Diferența dintre contorul activ și reactiv. Putere contor, activa, reactiva

CONTORURI DE INDUCȚIE

Orez. 1. Parte a discului unui dispozitiv de inducție cu flux dublu.
Pentru măsurarea consumului de energie în circuite AC La frecvențele industriale se folosesc contoare de tip inducție. Principiul de funcționare al acestor contoare se bazează pe interacțiunea fluxurilor magnetice cu curenții induși în partea în mișcare a dispozitivului. Piesa mobila este realizata sub forma unui disc de aluminiu montat pe o axa. Dacă între cei doi poli ai electromagneților L și B se află un disc de aluminiu, prin bobinele căruia circulă curent alternativ, atunci fluxurile magnetice Fd și Fv pătrund în acest disc și induc în el curenți 1A și /v (Fig. 1).
Curentul 1A, care interacționează cu fluxul magnetic Fv, creează o anumită forță. A doua forță se obține din interacțiunea curentului 1B cu fluxul magnetic FA. Cuplul rezultat este proporțional cu mărimile celor două fluxuri și depinde de unghiul de forfecare dintre ele.
În fig. Figura 2 prezintă dispozitivul și schema de circuit pentru pornirea unui contor de inducție monofazat. Contorul este format din doi electromagneți 5 și 8, un disc de aluminiu 1 montat pe o axă 2, un lagăr de tracțiune 3 și un lagăr 4, care servesc drept suport pentru axa, un magnet de frână permanent 7 și un mecanism de numărare conectat la axă. printr-un tren de viteze (nu este prezentat în figură).
Înfășurarea electromagnetului 5 este conectată în paralel cu circuitul, iar miezul acestuia este pătruns de fluxul magnetic Fi, proporțional cu tensiunea rețelei U. Înfășurarea electromagnetului 8 este conectată în serie cu sarcina, iar miezul său este pătruns de fluxul magnetic CP*, proporţional cu curentul de sarcină I. Ambele magnetice
curentul induc curenți turbionari în discul de aluminiu, care, interacționând cu fluxurile magnetice, creează un cuplu M proporțional cu produsul acestor fluxuri.
Pentru ca contorul să măsoare consumul de energie activă, este necesar să se îndeplinească condiția de proporționalitate a cuplului puterii active, adică.
M = K1IU cos f = k1P,
unde K1 este coeficientul de proporționalitate; f este unghiul de deplasare dintre curent și tensiune.

Orez. 2. Schema dispozitivului contorului de inducție.
Se asigură proporționalitatea cuplului cu curentul de sarcină și tensiunea rețelei, așa cum sa menționat mai sus. Proporționalitatea cuplului cos f este asigurată prin crearea unui anumit unghi de deplasare între fluxurile magnetice. În acest scop, fluxul magnetic al unui electromagnet paralel este împărțit în două: de lucru și auxiliar. Fluxul de lucru traversează discul și se închide. prin contrapolul situat sub disc. Fluxul auxiliar este închis prin tijele din mijloc și laterale ale electromagnetului fără a traversa discul.
Pentru a regla suplimentar unghiul de schimbare, utilizați regulatorul 6. Acesta constă din mai multe spire de sârmă de cupru înfășurate în jurul circuitului magnetic al electromagnetului 8 și închis la o buclă de sârmă de nichel. Bucla este echipată cu o clemă cu șurub, care poate fi reglată prin mișcarea acesteia. Sub influența cuplului, contra-discul va începe să se rotească. Acest lucru creează un cuplu de frânare care acționează asupra contra-discului. Acest moment este creat prin interacțiunea fluxului Ft al magnetului de frânare cu curenții turbionari induși în disc de câmpul său. De când curgerea
magnetul de frână este neschimbat, atunci acest moment este proporțional doar cu viteza de rotație a discului.
În plus, două cupluri de frânare sunt create de fluxurile de electromagneți în paralel și în serie. Pentru ca cuplul de frânare rezultat, egal cu suma celor trei indicate, să depindă cât mai puțin posibil de debitul Fg-, cuplul de frânare magnet permanent este ales să fie semnificativ mai mare decât cuplul de frânare al electromagnetului de serie.
În acest caz, putem presupune cu suficientă precizie că cuplul de frânare rezultat este proporțional doar cu frecvența de rotație a discului n, adică Mt = k2n, unde k2 este coeficientul de proporționalitate.
La o viteză constantă de rotație a discului
M=MT,
şi deci k\P = KchP, de unde n, adică unghiular
viteza discului este proporțională cu puterea P a circuitului, iar viteza de rotație a discului este proporțională cu energia consumată. Prin urmare, energia consumată poate fi măsurată prin numărul de rotații ale discului contorului. Un set de părți constând din miezuri magnetice și înfășurări ale unui circuit în paralel și în serie se numește elementul rotativ al contorului.
Mecanismul de numărare este un numărător de rotații. Folosit predominant pentru contoare electrice mecanismul de numărare a rolelor (Fig. 3) constă în principal din transmisie cu trepte, mai multe role cu numere de la O la 9 imprimate pe ele și un scut de aluminiu care acoperă angrenajul și role cu ferestre decupate în el pentru citirea valorii măsurate. Rotirea părții mobile a contorului este transmisă printr-un sistem de roți dințate către mecanismul de numărare. O rotire completă a primei role corespunde unei rotații a următoarei role (de la dreapta la stânga) cu doar o zecime de tură. A treia rolă va face deja o zecime de rotație cu o rotație completă a celei de-a doua etc. Cel mai adesea, mecanismele de numărare a rolelor au cinci role.
În funcție de numărul de viteze și rapoartele lor de transmisie, unitatea înregistrată de mecanismul de numărare a energiei va corespunde unei anumite viteze de rotație a părții mobile a contorului. Frecvența de rotație a piesei în mișcare, care provoacă o modificare a mecanismului de numărare pe unitatea de valoare măsurată, se numește raportul de transmisie al contorului. Raportul de transmisie este de obicei indicat pe plăcuța contorului. De exemplu: 1 kWh - 450 rpm. disc.
Numărul de ore de funcționare a contorului la sarcină normală necesar pentru a schimba complet toate cifrele se numește capacitatea mecanismului de numărare.

Orez. 3. Mecanism de numărare a rolelor.
Pentru a contabiliza electricitatea în circuitele trifazate cu trei fire (fără un fir neutru), sunt utilizate contoare cu două elemente. Un contor trifazat cu două elemente este format din două elemente plasate într-o singură carcasă contoare monofazate, ale căror elemente rotative acționează asupra unei piese mobile comune conectate la mecanismul de numărare (Fig. 4). În acest caz, se adună cuplurile create de fiecare element. Contorul este conectat conform circuitului a două wattmetre (circuit Aron). Cuplul rezultat este proporțional cu puterea activă a circuitului trifazat.

Pentru a contabiliza electricitatea în circuitele cu patru fire (cu un fir neutru), sunt utilizate contoare cu trei elemente. Astfel de contoare au trei elemente care acționează fie pe trei discuri (de exemplu, în contorul SA4-TC), fie pe două discuri (de exemplu, în contorul CA4-I672M).

Orez. 5. Schema contorului de energie reactivă SRZ-I44.
Contoarele de energie reactivă sunt similare în principiu și sunt proiectate cu contoarele de energie activă.

Orez. 4. Schema dispozitivului unui contor trifazat cu două elemente și două discuri.
Diferența lor este că cuplul total este proporțional cu sinusul unghiului dintre curent și tensiune.
În fig. Figura 5 prezintă o diagramă a unui contor de tip SRZ conceput pentru a contabiliza energia reactivă într-o rețea cu trei fire. După cum se poate vedea din diagramă, tensiunile fazelor „străine” sunt furnizate înfășurărilor paralele. Rezistențe suplimentare sunt incluse în circuitul înfășurărilor paralele. Unghiul de deplasare dintre fluxurile magnetice de lucru ale circuitelor paralele și serie este de 60°. Din punct de vedere operațional, contoarele cu o deplasare de 60° sunt convenabile, deoarece circuitul lor de conectare nu este. diferă de circuitul de pornire a contorului de energie activă.
În contoarele de energie reactivă de tip SR4-ITR, înfășurările paralele sunt conectate în același mod ca în contorul de tip SRZ, dar fără rezistențe suplimentare (deplasare de 90°).
Fiecare dintre electromagneții din serie are două înfășurări; principale si suplimentare. Înfășurarea suplimentară este înfășurată în direcția opusă celei principale (Fig. 6). Contoarele de acest tip sunt utilizate atât în circuitele de curent trifazate cu trei fire, cât și cu patru fire.
Există, de asemenea, contoare de energie reactivă cu trei elemente (CP4-I676) cu o defazare a fluxului de 90°.

Orez. 6. Schema contorului de energie reactivă SR4-ITR.
Aceste contoare sunt cele mai recomandate pentru contabilizarea energiei reactive în circuite cu patru fire.
Conform metodei de conectare la rețea, contoarele sunt împărțite în contoare de conectare directă (debit direct), care sunt conectate fără transformatoare de măsurare și contoare conectate prin transformatoare de măsurare. Acestea din urmă, la rândul lor, pot fi împărțite în cele pornite prin transformatoare de măsură cu anumite rapoarte de transformare și universale, adică pornite prin orice transformatoare de măsură. La determinarea consumului de energie electrică pe baza citirilor contorului diverse tipuri vor fi precizate mai jos.
Pe panourile unor metri există inscripția „cu opritor” sau „returul este blocat”. Discul unor astfel de contoare se poate roti doar în direcția indicată de săgeată.
Eroare permisă Contorul determină clasa sa de precizie. Pentru contorizarea electrică calculată, clasa de precizie a contoarelor conectate direct (fără transformatoare de măsurare) nu trebuie să fie mai mică de 2,5 pentru energia activă și nu mai mică de 3 pentru energia reactivă. Pentru contoarele conectate prin transformatoare de măsurare, clasa de precizie nu trebuie să fie mai mică pentru energia activă 2.0, iar pentru energia reactivă - nu mai mică de 3. Pentru conexiuni putere mare(10 metri și mai mult), se recomandă utilizarea contoarelor de clasa de precizie 1 și mai mare.
Să subliniem decodificarea literelor din denumirea tipului de contor:
C - contor; A - energie activă; R - energie reactivă; 3 sau 4 - pentru o rețea cu trei sau patru fire; U-universal; I - sistem de măsurare prin inducție; P - flux direct; M - modernizat.
Exemplu: SA4U-I672M 5a 380V - contor de energie activă pentru includerea într-o rețea cu patru fire cu o tensiune liniară de 380 V prin orice transformatoare de curent.

Dubovici, raționamentul tău este incorect.
Nu pot explica întreaga teorie, pentru că... durează mult timp și este greu de explicat „pe degete”. Încercați să vă dați seama singur, Google și Wikipedia vă vor ajuta.
Voi răspunde la întrebări specifice dacă apar.
Un lucru pe care îl pot spune este că consumul și generarea de agenți reactivi sunt, s-ar putea spune, concepte condiționate.
Și contorul se întoarce așa cum trebuie.
Dacă conectați, de exemplu, o capacitate ideală la rețea, atunci un curent va curge prin ea și unul foarte specific, iar ampermetrul o va arăta. Numai că va fi deplasat cu 90 de grade de la tensiune. Iar contorul de energie activă nu se va învârti.
Conceptul așa-numitului " putere reactiva" este introdus pentru circuitele de curent alternativ pentru a estima cât de multă putere este "alungată" aproape fără scop de la sursă la sarcină și înapoi (în acest caz, ca urmare, nu are loc niciun transfer de energie, ieșirea este zero fără un stick) Puterea reactivă este creată dacă sarcina consumă curent, defazată în raport cu tensiunea aplicată, ceea ce este tipic, de exemplu, pentru sarcini precum un motor (tensiunea curentă întârzie) sau un condensator (tensiunea curentă).
De fapt, este imposibil fie să consumi, fie să generezi putere reactivă - din punct de vedere fizic nu este deloc putere, ci doar o măsură de pompare fără scop (din punct de vedere al transferului de energie) energie înainte și înapoi cu rezultat zero. Cu toate acestea, deoarece puterea reactivă este un fenomen dăunător și majoritatea sarcinilor sunt de natură inductivă, am convenit să considerăm curentul inductiv (întârziat) ca un fel de „consum de putere reactivă” - pentru a vorbi despre dispozitivele de compensare a filtrului ca anumite dispozitive care „generează” putere reactivă.
Puterea reactivă este dăunătoare rețelei electrice deoarece...
O). curentul reactiv nu transferă energie,
b). Curentul reactiv însă încarcă liniile electrice, transformatoarele și dispozitivele de comutare de protecție - i.e. Dacă nu te lupți cu puterea reactivă, atunci este posibilă o situație stupidă când linia de alimentare, fără a transmite deloc energie, va fi supraîncărcată și supraîncălzită din cauza curentului reactiv mare.
Prin urmare, puterea reactivă este „combatată” (sau mai bine zis, este compensată), printre altele, prin instalarea de PKU care „generează” putere reactivă, care este imediat consumată de motoare și alte inductori. Că. Ca urmare a funcționării PKU, rețeaua nu vede curentul de sarcină reactivă.

Pentru inginerii energetici din întreprinderi și centre comerciale mari, nu există nicio îndoială cu privire la existența energiei reactive. Facturi lunare și bani foarte reali care intră în plată electricitate reactivă, convinge de realitatea existenței sale. Dar unii ingineri electrici serios, cu calcule matematice, dovedesc ca acest tip de electricitate este fictiune, ca separarea energie electricaîn componente active și reactive în mod artificial.

Să încercăm să descoperim această problemă, mai ales că nu cunoaștem diferențele diferite tipuri Creatorii speculează cu privire la electricitate. Promițând procente uriașe, ei înlocuiesc cu bună știință sau fără să știe un tip de energie electrică cu altul.

Să începem cu conceptele de electricitate activă și reactivă. Fără a intra în jungla formulelor de inginerie electrică, putem determina energie activă ca cea care funcționează: incalzeste alimentele pe aragazele electrice, iti lumineaza camera, raceste aerul folosind un aparat de aer conditionat. Iar electricitatea reactivă creează condițiile necesare pentru efectuarea unor astfel de lucrări. Nu va exista energie reactivă, iar motoarele nu se vor putea roti, frigiderul nu va funcționa. O tensiune de 220 de volți nu va fi furnizată la sediul dumneavoastră, deoarece nici un singur transformator de putere nu funcționează fără a consuma energie electrică reactivă.

Dacă semnalele de curent și tensiune sunt observate simultan pe un osciloscop, atunci aceste două sinusoide au întotdeauna o deplasare una față de cealaltă de o cantitate numită unghiul de fază. Această deplasare caracterizează contribuția energiei reactive la energia totală consumată de sarcină. Măsurând doar curentul din sarcină, este imposibil să izolați partea reactivă a energiei.

Avand in vedere ca energia reactiva nu functioneaza, ea poate fi generata in punctul de consum. Pentru aceasta se folosesc condensatori. Cert este că bobinele și condensatorii consumă diverse tipuri energie reactivă: inductivă, respectiv capacitivă. Ele deplasează curba curent față de tensiune în direcții opuse.

Datorită acestor împrejurări un condensator poate fi considerat un consumator de energie capacitivă sau un generator de energie inductivă. Pentru un motor care consumă energie inductivă, un condensator din apropiere poate deveni o sursă de energie. O astfel de reversibilitate este posibilă numai pentru elementele reactive ale circuitului care nu efectuează lucru. Pentru energia activă, o astfel de reversibilitate nu există: generarea acesteia este asociată cu consumul de combustibil. La urma urmei, înainte de a putea lucra, trebuie să cheltuiești energie.

În condiții interne, organizațiile de transport de energie nu percep taxe pentru energia reactivă și contor de uz casnic numără doar componenta activă a energiei electrice. Situația este complet diferită în întreprinderile mari: număr mare motoare electrice, aparate de sudat iar transformatoarele, care necesită energie reactivă pentru a funcționa, creează un stres suplimentar asupra liniilor electrice. În același timp, pierderile de curent și de căldură ale energiei active cresc.

În aceste cazuri, consumul de energie reactivă este luat în considerare de contor și plătit separat. Costul energiei electrice reactive este mai mic decât costul energiei electrice active, dar pentru volume mari de consum, plățile pot fi foarte semnificative. În plus, se aplică amenzi pentru consumul de energie reactivă peste valorile specificate. Prin urmare, devine profitabil din punct de vedere economic pentru astfel de întreprinderi să genereze o astfel de energie la locul consumului acesteia.

În acest scop, se folosesc fie condensatoare separate, fie instalatii automate compensații care monitorizează volumele de consum și conectează sau deconectează băncile de condensatoare. Modern sisteme de compensare vă permit să reduceți semnificativ consumul de energie reactivă din rețeaua externă.

Revenind la întrebarea din titlul articolului, putem răspunde afirmativ. Energia reactivă există. Fără el, funcționarea instalațiilor electrice în care se creează un câmp magnetic este imposibilă. Fără a efectua o muncă vizibilă, este totuși o conditie necesara pentru a efectua lucrări efectuate de energie electrică activă.

Mulți oameni au auzit despre energia electrică reactivă. Având în vedere complexitatea înțelegerii acestui termen, este mai întâi necesar să examinăm în detaliu diferențele dintre energiile active si reactive. Este necesar să începem cu conștientizarea faptului că energia reactivă se manifestă numai în rețelele de curent alternativ. În lanțurile unde curge D.C., energia reactivă nu există. Acest lucru se datorează însăși naturii aspectului său.

Curentul alternativ este furnizat consumatorului din capacități de generare printr-o serie de transformatoare coborâtoare, al căror design prevede separarea înfășurărilor înalte și joase. tensiune joasă. Adică, într-un transformator nu există un contact fizic direct între înfășurări, dar curentul curge totuși. Explicația pentru aceasta este destul de simplă. Energia electrică este transmisă prin aer, care este un bun dielectric, folosind câmp electromagnetic. Componenta sa - un câmp magnetic alternant care apare într-una dintre înfășurările transformatorului, traversează constant o altă înfășurare, care nu are contact electric direct din prima, inducând o forță electromotoare în spire.

Eficiența transformatoarelor moderne este foarte mare, astfel încât pierderile de energie electrică sunt nesemnificative și toată puterea de curent alternativ care curge în înfășurarea primară merge în circuitul de înfășurare secundară. Aceeași imagine se repetă în condensator. Doar pe cheltuiala câmp electric. Atât inductanța, cât și capacitatea generează energie reactivă, returnând periodic o parte de energie la sursa de curent alternativ. Stocarea și returnarea energiei (partea sa reactivă) interferează cu fluxul de energie activă, care face toată munca utilă în rețele - este transformată în lucru mecanic, termic și alte tipuri de muncă.

Pentru a compensa contracararea energiei reactive, consumatorii care au mult sarcină inductivă se folosesc containere (condensatoare) special instalate. Acest lucru ne permite să minimizăm impactul negativ al energiei reactive emergente. După cum sa menționat deja, puterea reactivă are un impact semnificativ asupra cantității de pierderi de energie electrică din rețea. În plus, cantități mari de energie reactivă pot reduce nivelul de compatibilitate electromagnetică a echipamentelor. Din acest motiv, amploarea acestei energii negative trebuie monitorizată constant și cel mai bun modîn acest scop – organizarea contabilităţii sale.

Întreprinderile industriale (unde sunt preocupate în principal de problema energiei reactive) instalează adesea contoare separate pentru energia reactivă și cea activă. Contoarele de energie reactivă țin evidența acesteia rețele trifazate prin două componente (inductivă și capacitivă) în volți-amperi ale ceasurilor reactive. De obicei, un contor de energie reactivă este un dispozitiv analog-digital care transformă energia în semnal analogic, care apoi se transformă în rata de repetare a impulsurilor electrice, a căror adăugare face posibilă evaluarea cantității de energie consumată. Designul contorului include o carcasă din plastic în care trei transformatoare de curent și PCB cu o unitate de dozare. Pe exteriorul dispozitivului există LED-uri și (sau) un ecran cu cristale lichide.

Având în vedere concurența în creștere, întreprinderile industriale Din ce în ce mai mult, sunt instalate dispozitive universale de măsurare a energiei electrice care pot măsura cantitatea de energie activă și reactivă. Pe lângă faptul că dispozitivele combină funcțiile a două sau mai multe dispozitive, consumatorul reduce costul de întreținere a sistemului de contorizare (există unul în loc de doi contoare) și poate economisi la prețul de achiziție. Aceste dispozitive bazate pe microprocesor sunt capabile să măsoare tensiuni și curenți instantanee și să calculeze reactiv și putere activă. Aparatul înregistrează nivelul consumului de energie și afișează informațiile pe afișaj în trei cadre alternante (volumul de energie activă, componenta inductivă a energiei reactive și componenta sa capacitivă). Noile modele pot lua în considerare energia în două direcții și pot transmite datele primite prin infraroșu canal digital, sunt mai bine protejate de efectele câmpurilor magnetice și ale furtului de energie. Precizia mare de măsurare și consumul redus de energie îi deosebesc, de asemenea, de predecesorii lor.