Расчет полной мощности: Расчет полной мощности — Help for engineer

Расчет полной мощности — Help for engineer

Расчет полной мощности

Полная мощность (S) образуется из двух составляющих:

— активная мощность (P) – выполняет полезную работу (полезная мощность), превращается в другие виды энергии (тепловая энергия: водонагреватель, утюг и т.д. являются активной нагрузкой)

— реактивная мощность (Q) – бывает индуктивная и емкостная, в зависимости от нагрузки в сети. Чаще всего дома мы используем индуктивную мощность, любой электрический прибор, где есть катушка, обмотки, является реактивной нагрузкой (электродрель, миксер, холодильник). Энергия не рассеивается на реактивных элементах, она на них за один полупериод накапливается и отдается обратно в сеть. Хотя без реактивной составляющей была бы невозможна работа многих электрических приборов, ее присутствие вызывает появление ряда негативных факторов:



— нагрев проводников;
— влияние на сеть – добавление в нее реактивной составляющей, которая плохо сказывается в дальнейшем на потребителях.

Конечно же между выше упомянутыми параметрами существуют зависимости. Расчет полной мощности осуществляется по следующей формуле:


где U и I – действующие значения напряжения и тока соответственно.

Активная и реактивная мощности находятся в прямой зависимости с коэффициентом мощности (cosφ):


Полная мощность дает потребителям все необходимые составляющие и рассчитывается:


На рисунке ниже (треугольник мощностей) изображена зависимость полной мощности и ее составляющих от угла cosφ, который является углом сдвига между напряжением и током.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer

Единицы измерений приняты немного разные, хотя смысл их остается один и тот же, полная мощность измеряется в ВА (Вольт Ампер), активная мощность в Вт (Ватт), а реактивная в ВАр (Вольт Ампер реактивный).

Недостаточно прав для комментирования

формула, как определить — Asutpp

Мощностные характеристики установки или сети являются основными для большинства известных электрических приборов. Активная мощность (проходящая, потребляема) характеризует часть полной мощности, которая передается за определенный период частоты переменного тока.

Определение

Активная и реактивная мощность может быть только у переменного тока, т. к. характеристики сети (силы тока и напряжения) у постоянного всегда равны. Единица измерений активной мощности  Ватт, в то время, как реактивной – реактивный вольтампер и килоВАР (кВАР). Стоит отметить, что как полная, так и активная характеристики могут измеряться в кВт и кВА, это зависит от параметров конкретного устройства и сети. В промышленных цепях чаще всего измеряется в килоВаттах.

Соотношение энергий

Электротехника используется активную составляющую в качестве измерения передачи энергии отдельными электрическими приборами. Рассмотрим, сколько мощности потребляют некоторые из них:

ПриборМощность бытовых приборов, Вт/час
Зарядное устройство2
Люминесцентная лампа ДРЛОт 50
Акустическая система30
Электрический чайник1500
Стиральной машины2500
Полуавтоматический инвертор3500
Мойка высокого давления3500

Исходя из всего, сказанного выше, активная мощность – это положительная характеристика конкретной электрической цепи, которая является одним из основных параметров для выбора электрических приборов и контроля расхода электричества.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer

Генерация активной составляющей

Обозначение реактивной составляющей:

Это  номинальная величина, которая характеризует нагрузки в электрических устройствах при помощи колебаний ЭМП и потери при работе прибора. Иными словами, передаваемая энергия переходит на определенный реактивный преобразователь (это конденсатор, диодный мост и т. д.) и проявляется только в том случае, если система включает в себя эту составляющую.

Расчет

Для выяснения показателя активной мощности, необходимо знать полную мощность, для её вычисления используется следующая формула:

S = U \ I, где U – это напряжение сети, а I – это сила тока сети.

Этот же расчет выполняется при вычислении уровня передачи энергии катушки при симметричном подключении. Схема имеет следующий вид:

Схема симметричной нагрузки

Расчет активной мощности учитывает угол сдвига фаз или коэффициент (cos φ), тогда:

S = U * I * cos φ.

Очень важным фактором является то, что эта электрическая величина может быть как положительной, так и отрицательной. Это зависит от того, какие характеристики имеет cos φ. Если у синусоидального тока угол сдвига фаз находится в пределах от 0 до 90 градусов, то активная мощность положительная, если от 0 до -90 – то отрицательная. Правило действительно только для синхронного (синусоидального) тока (применяемого для работы асинхронного двигателя, станочного оборудования).

