Разлика между активен и реактивен брояч. Брояч, активна, реактивна мощност

ИНДУКЦИОННИ БРОЯЧИ

Ориз. 1. Част от диска на индукционно устройство с двоен поток.
За измерване на консумацията на електроенергия във вериги променлив токизползват се индустриални честотомери от индукционен тип. Принципът на действие на тези измервателни уреди се основава на взаимодействието на магнитни потоци с индуцирани токове в движещата се част на устройството. Подвижната част е направена под формата на алуминиев диск, монтиран на ос. Ако алуминиев диск е разположен между два полюса на електромагнитите L и B, през намотките на които протича променлив ток, тогава магнитните потоци Fd и Fv проникват през този диск и индуцират в него токове 1A и /v (фиг.1).
Ток 1А, взаимодействащ с магнитния поток Fv, създава известно усилие. Втората сила се получава от взаимодействието на тока 1V с магнитния поток FA. Полученият въртящ момент е пропорционален на величините на тези два потока и зависи от ъгъла на срязване между тях.
На фиг. 2 показва устройството и схемата на превключване на еднофазен индукционен измервателен уред. Броячът се състои от два електромагнита 5 и 8, алуминиев диск 1, монтиран на оста 2, аксиален лагер 3 и лагер 4, които служат като опори на ос, постоянен спирачен магнит 7 и механизъм за броене, свързан към оста чрез зъбно колело (не е показано на фигурата).
Намотката на електромагнита 5 е свързана успоредно на веригата, а сърцевината му прониква през магнитния поток Phi, който е пропорционален на мрежовото напрежение U. Намотката на електромагнита 8 е свързана последователно с товара и сърцевината му прониква магнитния поток CP*, който е пропорционален на тока на натоварване I. И двете магнитни
токът индуцира вихрови токове в алуминиевия диск, които, взаимодействайки с магнитните потоци, създават въртящ момент M, пропорционален на произведението на тези потоци.
За да може измервателният уред да измерва консумацията на активна енергия, е необходимо да е изпълнено условието за пропорционалност на момента на активната мощност, т.е.
M \u003d K1IU cos f \u003d k1R,
където K1 - коефициент на пропорционалност; φ е ъгълът на изместване между тока и напрежението.

Ориз. 2. Схема на устройството на индукционния брояч.
Пропорционалността на въртящия момент към тока на натоварване и мрежовото напрежение е осигурена, както е споменато по-горе. Пропорционалността на въртящия момент cos f се осигурява чрез създаване на определен ъгъл на изместване между магнитните потоци. За тази цел магнитният поток на паралелен електромагнит се разделя на две: работен и спомагателен. Работната нишка пресича диска и се затваря. през противоположния полюс, разположен под диска. Спомагателният поток се затваря през средния и страничния прът на електромагнита, без да пресича диска.
За допълнителна настройка на ъгъла на преместване се използва регулатор 6. Състои се от няколко навивки от медна жица, навита върху магнитната верига на електромагнит 8 и затворена върху верига от никелова жица. Пантата е снабдена с винтова скоба, чието движение се регулира. Под действието на въртящия момент дискът на брояча ще започне да се върти. В този случай има спирачен момент, който действа върху контрадиска. Този момент се създава от взаимодействието на спирачния магнитен поток Fm с вихровите токове, индуцирани в диска от неговото поле. Тъй като потокът
спирачният магнит е непроменен, тогава този момент е пропорционален само на скоростта на въртене на диска.
В допълнение, два спирачни момента се създават от потоците на паралелни и последователни електромагнити. За да може резултантният спирачен момент, равен на сумата от трите посочени, да зависи възможно най-малко от потока Fg-, спирачният момент на постоянния магнит се избира да бъде значително по-голям от спирачния момент на серийния електромагнит. .
В този случай може да се счита с достатъчна точност, че полученият спирачен момент е пропорционален само на честотата на въртене на диска n, т.е. Mm = k2n, където k2 е коефициентът на пропорционалност.
При постоянна скорост на диска
M=MT,
и следователно k\P = KchP, откъдето n, т.е. ъглово
скоростта на диска е пропорционална на мощността P на веригата, а скоростта на диска е пропорционална на изразходваната енергия. Следователно броят на оборотите на диска на брояча може да се използва за измерване на изразходваната енергия. Комплекс от части, състоящ се от магнитни вериги и намотки на паралелна и последователна верига, се нарича въртящ се елемент на измервателния уред.
Механизмът за броене е брояч на обороти. Използва се главно за електромериролков преброителен механизъм (фиг. 3) се състои основно от зъбна предавка, няколко ролки с отпечатани върху тях числа от O до 9 и алуминиев щит, покриващ зъбното колело и ролките с изрязани в него прозорци за отчитане на измерената стойност. Въртенето на подвижната част на брояча се предава на броячния механизъм чрез система от зъбни колела. Пълен оборот на първата ролка съответства на въртенето на ролката след нея (отдясно наляво) само с една десета от оборота. Третата ролка вече ще направи една десета от оборота с пълен оборот на втората и т. н. Най-често има пет ролки в механизмите за броене на ролки.
В зависимост от броя на зъбните колела и техните предавателни отношения единицата, регистрирана от механизма за отчитане на енергията, ще съответства на определена скорост на въртене на движещата се част на брояча. Скоростта на въртене на движещата се част, която предизвиква промяна в броячния механизъм за единица измерена стойност, се нарича предавателно отношение на брояча. Предавателното отношение обикновено е посочено на контра табелата. Например: 1 kWh - 450 об./мин. диск.
Броят часове на работа на брояча при нормално натоварване, необходими за пълната промяна на всички цифри, се нарича капацитет на броячния механизъм.

