Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Электрик Инфо » Начинающим электрикам

Существует ли реактивная электроэнергия?

Существует ли реактивная электроэнергия?Для энергетиков предприятий и крупных торговых центров сомнений в существовании реактивной энергии нет. Ежемесячные счета и вполне реальные деньги, которые уходят на оплату реактивной электроэнергии, убеждают в реальности ее существования. Но некоторые электротехники всерьез, с математическими выкладками, доказывают, что данный тип электроэнергии фикция, что разделение электрической энергии на активную и реактивную составляющие искусственно.

Давайте попробуем и мы разобраться в этом вопросе, тем более, что на незнании отличий разных видов электроэнергии спекулируют создатели “уникальных” и “революционных” энергосберегающих устройств. Обещая огромные проценты экономии энергии, они сознательно или по незнанию подменяют один вид электрической энергии другим.

Начнем с понятий активной и реактивной электроэнергии. Не вдаваясь в дебри формул электротехники, можно определить активную энергию как ту, которая совершает работу: нагревает пищу на электроплитах, освещает ваше помещение, охлаждает воздух с помощью кондиционера. А реактивная электроэнергия создает необходимые условия для совершения подобной работы. Не будет реактивной энергии, и двигатели не смогут вращаться, холодильник не будет работать. В ваше помещение не поступит напряжение величиной 220 Вольт, так как ни один силовой трансформатор не работает без потребления реактивной электроэнергии.

Если на осциллографе одновременно наблюдать сигналы тока и напряжения, то две эти синусоиды всегда имеют сдвиг относительно друг друга на величину, называемую фазовым углом. Вот этот сдвиг и характеризует вклад реактивной энергии в полную энергию, потребляемую нагрузкой. Измеряя только ток в нагрузке, выделить реактивную часть энергии невозможно.

Учитывая, что реактивная энергия не совершает работы, ее можно вырабатывать на месте потребления. Для этого служат конденсаторы. Дело в том, что катушки и конденсаторы потребляют различные виды реактивной энергии: индуктивную и емкостную соответственно. Они сдвигают кривую тока по отношению к напряжению в противоположные стороны.

В силу этих обстоятельств конденсатор можно считать потребителем емкостной энергии или генератором индуктивной. Для двигателя, потребляющего индуктивную энергию, конденсатор, расположенный рядом, может стать ее источником. Такая обратимость возможна только для реактивных элементов схемы, не совершающих работу. Для активной энергии подобная обратимость не существует: ее генерация связана с затратами топлива. Ведь прежде чем совершить работу, нужно затратить энергию.

В бытовых условиях за реактивную энергию электропередающие организации плату не изымают, и бытовой счетчик считает только активную составляющую электрической энергии. Совершенно другая ситуация на крупных предприятиях: большое количество электродвигателей, сварочных аппаратов и трансформаторов, для работы которых требуется реактивная энергия, создают дополнительную нагрузку на линии электропередач. При этом растет ток и тепловые потери уже активной энергии.

В этих случаях потребление реактивной энергии учитывается счетчиком и отдельно оплачивается. Стоимость реактивной электроэнергии меньше стоимости активной, но при больших объемах ее потребления платежи могут быть очень значительными. Кроме этого, за потребление реактивной энергии сверх оговоренных значений, накладываются штрафы. Поэтому экономически выгодно для подобных предприятий становится выработка подобной энергии на месте ее потребления.

Для этого применяются или отдельные конденсаторы, или автоматические установки компенсации, которые отслеживают объемы потребления и подключают или отключают конденсаторные батареи. Современные системы компенсации позволяют значительно уменьшить потребление реактивной энергии из внешней сети.

Возвращаясь к вопросу в заголовке статьи, можно ответить на него утвердительно. Реактивная энергия существует. Без нее невозможна работа электроустановок, в которых создается магнитное поле. Не совершая видимой работы, она, тем не менее, является необходимым условием для выполнения работ, совершаемой активной электрической энергией.

Смотрите также:  Возможности компенсации реактивной энергии в быту с помощью Saving Box


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Электрик Инфо » Начинающим электрикам

Другие статьи:

  • Что такое реактивная мощность и как с ней бороться?
  • Возможности компенсации реактивной энергии в быту с помощью Saving Box
  • Приборы для экономии электроэнергии: миф или реальность?
  • Самые распространенные схемы включения однофазных и трехфазных электросчетч ...
  • 10 преимуществ электронных счетчиков электроэнергии по сравнению с индукцио ...
  • Как устроен и работает электронный счетчик электроэнергии

  •  
      Комментарии:

    #1 написал: siGis | [цитировать]

     
     

    Извините, но вывод о том что существует реактивная энергия совершенно ошибочный. Нет такой энергии в природе. Что это такое описали правильно. В заблуждение возможно вводит некоторые неточные названия которые давно употребляются. Например счётчик реактивной энергии как бы подразумевает наличие такой энергии. В действительности он подсчитывает всего лишь убытки активной энергии которые возникают из за фазового сдвига между синусоидами напряжения и тока. Получается так что максимальная мощность потребляется не на пике напряжения, а на некотором спаде из за чего возрастает потребляемый ток. Это излишне нагружает энергетические сети. Отдельная плата взимается для того чтобы подтолкнуть потребителя имеющего реактивную нагрузку скомпенсировать потери и таким образом способствовать более рациональной работе всей энергетической системы.

      Комментарии:

    #2 написал: валерий | [цитировать]

     
     

    На квартирном счетчике типа Меркурий-200 четко написано "счетчик ваттт-часов активной энергии" и ни за какую реактивную мощность мы не платим.  Если что и есть то это для производства. А для квартир никаких  приборов для уменьшения потребляемой мощности не надо покупать. Вас просто разводят на деньги. Тем более предлагают только через интернет магазины. Если бы это было действительно то их бы продавали бы и в нормальных магазинах Люди будьте бдительны и чуть чуть соображайте своей головой.

      Комментарии:

    #3 написал: ИННОКЕНТИЙ | [цитировать]

     
     

    Все эти сбережители втюхивают такие же жулики, как и политики! Для извлечения выгоды из и так тощих карманов трудящегося и безработного населения...

      Комментарии:

    #4 написал: Андрей | [цитировать]

     
     

    Эх вы, горе знатоки электротехники. Вы хоть слышали о таком явлении как  токовый резонанс. Тем кто слышал, но продолжает оставаться в танке сообщаю "страшную тайну": если в параллельно- резонирующем контуре заменить индуктивность на звено чистого запаздывания и активное сопротивление то такое устройство вообще не будет потреблять энергию от сети. В виду плохой настройки на резонанс и отсутствия управляющего контроллера и получается всего 50% экономии вместо 100%. Сочувствую тем, кому втюхали пустые коробки. А у комментаторов которые возомнили себя Инженерами нужно отобрать дипломы, если они у них имеются.

      Комментарии:

    #5 написал: MaksimovM | [цитировать]

     
     

    Андрей, вы, скорее всего, и являетесь «горе знатоком» электротехники. Вечного двигателя не существует, не может быть создано такого устройства, которое бы не затрачивало энергии для своей работы. Тут имеет место быть явление, когда прибор учета работает некорректно – не учитывает потребляемую электрическую энергию. Несколько раз сталкивался с ситуацией, когда работа автоматических компенсирующих устройств, устройств компенсации емкостных токов замыкания на землю приводила к тому, что приборы учета останавливались, хотя фактически потребление электроэнергии было.

    А что касается бытовых потребителей, то, как и подметили выше, оплата идет за потребленную активную составляющую электрической энергии. Поэтому если даже реализовать на деле компенсацию реактивной составляющей электроэнергии в быту, то все равно это не приведет к экономии. Поэтому и продают пустые коробки, которые также бесполезны.

    Вы, скорее всего, сами занимаетесь реализацией подобных устройств экономии электроэнергии, вот и приводите лживые доводы. Для того чтобы убедиться в том, что идея таких устройств является обманом, достаточно почитать множество отзывов людей, которые повелись на рекламу и купили эти бесполезные устройства.

    На счет описанной в статье оплаты реактивной электрической энергии – не совсем является правдой. Электростанции производят активную электрическую энергию и соответственно для оплаты установлены тарифы именно на потребленные кВт*ч. Соответственно счета за потребленную электроэнергию потребителям приходят именно за активную составляющую, за количество потребленных кВт*ч, при чем не зависимо от того, что это за предприятие и сколько оно потребляет электрической энергии. Если потребителем является транзитная подстанция или крупное предприятие, получающее питание от нескольких источников, то при учете потребленной электрической энергии учитываются еще перетоки энергии, как правило, ее активной составляющей. 