Также одной из характерных особенностей этой характеристики является то, что в трехфазной цепи (к примеру, трансформатора или генератора), на выходе активный показатель полностью вырабатывается.

Расчет трехфазной сети

Максимальная и активная обозначается P, реактивная мощность – Q.

Из-за того, что реактивная обуславливается движением и энергией магнитного поля, её формула (с учетом угла сдвига фаз) имеет следующий вид:

QL = ULI = I2xL

Для несинусоидального тока очень сложно подобрать стандартные параметры сети.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer Для определения нужных характеристик с целью вычисления активной и реактивной мощности используются различные измерительные устройства. Это вольтметр, амперметр и прочие. Исходя от уровня нагрузки, подбирается нужная формула.

Из-за того, что реактивная и активная характеристики связаны с полной мощностью, их соотношение (баланс) имеет следующий вид:

S = √P2 + Q2, и все это равняется U*I .

Но если ток проходит непосредственно по реактивному сопротивлению. То потерь в сети не возникает. Это обуславливает индуктивная индуктивная составляющая – С и сопротивление – L. Эти показатели рассчитываются по формулам:

Сопротивление индуктивности: xL = ωL = 2πfL,

Сопротивление емкости: хc = 1/(ωC) = 1/(2πfC).

Для определения соотношения активной и реактивной мощности используется специальный коэффициент. Это очень важный параметр, по которому можно определить, какая часть энергии используется не по назначению или «теряется» при работе устройства.

При наличии в сети активной реактивной составляющей обязательно должен рассчитываться коэффициент мощности. Эта величина не имеет единиц измерения, она характеризует конкретного потребителя тока, если электрическая система содержит реактивные элементы. С помощью этого показателя становится понятным, в каком направлении и как сдвигается энергия относительно напряжения сети. Для этого понадобится диаграмма треугольников напряжений:

Диаграмма треугольников напряжений

К примеру, при наличии конденсатора формула коэффициента имеет следующий вид:

cos φ = r/z = P/S

Для получения максимально точных результатов рекомендуется не округлять полученные данные.

Компенсация

Учитывая, что при резонансе токов реактивная мощность равняется 0:

Q = QL — QC = ULI – UCI

Для того чтобы улучшить качество работы определенного устройства применяются специальные приборы, минимизирующие воздействие потерь на сеть. В частности, это ИБП.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer В данном приборе не нуждаются электрические потребители со встроенным аккумулятором (к примеру, ноутбуки или портативные устройства), но для большинства остальных источник бесперебойного питания является необходимым.

При установке такого источника можно не только установить негативные последствия потерь, но и уменьшить траты на оплату электричества. Специалисты доказали, что в среднем, ИБП поможет экономить от 20 % до 50 %. Почему это происходит:

  1. Значительно уменьшается нагрузка силовых трансформаторов;
  2. Провода меньше нагреваются, это не только положительно влияет на их работу, но и повышает безопасность;
  3. У сигнальных и радиоустройств уменьшаются помехи;
  4. На порядок уменьшаются гармоники в электрической сети.

В некоторых случаях специалисты используют не полноценные ИБП, а специальные компенсирующие конденсаторы. Они подходят для бытового использования, доступны и продаются в каждом электротехническом магазине. Для расчета планируемой и полученной экономии можно использовать все вышеперечисленные формулы.

Описание параметра «Полная мощность» — Профсектор

Полная выходная мощность стабилизатора (VA) определяет максимальную величину мощности подключаемой к нему нагрузки.

Выбор стабилизатора напряжения по мощности.

При выборе стабилизатора необходимо учитывать:

1. суммарную мощность подключенной нагрузки — выходная мощность стабилизатора должна быть больше мощности, потребляемой нагрузкой.

Немного теории.

Полная мощность (S) состоит из активной мощности (P) и реактивной мощности (Q).

Связь между мощностями следующая:

  • S — измеряется в вольт-амперах (ВА, VA)
  • P — измеряется в ваттах (Вт, W)
  • Q — измеряется в варах (Вар, var)

Существуют электроприборы, которые потребляют только активную мощность. Это любые нагревательные приборы (тэны, утюги, чайники и т.д.), лампы накаливания и т.д. Они не потребляют реактивную мощность, поэтому при выборе стабилизаторов для таких приборов можно учитывать в расчетах, что полная мощность равна активной мощности, S(VA)=P(W).Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer

Также существуют электроприборы, которые потребляют не только активную мощность, но и реактивную мощность. Это электродвигатели, дроссели, трансформаторы и т.д.
Для расчета полной мощности для таких устройств используют специальный коэффициент мощности, cos (φ).
Формула расчет будет выглядеть следующим образом:

Cos (φ) определен для большинства типов оборудования и обычно он пишется на шильдике соответствующего прибора.  В тех случаях, когда нет возможности узнать значение cos (φ), примерный расчет производится с коэффициентом 0,75.

Примерные мощности электроприборов и их коэффициенты cos (φ) приведены в таблице.

Электроприборы Мощность, Вт cos (φ)Электроприборы Мощность, Вт cos (φ)
Электроплита1200 — 60001Бойлер1500 — 20001
Обогреватель500 — 20001Компьютер350 — 7000.95
Пылесос500 — 20000.9Кофеварка650 — 15001
Утюг1000 — 20001Стиральная машина1500 — 25000.9
Фен600 — 20001Электродрель400 — 10000.85
Телевизор100 — 4001Болгарка600 — 30000.8
Холодильник150 — 6000.95Перфоратор500 — 12000.85
СВЧ-печь700 — 20001Компрессор700 — 25000.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer 7
Электрочайник1500 — 20001Электромоторы250 — 30000.7 — 0.8
Лампы накаливания60 — 2501Вакуумный насос1000 — 25000.85
Люминисцентные лампы20 — 4000.95Электросварка (дуговая)1800 — 2500 0.3 — 0.6

2. пусковые токи — все электроприборы, в состав которых входит двигатели или дроссели в момент запуска потребляют в несколько раз больше мощности чем в рабочем режиме. В таких случаях полную мощность данного оборудования рассчитывают путем умножения потребляемой мощности (указана в паспорте прибора) на кратность пусковых токов (обычно 3-7).

3. запас мощности — чтобы увеличить срок службы стабилизатора, рекомендуется предусмотреть 20%-ный запас мощности. Таким образом, режим работы стабилизатора будет более «щадящим», а при необходимости можно будет подключить дополнительные электроприборы.

4. влияние входного напряжения на мощность — при уменьшении входного напряжения, уменьшается мощность стабилизатора. Данная зависимость приведена на графике.

Примечание. В соответствии с международными, а также отечественными отраслевыми стандартами производителей автотрансформаторных стабилизаторов максимальная мощность устройства нормируется для входного напряжения 190В или для разности входного и выходного напряжений 30В.

ВНИМАНИЕ! Большинство аварий стабилизаторов, возникает от перегрузки по мощности при снижении выходного напряжения до величины менее минимально допустимой, обычно это 150…160 В

Расчет реактивной мощности КРМ

Спасибо за интерес, проявленный к нашей Компании

Расчет реактивной мощности КРМ

Отправить другу

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Теория расчета реактивной мощности КРМ

Q = Pa· ( tgφ1-tgφ2)-  реактивная мощность установки КРМ (кВАр)

Q = Pa · K

Pa -активная мощность (кВт)

K- коэффициент из таблицы

Pa= S· cosφ

S -полная мощность(кВА)

cos φ — коэффициент мощности

tg(φ12) согласуются со значениями cos φ в таблице.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer

Таблица определения реактивной мощности конденсаторной установки  — КРМ (кВАр), необходимой для достижения заданного cos(φ).
























































Текущий (действующий)

Требуемый (достижимый) cos (φ)

tan (φ)

cos (φ)