Ориз. 3. Ролков механизъм за броене.
За отчитане на електроенергията в трифазни трипроводни вериги (без неутрален проводник) се използват двуелементни измервателни уреди. Трифазен двуелементен измервателен уред се състои, така да се каже, от два монофазни измервателни уреди, чиито въртящи се елементи действат върху една обща подвижна част, свързана с броячния механизъм (фиг. 4). В този случай въртящите моменти, създадени от всеки елемент, се сумират. Броячът е свързан по схемата на два ватметъра (схема на Арон). Полученият въртящ момент е пропорционален на активната мощност на трифазната верига.

За отчитане на електричеството в четирипроводни вериги (с неутрален проводник) се използват триелементни измервателни уреди. Такива броячи имат три елемента, действащи или на три диска (например в брояча SA4-ТЧ), или на два диска (например в брояча SA4-I672M).

Ориз. 5. Схема на измервателния уред за реактивна енергия SRZ-I44.
Измервателите на реактивна енергия са подобни по работа и дизайн на измервателите на активна енергия.

Ориз. 4. Схема на устройството на трифазен двуелементен двудисков брояч.
Разликата им е, че общият въртящ момент е пропорционален на синуса на ъгъла между тока и напрежението.
На фиг. 5 показва диаграма на измервателен уред тип SRZ, предназначен да отчита реактивната енергия в трипроводна мрежа. Както се вижда от диаграмата, към паралелните намотки се прилагат напрежения на "чужди" фази. Във веригата на паралелната намотка са включени допълнителни съпротивления. Ъгълът на изместване между работните магнитни потоци на паралелната и последователната верига е 60 °. По отношение на работата, броячите с изместване от 60 ° са удобни, тъй като веригата за тяхното включване не е такава. се различава от схемата за свързване на брояча на активна енергия.
В измервателните уреди за реактивна енергия тип SR4-ITR, паралелните намотки са свързани по същия начин, както в измервателния уред тип SRZ, но без допълнителни съпротивления (90° изместване).
Всеки от серията електромагнити има две намотки; основни и допълнителни. Допълнителната намотка се навива в посока, обратна на основната (фиг. 6). Измервателните уреди от този тип се използват както в трипроводни, така и в четирипроводни вериги с трифазен ток.
Има и триелементни броячи на реактивна енергия (SR4-I676) с фазово изместване на потоците от 90 °.

Ориз. 6. Схема на брояча на реактивна енергия SR4-ITR.
Тези измервателни уреди са най-препоръчителните за измерване на реактивна енергия в четирипроводни вериги.
Според метода на свързване към мрежата измервателните уреди се разделят на измервателни уреди с директно включване (директни), които се включват без измервателни трансформатори, и измервателни уреди, свързани чрез измервателни трансформатори. Последните от своя страна могат да бъдат разделени на включени чрез измервателни трансформатори с определени коефициенти на трансформация и универсални, т.е. включени чрез всякакви измервателни трансформатори. За определяне на потреблението на електроенергия според показанията на електромера различни видовеще бъде казано по-долу.
На щитовете на някои броячи има надпис „със запушалка“ или „реверсът е блокиран“. Дискът на такива броячи може да се върти само в посоката, посочена от стрелката.
Допустимата грешка на измервателния уред определя неговия клас на точност. За изчислено измерване на електроенергия класът на точност на директно свързаните измервателни уреди (без измервателни трансформатори) трябва да бъде поне 2,5 за активна енергия и най-малко 3 за реактивна енергия.За измервателни уреди, свързани чрез измервателни трансформатори, класът на точност за активна енергия трябва да бъде най-малко 2,0, а за реактивна енергия - не по-ниска от 3. За връзки с висока мощност (10 Met и повече) се препоръчва използването на измервателни уреди с клас на точност 1 и по-висок.
Нека посочим декодирането на буквите в обозначението на типа измервателен уред:
C - брояч; А - активна енергия; P - реактивна енергия; 3 или 4 - за трипроводна или четирипроводна мрежа; U-универсален; I - индукционна измервателна система; P - прав проход; М - модернизиран.
Пример: SA4U-I672M 5a 380v - измервател на активна енергия за включване в четирипроводна мрежа с линейно напрежение 380 V през всякакви токови трансформатори.

Дубовичтвоето разсъждение е грешно.
Не мога да обясня цялата теория, защото. дълго е и трудно се обяснява "на пръсти". Опитайте се да разберете сами, Google и Wikipedia ще ви помогнат.
Ако имате конкретни въпроси, ще отговоря.
Мога да кажа едно нещо, потреблението и генерирането на реактивни са, може да се каже, условни понятия.
И брояча се върти както трябва.
Ако включите например идеален капацитет в мрежата, тогава през него ще тече ток и то много специфичен и амперметърът ще го покаже. Само че ще бъде изместен на 90 градуса от напрежението. И брояча на активна енергия няма да се върти.
Концепцията за т.нар. "реактивна мощност" се въвежда за променливотокови вериги, за да се оцени колко мощност "преследва" почти безцелно от източника към товара и обратно (в този случай в резултат на това не се извършва пренос на енергия, изходът е нула без пръчка ). Реактивната мощност се генерира, когато товар черпи ток, който е извън фаза по отношение на приложеното напрежение, какъвто е случаят например с товари като двигател (токът изостава от напрежението) или кондензатор (токът води до напрежение).
Всъщност е невъзможно нито да се консумира, нито да се генерира реактивна мощност - физически това изобщо не е мощност, а само мярка за безцелно (по отношение на пренос на енергия) изпомпване на енергия напред-назад с нулев резултат. Въпреки това, тъй като реактивната мощност е вредно явление и повечето товари са индуктивни по природа, беше договорено индуктивният (изоставащ) ток да се разглежда като вид "консумирана реактивна мощност" - за да се говори за филтърно-компенсиращи устройства като някакъв вид на устройства "генериращи" реактивна мощност.
Реактивната мощност е вредна за електрическата мрежа, т.к
а). реактивният ток не носи енергия,
б). реактивен ток обаче натоварва електропроводи, трансформатори и защитни комутационни апарати - т.е. ако не се борите с реактивна мощност, тогава е възможна глупава ситуация, когато електропреносната линия, без да предава никаква енергия, ще бъде претоварена и прегрята поради големия реактивен ток.
Следователно те се „борят“ с реактивна мощност (или по-скоро я компенсират), наред с други неща, като инсталират PKU, които „генерират“ реактивна мощност, която веднага се консумира от двигатели и други индуктори. Че. в резултат на работата на FKU мрежата не вижда реактивния ток на натоварване.

За енергетиците на предприятията и големите търговски центрове няма съмнение за съществуването на реактивна енергия. Месечни сметки и много реални пари, които отиват за плащане реактивно електричество, убеждават в реалността на съществуването му. Но някои електроинженери сериозно, с математически изчисления, доказват, че този вид електричество е измислица, че разделянето електрическа енергияна активни и реактивни компоненти изкуствено.

Нека опитаме и ще разберем този въпрос, особено след непознаването на разликите различни видовеспекулират създателите на електроенергия. Обещавайки огромен интерес, те съзнателно или несъзнателно заменят един вид електрическа енергия с друг.

Нека започнем с концепциите за активно и реактивно електричество.Без да навлизате в джунглата на електротехническите формули, е възможно да се определи активна енергия като тази, която върши работа: загрява храната на електрически печки, осветява стаята ви, охлажда въздуха с климатик. А реактивното електричество създава необходимите условия за извършване на такава работа.Няма да има реактивна мощност и двигателите няма да могат да се въртят, хладилникът няма да работи. Вашите помещения няма да получат напрежение от 220 волта, тъй като нито един силов трансформатор не работи без да консумира реактивно електричество.

Ако сигналите за ток и напрежение се наблюдават едновременно на осцилоскоп, тогава тези два синусоида винаги имат изместване един спрямо друг с количество, наречено фазов ъгъл. Именно тази промяна характеризира приноса на реактивната енергия към общата енергия, консумирана от товара. Чрез измерване само на тока в товара е невъзможно да се изолира реактивната част от енергията.

Като се има предвид, че реактивната енергия не върши работа, тя може да се генерира на мястото на потребление. За това са кондензаторите. Факт е, че бобините и кондензаторите консумират различни видовереактивна енергия: съответно индуктивна и капацитивна.Те изместват кривата на тока по отношение на напрежението в противоположни посоки.

Поради тези обстоятелства кондензаторът може да се счита за консуматор на капацитивна енергия или индуктивен генератор.За двигател, който консумира индуктивна енергия, кондензатор, разположен наблизо, може да стане негов източник. Такава обратимост е възможна само за реактивни елементи на веригата, които не вършат работа. За активната енергия такава обратимост не съществува: генерирането й е свързано с разходите за гориво. В крайна сметка, преди да вършите работа, трябва да изразходвате енергия.

В домашни условия организациите за пренос на електроенергия не начисляват такса за реактивна енергия и домакински броячразглежда само активния компонент на електрическата енергия. Ситуацията е съвсем различна в големите предприятия: голям бройелектрически двигатели, заваръчни машинии трансформатори, които изискват реактивна енергия за работа, създават допълнително натоварване на електропроводите. В същото време се увеличават токовите и топлинните загуби на вече активна енергия.

В тези случаи потреблението на реактивна енергия се отчита от измервателния уред и се заплаща отделно. Цената на реактивната електроенергия е по-малка от цената на активната електроенергия, но при големи обеми на нейното потребление плащанията могат да бъдат много значителни. Освен това за потребление на реактивна енергия над договорените стойности се налагат глоби. Следователно за такива предприятия е икономически изгодно да генерират такава енергия на мястото на нейното потребление.

За това се използват или отделни кондензатори, или настройки за автоматична компенсация, които следят обемите на потребление и свързват или изключват кондензаторни банки. Модерен компенсационни системипозволяват значително да се намали потреблението на реактивна енергия от външната мрежа.

Връщайки се към въпроса в заглавието на статията, можете да отговорите положително. Съществува реактивна енергия. Без него е невъзможна работата на електрически инсталации, в които се създава магнитно поле. Без извършване на видима работа, въпреки това е необходимо условие за извършване на работа, извършвана от активна електрическа енергия.

