Co je jalový výkon a jak se s ním vypořádat » Informace pro elektrikáře

Jalový výkon určuje periodickou výměnu elektrické energie mezi zdrojem a elektrickým přijímačem s dvojnásobnou frekvencí vzhledem k frekvenci střídavého proudu bez přeměny na jiný druh energie a lze ji považovat za charakteristiku rychlosti výměny elektrické energie mezi zdroj a magnetické pole elektrického přijímače.

Celková energie spojená s existencí této okamžité výkonové složky je nulová. Jeho vzhled je zjevně spojen s přítomností prvků v systému výroby, přenosu a distribuce elektřiny, ve kterých je možná periodická akumulace a následný návrat určitého množství energie. Jinak by výměna elektrické energie mezi zdrojem a napájecím přijímačem byla nemožná.

Fyzika procesu a praxe použití kompenzačních jednotek jalového výkonu

Abychom pochopili pojem jalový výkon, připomeňme si nejprve, co je elektrický výkon. Elektrická energie je fyzikální veličina, která charakterizuje rychlost výroby, přenosu nebo spotřeby elektrické energie za jednotku času.

Čím větší výkon, tím více práce zvládne elektroinstalace za jednotku času. Výkon se měří ve wattech (součin voltů x ampérů). Okamžitý výkon je součin okamžitých hodnot napětí a proudu v některé části elektrického obvodu.

Fyzika procesů

Ve stejnosměrných obvodech se hodnoty okamžitého a průměrného výkonu za určité časové období shodují a koncept jalového výkonu chybí. Ve střídavých obvodech k tomu dochází pouze v případě, že je zátěž čistě odporová. Jedná se například o elektrický ohřívač nebo žárovku. Při takové zátěži ve střídavém obvodu se fáze napětí a fáze proudu shodují a veškerý výkon se přenáší na zátěž.

Pokud je zátěž indukční (transformátory, elektromotory), pak se proud opožďuje ve fázi s napětím, pokud je zátěž kapacitní (různá elektronická zařízení), pak proud vede ve fázi s napětím. Protože proud a napětí jsou mimo fázi (jalová zátěž), ​​je na zátěž (spotřebič) přenesena pouze část výkonu (celkový výkon), která by mohla být přenesena na zátěž, pokud by fázový posun byl nulový (odporová zátěž).

Aktivní a jalový výkon

Nazývá se část celkového výkonu, kterou bylo možné přenést na zátěž během periody střídavého proudu činný výkon. Rovná se součinu efektivních hodnot proudu a napětí a kosinu fázového úhlu mezi nimi (cos φ).

Výkon, který nebyl přenesen do zátěže, ale vedl ke ztrátám v důsledku ohřevu a sálání, se nazývá reaktivní síla. Rovná se součinu efektivních hodnot proudu a napětí a sinu fázového úhlu mezi nimi (sin φ).

To znamená, že jalový výkon je veličina charakterizující zátěž. Měří se v reaktivních voltampérech (var). V praxi se častěji setkáváme s pojmem kosinus fí jako veličina charakterizující kvalitu elektroinstalace z hlediska úspory energie.

Čím vyšší je cos φ, tím více energie dodané ze zdroje dosáhne zátěže. To znamená, že můžete použít méně výkonný zdroj a plýtvat méně energií.

Jalový výkon lze považovat za charakteristiku rychlosti výměny elektrické energie mezi zdrojem a magnetickým polem elektrického přijímače. Na rozdíl od činného výkonu nevykonává jalový výkon přímo užitečnou práci, slouží k vytváření střídavých magnetických polí v indukčních elektrických přijímačích (např. v asynchronních motorech, výkonových transformátorech atd.), která nepřetržitě cirkulují mezi zdrojem a elektrickými přijímači, které jej spotřebovávají; .

Jalový výkon domácích spotřebitelů

Střídaví spotřebitelé tedy mají takový parametr, jako je účiník cosφ.

V grafu je proud posunut o 90° (pro přehlednost), tedy o čtvrtinu periody. Například elektrické zařízení má cosφ = 0,8, což odpovídá úhlu arccos 0,8 ≈ 36.8°. K tomuto posunu dochází v důsledku přítomnosti nelineárních složek ve spotřebiči elektřiny – kapacit a indukčností (například vinutí elektromotorů, transformátorů a elektromagnetů).

Pro další pochopení toho, co se děje, je nutné vzít v úvahu skutečnost, že čím vyšší je účiník (maximálně 1), tím efektivněji spotřebitel využívá elektřinu přijatou ze sítě (to znamená, že více energie se přemění na užitečnou práci). ) – taková zátěž se nazývá odporová.

Při odporové zátěži se proud v obvodu shoduje s napětím. A s nízkým účiníkem se zátěž nazývá reaktivní, to znamená, že část spotřebované energie nevykonává užitečnou práci.

Níže uvedená tabulka ukazuje klasifikaci spotřebičů podle účiníku.

Klasifikace AC spotřebičů

V následující tabulce je uveden účiník běžných domácích spotřebičů elektřiny.

Účiník domácích elektrických spotřebičů

Elektrikář humor

Co je to jalový výkon? Je to velmi jednoduché!

Metody kompenzace jalového výkonu

Z výše uvedeného vyplývá, že pokud je zátěž indukční, pak by měla být kompenzována pomocí kondenzátorů (kondenzátorů), a naopak kapacitní zátěž je kompenzována pomocí indukčností (tlumivky a tlumivky). To pomáhá zvýšit kosinus phi (cos φ) na přijatelné hodnoty 0.7-0.9. Tento proces se nazývá kompenzace jalového výkonu.

Ekonomický efekt kompenzace jalového výkonu

Ekonomický efekt zavedení kompenzačních jednotek jalového výkonu může být velmi velký. Podle statistik se pohybuje od 12 do 50 % plateb za elektřinu v různých regionech Ruska. Instalace kompenzace jalového výkonu se vyplatí maximálně za rok.

U projektovaných zařízení umožňuje zavedení kondenzátorové jednotky ve fázi vývoje úsporu nákladů na kabelová vedení zmenšením jejich průřezu. Například automatická instalace kondenzátoru může zvýšit cos φ z 0.6 na 0.97.

Závěry

Instalace kompenzace jalového výkonu tedy přinášejí hmatatelné finanční výhody. Také udržují zařízení v provozuschopném stavu déle.

Zde je několik důvodů, proč k tomu dochází.

1. Snížení zátěže výkonových transformátorů a tím zvýšení jejich životnosti.

2. Snížení zátěže vodičů a kabelů, možnost použití kabelů menšího průřezu.

3. Zlepšení kvality elektřiny na elektrických přijímačích.

4. Vyloučení možnosti pokut za snížení cos φ.

5. Snížení úrovně vyšších harmonických v síti.

6. Snížená spotřeba energie.

• Co potřebujete vědět o elektromagnetických startérech
• Klasifikace uzemňovacích systémů pro elektrické instalace
• Logické čipy. Část 9. Spoušť JK

Doufám, že vám byl tento článek užitečný. Podívejte se také na další články z kategorie Elektrická energie v každodenním životě i v práci » Pomoci začínajícím elektrikářům

Přihlaste se k odběru našeho kanálu na Telegram: World of Electricity

Zde můžete zanechat komentář, položit otázku a jen chatovat:
Chat na elektrická témata

Sdílejte tento článek se svými přáteli: