Bästa svaret
A) Grunderna
För att förklara reaktiv kraft måste vi lära oss några grundläggande först.
Det finns i princip två typer av belastningar, när man talar om linjära nät:
- resistiva belastningar: belastningar som bara förbrukar elektrisk energi.
- reaktiva belastningar: laster som lagrar elektrisk energi tillfälligt, redo att mata tillbaka den på ett dynamiskt sätt. Reaktiva belastningar kan vara av två typer:
- Induktiv
- Kapacitiv
- Båda slag (reaktiva och resistiva belastningar) drar ström när en konstant spänning eller ström appliceras, även om reaktiva belastningar gör det bara ett tag (jag undviker att gå in på detaljer vid denna punkt).
- Men i den verkliga världen är varje last en blandning av resistiva och reaktiva belastningar.
Förutom detta är de flesta nät huvudsakligen linjära men något olinjära. Icke-linjäritet lägger till en tredje komponent till kraft som kallas distorsionskraft. Vi kommer inte att gå in på det, men det är en tredje komponent av kraften.
AC-nätström
Vi kommer nu att fortsätta med resistiva och reaktiva belastningar i ett elnät, eftersom det används i de flesta delar av världen.
Jag kommer inte att diskutera den tredje ”typen” av kraft, snedvridningskraft, som kommer från icke linjära komponenter. Men jag måste lägga till det som en anmärkning att total effekt (kallad skenbar effekt S i VA) består av tre komponenter: aktiv effekt P (i Watt), reaktiv effekt Q (i VAR) och distorsionskraft D (i VAR). Tydlig kraft uppgår till kvadratroten av summan av kvadraterna av aktiv, reaktiv och distorsionskraft: S = Sqrt (P ^ 2 + Q ^ 2 + D ^ 2).
Jag vet inte vill bli teknisk, så jag begränsar mitt svar och säger att vi bara talar om reaktiv effekt på AC-nät.
Exempel på (huvudsakligen) Resistiva belastningar i ett växelströmsnät:
- Värmare
- Motorer med belastning (motorer har reaktivt och resistivt beteende, men under belastning är deras resistiva beteende dominerande)
- Glödlampor
- De flesta hushållsapparater under belastning (övervägande)
- Etc ..
Exempel på delvis eller huvudsakligen Reaktiva belastningar i ett AC-nät:
- Motor vid låg belastning (den går främst som en reaktiv belastning)
- Ljusdämpare vid avbländning
- Vissa lampor
- Kompensationskondensatorer för ett nät
- Kompensationsomvandlare av nät
- Linjekapacitans och ledningsinduktans kraftledning
- Etc.
Positiva och negativa reaktanser
Reaktiv kraft orsakas av reaktanser.
Det finns två typer av reaktanser:
- Kapacitiva (negativa)
- Induktiva (positiva)
- Kapacitiva induktiva reaktanser kan kompensera varandra.
B) Effekt i AC-nät
Resistiva belastningar bidrar till den aktiva kraften som förbrukas i ett nät. Reaktanser bidrar till reaktiv effekt, effektdelen oscillerar fram och tillbaka mellan kapacitiva och induktiva reaktanser två gånger nätfrekvensen.
Reaktanser förbrukar inte aktiv effekt utan orsakar (sekundära) effektförluster längs ledningarna, på grund av ytterligare ström som matar dem. På grund av detta kommer nätoperatörer att försiktigt tillhandahålla kompensation för reaktiv belastning och lägga till motsatta reaktanser längs kraftledningarna. De lägger till kapacitiva ”belastningar” längs sina linjer för att kompensera för nätets induktiva natur. Och i vissa speciella fall, när linjerna är kapacitiva till sin natur, kommer de att ge induktiv kompensation. Med andra ord: ”användning av reaktiv kraft” i kraftnät, är att kompensera för reaktiv effekt av motsatt tecken .
Kompensation dock är endast möjligt för en del av effekterna av reaktiva belastningar på grund av ytterligare två effekter:
- Oscillerande effektflöde: vilket resulterar i att nolleffekt överförs till slutet av linjen. Så källan kommer att ”pumpa” strömmen in i linjen, men ingen kraft når slutet
- Skicka ut strömmen till atmosfären som en antenn (kräver linjer tusentals kilometer långa)
På mycket långa linjer, några tusentals kilometer, är det enda sättet att klara av reaktiviteterna att vända sig till högspännings-likströmsledningar, där de har liten effekt på kraftöverföringen.
PS: Vissa säg att reaktiv effekt har effekten att sänka nätets spänning. Detta är inte alltid sant, eftersom det motsatta kan hända också.
Svar
Reaktiv effekt är relativt abstrakt, den används för att utbyta elektriska och magnetiska fält i kretsen och används för att etablera och underhålla magnetfältets elektriska kraft i elektrisk utrustning. Det fungerar inte externt, utan förvandlar det istället till andra energiformer. För elektrisk utrustning med elektromagnetiska spolar måste reaktiv effekt förbrukas för att skapa ett magnetfält.Eftersom det inte fungerar utomhus kallas det ”reaktivt”. Tecknet på reaktiv kraft representeras av Q, och enheten är antingen Var eller kVar.
Reaktiv effekt är inte alls värdelös kraft, och den är mycket användbar. Motorn behöver upprätta och underhålla ett roterande magnetfält för att rotera rotorn och därigenom driva den mekaniska rörelsen. Motorns rotormagnetiska fält upprättas genom att ta reaktiv effekt från strömkällan. Transformatorn behöver också reaktiv effekt för att generera ett magnetfält i transformatorns primärspole och inducera en spänning i sekundärspolen. Utan reaktiv effekt kommer inte motorn att rotera, transformatorn kommer inte att transformeras och växelströmskontaktorn drar inte.
Under normala omständigheter behöver den drivna enheten inte bara få aktiv effekt från strömförsörjning, men måste också få reaktiv effekt från strömförsörjningen. Om den reaktiva effekten i elnätet är bristfällig har inte kraftutrustningen tillräckligt med reaktiv effekt för att skapa ett normalt elektromagnetiskt fält. Då kan inte elutrustningen drivas under märkningsförhållandet och elutrustningens terminalspänning sänks. Påverka därmed den normala driften av den elektriska utrustningen. Reaktiv effekt har vissa negativa effekter på elförsörjning och användning, främst i:
1. Minska utmatningen från generatorns aktiva effekt.
2. Minska kraftförsörjningskapaciteten för överförings- och transformationsutrustning.
3. Detta orsakar en ökning av linjespänningsförlust och en ökning av effektförlust.
4. Detta resulterar i låg effektfaktordrift och spänningsfall, vilket resulterar i otillräcklig kapacitet för elektrisk utrustning.
Den reaktiva effekten från generator och högspänningsöverföringsledningen kan inte uppfylla lastens behov, så vissa reaktiva effektkompensationsanordningar bör ställas in i elnätet för att komplettera den reaktiva effekten för att säkerställa att användaren ”behov av reaktiv kraft. Elektrisk utrustning kan arbeta med märkspänning. Detta är anledningen till att nätet måste installera reaktiva kompensationsanordningar.