Мнозина са чували за реактивна електрическа енергия. Като се има предвид сложността на разбирането на този термин, първо е необходимо да се анализират подробно разликите между активна и реактивна енергия. Необходимо е да се започне с осъзнаването на факта, че реактивната енергия се проявява само в мрежи с променлив ток. Във вериги, където тече D.C., реактивна енергия не съществува. Това се дължи на самото естество на външния му вид.

Променливият ток се доставя на потребителя от генериращи мощности чрез редица понижаващи трансформатори, чиято конструкция предвижда разделяне на високи и ниски намотки. ниско напрежение. Тоест в трансформатора няма пряк физически контакт между намотките и въпреки това токът тече. Обяснението за това е съвсем просто. Електрическата енергия се предава чрез въздух, който е добър диелектрик, с помощта на електромагнитно поле. Неговият компонент - променливо магнитно поле, което се появява в една от намотките на трансформатора, постоянно пресича другата намотка, която няма пряк електрически контакт от първата, предизвиквайки електродвижеща сила в своите завои.

Ефективността на съвременните трансформатори е много висока, така че загубата на електроенергия е незначителна и цялата променлива мощност, протичаща в първичната намотка, преминава във веригата на вторичната намотка. Същият модел се повтаря в кондензатора. Само поради електрическото поле. Както индуктивността, така и капацитетът генерират реактивна енергия, като периодично връщат част от енергията към източника на променлив ток. Съхраняването и връщането на енергия (нейната реактивна част) пречи на потока на активна енергия, която извършва цялата полезна работа в мрежите - преобразува се в механична, топлинна и други видове работа.

За да компенсират противодействието на реактивната енергия, потребителите, които имат много индуктивен товаризползват се специално инсталирани капацитети (кондензатори). Това минимизира негативното влияние на възникващата реактивна енергия. Както вече беше отбелязано, реактивната мощност оказва значително влияние върху количеството загуби на електрическа енергия в мрежата. В допълнение, голямо количество реактивна енергия може да намали нивото на електромагнитна съвместимост на оборудването. Поради това величината на тази отрицателна енергия трябва постоянно да се наблюдава и По най-добрия начинза това - организацията на неговото счетоводство.

Промишлените предприятия (където се занимават основно с проблема с реактивната енергия) често инсталират отделни измервателни уреди за реактивна и активна енергия. Измервателите на реактивна енергия поддържат сметката си трифазни мрежиот два компонента (индуктивен и капацитивен) във волт-ампери на реактивни часове. По правило измервателят на реактивна енергия е аналогово-цифрово устройство, което преобразува мощността в аналогов сигнал, което след това се превръща в честотата на повторение на електрическите импулси, чието добавяне позволява да се прецени количеството консумирана енергия. Дизайнът на измервателния уред предвижда пластмасов корпус, в който са монтирани три токови трансформатора и печатна електронна платкасъс счетоводен блок. От външната страна на устройството има светодиоди и (или) течнокристален екран.

Предвид нарастващата конкуренция, индустриални предприятияВсе по-често се инсталират универсални устройства за измерване на електрическа енергия, които могат да измерват количеството активна и реактивна енергия. В допълнение към факта, че устройствата комбинират функциите на две или повече устройства, потребителят намалява разходите за поддръжка на счетоводната система (вместо два брояча има един) и може да спести от покупната цена. Тези базирани на микропроцесори устройства са в състояние да измерват моментни напрежения и токове и да изчисляват реактивни и активна мощност. Устройството фиксира нивото на потребление на енергия и показва информацията на дисплея в три последователни кадъра (обем на активна енергия, индуктивен компонент на реактивната енергия и капацитивен компонент). Новите модели могат да отчитат енергията в две посоки, да прехвърлят получените данни чрез инфрачервена връзка цифров канал, са по-добре защитени от магнитни полета и от кражба на енергия. Високата точност на измерване и ниската консумация на енергия също ги отличават от техните предшественици.