Najlepsza odpowiedź
A) Podstawy
Aby wyjaśnić moc bierną, musimy najpierw nauczyć się podstaw.
Mówiąc o sieciach liniowych, istnieją zasadniczo dwa rodzaje obciążeń:
- obciążenia rezystancyjne: obciążenia które tylko zużywają energię elektryczną.
- obciążenia reaktywne: obciążenia, które tymczasowo przechowują energię elektryczną, gotowe do oddania jej z powrotem w dynamiczny sposób. Obciążenia bierne mogą być dwojakiego rodzaju:
- Indukcyjne
- Pojemnościowe
- Oba rodzaje (obciążenia bierne i rezystancyjne) pobierają prąd, gdy przyłożone jest stałe napięcie lub prąd, chociaż obciążenia reaktywne robią to tylko przez chwilę (unikam wchodzenia w szczegóły w tym miejscu).
- Ale w rzeczywistości każde obciążenie jest mieszanką obciążeń rezystancyjnych i reaktywnych.
Poza tym większość siatek jest głównie liniowa, ale nieco nieliniowa. Nieliniowość dodaje trzeci składnik do potęgi zwany mocą zniekształceń. Nie będziemy w to wchodzić, ale jest to trzeci składnik mocy.
Zasilanie sieciowe AC
Będziemy teraz kontynuować z obciążeniami rezystancyjnymi i biernymi w sieci energetycznej, tak jak jest ona używana w większości części świata.
Nie będę omawiać trzeciego „rodzaju” mocy, mocy zniekształcenia, pochodzącej z komponenty liniowe. Ale muszę dodać jako uwagę, że całkowita moc (zwana mocą pozorną S w VA) składa się z trzech składowych: mocy czynnej P (w watach), mocy biernej Q (w VAR) i mocy odkształcenia D (w VAR). Moc pozorna jest równa pierwiastkowi kwadratowemu z sumy kwadratów mocy czynnej, biernej i mocy odkształcenia: S = Sqrt (P ^ 2 + Q ^ 2 + D ^ 2).
Nie „t chcę zająć się kwestiami technicznymi, więc ograniczam swoją odpowiedź, mówiąc, że mówimy o mocy biernej tylko w sieciach prądu przemiennego.
Przykłady (głównie) obciążeń rezystancyjnych w sieci prądu przemiennego:
- Grzejniki
- Silniki z obciążeniem (silniki zachowują się reaktywnie i rezystancyjnie, ale pod obciążeniem przeważają ich właściwości rezystancyjne)
- Żarówki
- Większość urządzeń gospodarstwa domowego pod obciążeniem (głównie)
- Itd.
Przykład częściowo lub głównie Obciążenia bierne w sieci prądu przemiennego:
- Silnik przy niskim obciążeniu (działa głównie jako obciążenie bierne)
- Ściemnianie światła podczas ściemniania
- Niektóre lampy
- Kondensatory kompensacyjne sieci
- Przetworniki kompensacyjne sieci
- Pojemność i indukcyjność linii linia energetyczna
- Itp.
Pozytywne i negatywne reakcje
Moc bierna jest powodowana przez reaktancje.
Istnieją dwa rodzaje reaktancji:
- Pojemnościowe (ujemne)
- Indukcyjne (dodatnie)
- Pojemnościowe reaktancje indukcyjne mogą się wzajemnie kompensować.
B) Moc w sieciach prądu przemiennego
Obciążenia rezystancyjne składają się na moc czynną pobieraną w sieci. Reaktancje przyczyniają się do mocy biernej, część mocy oscylująca tam iz powrotem między reaktancjami pojemnościowymi i indukcyjnymi dwukrotnie większa niż częstotliwość sieci 50.
Reaktancje nie zużywają mocy czynnej, ale powodują (wtórne) straty mocy wzdłuż przewodów, z powodu dodatkowy prąd je zasilający. Z tego powodu operatorzy sieci starannie zapewnią kompensację obciążenia biernego, dodając przeciwne reaktancje wzdłuż linii energetycznych. Dodają pojemnościowe „obciążenia” wzdłuż swoich linii, aby skompensować indukcyjny charakter sieci. W niektórych szczególnych przypadkach, gdy linie mają charakter pojemnościowy, zapewnią kompensację indukcyjną. Innymi słowy: „wykorzystanie mocy biernej” w sieciach elektroenergetycznych ma na celu skompensowanie mocy biernej o przeciwnym znaku .
Jednak kompensacja jest możliwe tylko dla części skutków obciążeń biernych z powodu dwóch dalszych efektów:
- Oscylacyjny przepływ mocy: skutkujący przesłaniem zerowej mocy na sam koniec linii. Zatem źródło „pompuje” moc do linii, ale żadna moc nie dociera do końca
- Wysyłanie mocy do atmosfery jak antena (wymaga linii o długości tysięcy kilometrów)
Na bardzo długich liniach, rzędu tysięcy kilometrów, jedynym sposobem radzenia sobie z reaktywnością jest przejście na linie wysokiego napięcia prądu stałego, gdzie mają one niewielki wpływ na transfer mocy.
PS: Niektóre powiedzieć, że moc bierna wpływa na obniżenie napięcia sieci. Nie zawsze jest to prawdą, ponieważ może się też zdarzyć odwrotnie.
Odpowiedź
Moc bierna jest stosunkowo abstrakcyjna, służy do wymiany pól elektrycznych i magnetycznych w obwodzie i jest używana do ustalenia i utrzymania mocy elektrycznej pola magnetycznego w sprzęcie elektrycznym. Nie działa zewnętrznie, ale zamiast tego przekształca go w inne formy energii. W przypadku sprzętu elektrycznego z cewkami elektromagnetycznymi do wytworzenia pola magnetycznego należy zużyć moc bierną.Ponieważ nie działa na zewnątrz, nazywa się to „reaktywnym”. Znak mocy biernej jest reprezentowany przez Q, a jednostką jest Var lub kVar.
Moc bierna nie jest w żadnym wypadku mocą bezużyteczną i jest bardzo przydatna. Silnik musi wytworzyć i utrzymywać wirujące pole magnetyczne, aby obrócić wirnik, napędzając w ten sposób ruch mechaniczny. Pole magnetyczne wirnika silnika jest ustalane poprzez pobieranie mocy biernej ze źródła zasilania. Transformator potrzebuje również mocy biernej do wytworzenia pola magnetycznego w cewce pierwotnej transformatora i indukowania napięcia w cewce wtórnej. Dlatego bez mocy biernej silnik nie będzie się obracał, transformator nie zostanie przekształcony, a stycznik prądu przemiennego nie będzie ciągnąć.
W normalnych warunkach zasilane urządzenie nie tylko musi pobierać moc czynną z zasilacz, ale również musi uzyskać moc bierną z zasilacza. Jeśli brakuje mocy biernej w sieci elektroenergetycznej, urządzenie nie ma wystarczającej mocy biernej, aby wytworzyć normalne pole elektromagnetyczne. W takim przypadku sprzęt zasilający nie może pracować w warunkach znamionowych, a napięcie na zaciskach urządzenia zasilającego jest obniżane. Tym samym wpływa na normalne działanie sprzętu elektrycznego. Moc bierna ma pewne negatywne skutki dla dostaw i zużycia energii elektrycznej, głównie w:
1. Zmniejsz moc czynną generatora.
2. Zmniejsz pojemność zasilania urządzeń przesyłowych i transformatorowych.
3. Powoduje to wzrost strat napięcia w sieci i wzrost strat mocy.
4. Powoduje to niski współczynnik mocy i spadek napięcia, co skutkuje niewystarczającą wydajnością sprzętu elektrycznego.
Moc bierna dostarczana z generator i linia przesyłowa wysokiego napięcia nie mogą zaspokoić potrzeb obciążenia, dlatego w sieci energetycznej należy ustawić niektóre urządzenia kompensujące moc bierną, aby uzupełnić moc bierną, aby zapewnić użytkownikowi zapotrzebowanie na moc bierną. Sprzęt elektryczny może pracować przy napięciu znamionowym. To jest powód, dla którego sieć musi zainstalować urządzenia do kompensacji mocy biernej.