    Учет реактивной составляющей электроэнергии ведется для расчета режимов работы электрической сети, выбора и дальнейшей организации работы компенсирующих устройств. Потребитель оплачивает активную составляющую электроэнергии, а реактивную, в зависимости от конфигурации электрической сети, может компенсировать на месте. Хотя в большинстве случаев компенсация реактивной составляющей электроэнергии или вообще не производится или же осуществляется на крупных узловых подстанциях, которые питают несколько крупных потребителей. 

      Комментарии:

    #6 написал: Владимир | [цитировать]

     
     

    Реактивная энергия/мощность - это термины электротехники.
    Реактивная, - значит мнимая: в действительности такой энергии/мощности нет. 
    Это не энергия, - это реакция цепи на прохождение через неё тока.
    Если цепь индуктивная, - то реакция цепи - создание магнитного поля.
    Если цепь емкостная, - то реакция цепи - создание электрического поля.
    Обе цепи имеют общее название - реактивные цепи.
    На создание электрического и магнитного поля энергия не затрачивается!
    Например, с помощью постоянного магнита вы можете притягивать железные предметы, - при это подключение к сети не требуется; магнит является источником магнитного поля, а не энергии!
    И всё-бы ничего, но вот "беда" - существует ещё активная цепь: реакция этой цепи - выделение тепла, создание механической работы и т. п. 
    При прохождении тока по активной цепи совершается работа, а значит затрачивается энергия.
    К активной цепи относятся провода (вот, где собака зарыта!), подводящие энергию к потребителю. И даже, если потребитель являет собой чисто реактивную нагрузку (т. е. не потребляет энергии вообще!) , - её мнимый (реактивный) ток создает на активной цепи (подводящих проводах)  вполне реальное выделение тепла, а это - затрата энергии, которая измеряется в джоулях (Дж) или в киловат-часах - 1 кВт*ч =3600 кДж - в этих единицах измеряется активная энергия - именно её измеряют обычные бытовые электросчетчики.

      Комментарии:

    #7 написал: MaksimovM | [цитировать]

     
     

    Владимир, реактивная энергия оказывает существенное влияние на электрическую цепь в целом. Реактивную составляющую рассматривают индивидуально, не как активные потери. При выборе электрооборудования берется во внимание полная мощность, то есть не только активная составляющая, но и реактивная. При учете количества потребляемой электроэнергии также учитывается отдельно активная, отдельно реактивная составляющая.

    Индуктивную и емкостную нагрузки рассматривают как противоположные друг к другу в направленности вектора тока в электрической цепи. Реактивная мощность в электросетях – это, по сути, индуктивная составляющая. Если добавить в электрическую сеть емкостную составляющую, то она уменьшит индуктивную, то есть реактивную мощность, так как направлена к ней в противоположном направлении. По такому принципу и работают компенсирующие устройства реактивной мощности в электроустановках – индуктивную нагрузку, которая протекает в электросетях, компенсируют путем добавления емкости - включением батарей статических конденсаторов или синхронных компенсаторов.

    По поводу создания электрического и магнитного поля. Взять, к примеру, силовой трансформатор, в котором электроэнергия сначала преобразуется в магнитное поле, а потом в электрическое. В процессе преобразования электроэнергии возникают как магнитные потери, так и электрические, которые указываются в паспортных данных любого силового трансформатора. Данные потери указываются в Ваттах, то есть их можно рассматривать как реальную энергию, затраченную на создание магнитного и электрического поля.

    Некорректно сравнивать постоянный магнит с процессами создания магнитного и электрического поля. Если взять электромагнит и использовать его магнитное поле для притягивания железных предметов, то будет затрачиваться энергия на создание данного магнитного поля, величина которой прямо пропорциональна механической работе, которую выполняет электромагнит. 

      Комментарии:

    #8 написал: Виктор | [цитировать]

     
     

    Андрей, сам то понял, что написал?

      Комментарии:

    #9 написал: Валерий | [цитировать]

     
     

    Экономители в том виде в каком они есть (2 схемы) -мошенничество. МАИ-78  Радиоинженер.

      Комментарии:

    #10 написал: Егор | [цитировать]

     
     

    "Реактивная энергия существует. Без нее невозможна работа электроустановок, в которых создается магнитное поле. ""  что ? что? что?. что за бред вы несете сударь.

      Комментарии:

    #11 написал: Дмитрий | [цитировать]

     
     

    Добрый день подскажите,на предприятии установлен 3-фазный асинхронный двигатель,токовые клещи показали значение тока 25 А по фазам(Iном=55А).Мне необходимо математически прикинуть сколько электроэнергии намотает трехфазный счетчик(СЕ 303 Энергомера-стоит на вводе,к нему подключено множество приемников) за час работы конкретно этого двигателя.Правильным ли будет расчет
    Показания счетчика =1.73x380x25x1 час работы=16,4 кВтхчас ?
    Счетчик измеряет полную мощность или же отделяет активную составляющую от реактивной?Возможно ли провести матем. расчет чтобы он примерно совпал с показаниями?

      Комментарии:

    #12 написал: MaksimovM | [цитировать]

     
     

    Дмитрий, электросчетчик СЕ 303 Энергомера измеряет отдельно активную и реактивную составляющие, причем в разных направлениях. Со знаком плюс показывается то значение мощности, которое было затрачено подключенными к данному электросчетчику потребителями. Со знаком минус фиксируются перетоки мощности, которые могут быть в случае питания потребителей от нескольких параллельно включенных линий или транзитных линий - это значение мощности не учитывается в данном случае. 

    Со счетчика снимается показание активной мощности P+, то есть количество киловатт-часов, за которое и осуществляет оплату потребитель, запитанный от данного электросчетчика. При фиксации показаний электросчетчика необходимо также учитывать поправочный коэффициент, который рассчитывается в зависимости от коэффициента трансформации трансформаторов тока, к которым подключен данный электросчетчик.

    Что касается расчетов, то соответственно нужно определить активную потребляемую мощность трехфазного асинхронного электродвигателя. Формула для расчета потребляемой активной мощности в трехфазной сети в случае симметричной нагрузки по фазам: 

    P = 3*U*I *cos  = 1,73*U*I *cos

    Ваша ошибка в том, что вы не учитывали в расчете значение cos. Данное значение обычно указывается в паспорте электродвигателя. Если не умножать на cos, то в итоге получаем не активную мощность, а полную. Кроме того, в приведенной формуле подставляются значения линейного напряжения сети и линейного тока нагрузки. Линейное напряжение – 380 В, вы правильно подставили, а ток, который был определен токоизмерительными клещами, фазный, а в формулу нужно подставлять значение линейного тока. В данном случае все зависит от способа подключения обмоток в электродвигателе. Если обмотки подключены по схеме «звезда», то линейный ток равен фазному и в вышеприведенную формулу подставляем значение 25 А. В том случае, если обмотки электродвигателя подключены «треугольником», для определения линейного тока необходимо фазный ток умножить на 3, в данном случае 25*1,73=43,25 А.

    То есть для определения активной потребляемой мощности вам нужно знать схему подключения обмоток электродвигателя и значение коэффициента мощности – cos.

    И еще следует упомянуть, что при расчете нужно брать не номинальное напряжение электрической сети – 380 В, а фактическое, которое было в электросети на момент измерения тока нагрузки. Практически всегда реальное напряжение в сети отличается от номинальных значений.

    Полученное значение потребляемой активной мощности умножаем на число часов работы двигателя и сравниваем с изменениями показаний электросчетчика за аналогичный промежуток времени.

      Комментарии:

    #13 написал: Дмитрий | [цитировать]

     
     

    MaksimovM спасибо за ответ,я приближенно с помощью формул и рабочей харак-ки двигателя(зависимость косинуса от нагрузки на валу) уже определил этот самый косинус,получилось 0.45

    Номин. ток двигателя равен 55 А,cos=0.91,соединение звезда

    Измереный ток=25 А(двигатель значительно недогружен-близко к холостому ходу)

    Ориентировочные показания счетчика:

    P=1.73*390*25*0.45*1 час= 7.5 кВт*ч

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK