kraft fra strømkilden. Transformatoren trenger også reaktiv kraft for å generere et magnetfelt i transformatorens primære spole og indusere en spenning i sekundærspolen. Uten reaktiv effekt vil ikke motoren rotere, transformatoren vil ikke bli transformert, og vekselstrømskontaktoren vil ikke trekke.
Under normale omstendigheter trenger den drevne enheten ikke bare å skaffe seg aktiv kraft fra strømforsyning, men må også skaffe reaktiv kraft fra strømforsyningen. Hvis den reaktive kraften i strømnettet er mangelvare, har ikke kraftutstyret nok reaktiv effekt til å etablere et normalt elektromagnetisk felt. Da kan ikke kraftutstyret betjenes under nominell tilstand, og terminalutgangsspenningen til kraftutstyret senkes. Dermed påvirker den normale driften av det elektriske utstyret. Reaktiv kraft har visse negative effekter på tilførsel og bruk av elektrisitet, hovedsakelig i:
1. Reduser utgangen fra generatorens aktive effekt.
2. Reduser strømforsyningskapasiteten til overførings- og transformasjonsutstyr.
3. Dette forårsaker en økning i tap av linjespenning og en økning i effekttap.
4. Dette resulterer i lav effektfaktordrift og spenningsfall, noe som resulterer i utilstrekkelig kapasitet på elektrisk utstyr.
Den reaktive effekten som tilføres fra generator og høyspentoverføringsledningen kan ikke oppfylle lastens behov, så noen reaktive effektkompensasjonsenheter bør settes i strømnettet for å supplere den reaktive kraften for å sikre brukeren «behov for reaktiv kraft. Elektrisk utstyr kan fungere med nominell spenning. Dette er grunnen til at nettet må installere reaktive kompensasjonsenheter.