0.80

0.82

0.85

0.88

0.90

0.92

0.94

0.96

0.98

1.00

Коэффициент K

3.18

0.30

2.43

2.48

2.56

2.64

2.70

2.75

2.82

2.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer 89

2.98

3.18

2.96

0.32

2.21

2.26

2.34

2.42

2.48

2.53

2.60

2.67

2.76

2.96

2.77

0.34

2.02

2.07

2.15

2.23

2.28

2.34

2.41

2.48

2.56

2.77

2.59

0.36

1.84

1.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer 89

1.97

2.05

2.10

2.17

2.23

2.30

2.39

2.59

2.43

0.38

1.68

1.73

1.81

1.89

1.95

2.01

2.07

2.14

2.23

2.43

2.29

0.40

1.54

1.59

1.67

1.75

1.81

1.87

1.93

2.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer 00

2.09

2.29

2.16

0.42

1.41

1.46

1.54

1.62

1.68

1.73

1.80

1.87

1.96

2.16

2.04

0.44

1.29

1.34

1.42

1.50

1.56

1.61

1.68

1.75

1.84

2.04

1.93

0.46

1.18

1.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer 23

1.31

1.39

1.45

1.50

1.57

1.64

1.73

1.93

1.83

0.48

1.08

1.13

1.21

1.29

1.34

1.40

1.47

1.54

1.62

1.83

1.73

0.50

0.98

1.03

1.11

1.19

1.25

1.31

1.37

1.Расчет полной мощности: Расчет полной мощности - Help for engineer 45

1.63

1.73

1.64

0.52

0.89

0.94

1.02

1.10

1.16

1.22

1.28

1.35

1.44

1.64

1.56

0.54

0.81

0.86

0.94

1.02

1.07

1.13

1.20

1.27

1.36

1.56

1.48

0.56

0.73

0.78

0.86

0.94

1.00

1.05

1.12

1.19

1.28

1.48

1.40

0.58

0.65

0.70

0.78

0.86

0.92

0.98

1.04

1.11

1.20

1.40

1.33

0.60

0.58

0.63

0.71

0.79

0.85

0.91

0.97

1.04

1.13

1.33

1.30

0.61

0.55

0.60

0.68

0.76

0.81

0.87

0.94

1.01

1.10

1.30

1.27

0.62

0.52

0.57

0.65

0.73

0.78

0.84

0.91

0.99

1.06

1.27

1.23

0.63

0.48

0.53

0.61

0.69

0.75

0.81

0.87

0.94

1.03

1.23

1.20

0.64

0.45

0.50

0.58

0.66

0.72

0.77

0.84

0.91

1.00

1.20

1.17

0.65

0.42

0.47

0.55

0.63

0.68

0.74

0.81

0.88

0.97

1.17

1.14

0.66

0.39

0.44

0.52

0.60

0.65

0.71

0.78

0.85

0.94

1.14

1.11

0.67

0.36

0.41

0.49

0.57

0.63

0.68

0.75

0.82

0.90

1.11

1.08

0.68

0.33

0.38

0.46

0.54

0.59

0.65

0.72

0.79

0.88

1.08

1.05

0.69

0.30

0.35

0.43

0.51

0.56

0.62

0.69

0.76

0.85

1.05

1.02

0.70

0.27

0.32

0.40

0.48

0.54

0.59

0.66

0.73

0.82

1.02

0.99

0.71

0.24

0.29

0.37

0.45

0.51

0.57

0.63

0.70

0.79

0.99

0.96

0.72

0.21

0.26

0.34

0.42

0.48

0.54

0.60

0.67

0.76

0.96

0.94

0.73

0.19

0.24

0.32

0.40

0.45

0.51

0.58

0.65

0.73

0.94

0.91

0.74

0.16

0.21

0.29

0.37

0.42

0.48

0.55

0.62

0.71

0.91

0.88

0.75

0.13

0.18

0.26

0.34

0.40

0.46

0.52

0.59

0.68

0.88

0.86

0.76

0.11

0.16

0.24

0.32

0.37

0.43

0.50

0.57

0.65

0.86

0.83

0.77

0.08

0.13

0.21

0.29

0.34

0.40

0.47

0.54

0.63

0.83

0.80

0.78

0.05

0.10

0.18

0.26

0.32

0.38

0.44

0.51

0.60

0.80

0.78

0.79

0.03

0.08

0.16

0.24

0.29

0.35

0.42

0.49

0.57

0.78

0.75

0.80


0.05

0.13

0.21

0.27

0.32

0.39

0.46

0.55

0.75

0.72

0.81



0.10

0.18

0.24

0.30

0.36

0.43

0.52

0.72

0.70

0.82



0.08

0.16

0.21

0.27

0.34

0.41

0.49

0.70

0.67

0.83



0.05

0.13

0.19

0.25

0.31

0.38

0.47

0.67

0.65

0.84



0.03

0.11

0.16

0.22

0.29

0.36

0.44

0.65

0.62

0.85




0.08

0.14

0.19

0.26

0.33

0.42

0.62

0.59

0.86




0.05

0.11

0.17

0.23

0.30

0.39

0.59

0.57

0.87





0.08

0.14

0.21

0.28

0.36

0.57

0.54

0.88





0.06

0.11

0.18

0.25

0.34

0.54

0.51

0.89





0.03

0.09

0.15

0.22

0.31

0.51

0.48

0.90






0.06

0.12

0.19

0.28

0.48

0.46

0.91






0.03

0.10

0.17

0.25

0.46

0.43

0.92







0.07

0.14

0.22

0.43

0.40

0.93







0.04

0.11

0.19

0.40

0.36

0.94








0.07

0.16

0.36

0.33

0.95









0.13

0.33

Пример:

Активная мощность двигателя : P=100 кВт

Действующий cos φ = 0.61

Требуемый cos φ = 0.96

Коэффициент K из таблицы = 1.01

Необходимая реактивная мощности КРМ (кВАр):

Q = 100 · 1.01=101 кВАр

НЕОБХОДИМА КОНСУЛЬТАЦИЯ?

Возврат к списку

Расчеты напряжения, силы, сопротивления, нагрузки электрического тока

Современная структура общества такова, что на бытовом и промышленном уровне повсеместно используется электроэнергия. Генераторные установки, вырабатывающие электроэнергию, преобразующие подстанции работают для того, чтобы передать ее потребителям на бытовые электрические приборы и промышленные электроустановки.

Общая схема передачи электроэнергии потребителям с учетом мощностей

Что такое мощность электроэнергии

В электросетях, по которым передается энергия, существует ряд основных параметров, которые обязательно учитываются при проектировании и эксплуатации электроустановок.

Одним из таких показателей является электрическая мощность, под этим подразумевается способность электроустановки генерировать, передавать или преобразовывать определенную величину электроэнергии за определенный период времени. Преобразованием считается процесс изменения электрической энергии в тепло, механические движения или другой вид энергии. Чтобы сделать расчет мощности, надо знать, как минимум, величины тока, напряжения и ряда других параметров.

Расчет тока и напряжения, мощности иногда не делают, а измеряют параметры на месте. Но такая возможность не всегда предоставляется. Надо знать, как рассчитать мощность, когда цепь обесточена, при проектировании электроустановок, уметь пользоваться таблицей законов Ома и рассчитать силу тока по известным значениям параметров. Рассчитывать мощность нагрузки и ток нагрузки приходится для того, чтобы правильно выбрать сечение проводов в цепи, величину тока срабатывания для защитных автоматов и других нужд.

Законы Ома наглядно показывают, как посчитать ток по мощности и напряжению

Физический смысл электрической мощности в цепях переменного и постоянного тока одинаковый, но от условий нагрузки в цепи мощность может выражаться разными соотношениями. Для стандартизации закономерности явлений вводится понятие мгновенное значение, что указывает на зависимость скорости преобразований электроэнергии от фактора времени.

Электрическая мощность – это величина, выражающая скорость преобразования энергии электричества в другой вид энергии, обозначается буквой «Р».

Мгновенное значение электрической мощности

Определение – электрическая мощность тесно связана с другими параметрами цепи, током и напряжением, при изменении величины одного из них изменяются другие. Поэтому показания мощности фиксируются в короткий промежуток времени – ∆t.

Напряжение в данном случае обозначают буквой «U» – это выражает разность потенциалов зарядов, перемещенных электрическим полем из одной точки в другую за промежуток времени ∆t.

Сила тока обозначается буквой «I» – это поток, переносимый магнитным полем зарядов, другими словами заряд, перенесенный во временной интервал ∆t.

Исходя из этих определений, просматривается пропорциональная зависимость между этими параметрами:

Р = UxI.

При расчетах можно учитывать зависимость мощности от сопротивления нагрузки «R». По законам Ома для участка цепи с постоянным током мощность выражается как:

Р = I2xR или P = U2|R.

Если поставить в схему питания амперметр и вольтметр, то не придется думать, как вычислить силу тока.

Обратите внимание! Амперметр ставится последовательно в цепь по отношению к сопротивлению нагрузки, а вольтметр – параллельно.

В качестве источника питания используется аккумулятор, как нагрузка установлен прожектор. В данном случае не делается расчет силы тока, параллельно нагрузке подключен вольтметр, для измерения напряжения в Вольтах. Амперметр подключается последовательно для измерения тока в Амперах. Зная показания напряжения и тока по формулам, показанным выше, легко рассчитывается мощность.

Для участков цепи с переменным током формулы расчетов сложнее – необходимо учитывать характер нагрузки.

Расчеты мощности для электроцепей переменного тока

Переменный ток и напряжение имеют синусоидальный вид, при различных нагрузках происходит смещение фазы между ними на определенный угол. По этой причине направление тока иногда может быть противоположным, от нагрузки к источнику питания. Это бывает в электродвигателях, когда обмотка начинает генерировать энергию, это негативно сказывается на эффективности работы оборудования, снижается мощность. При большом количестве потребителей в электросети характер нагрузки имеет смешанный вид, в идеале выделяют три типа нагрузки:

  • Активная нагрузка, ее представляют такие электроприборы, как лампы накаливания, нагревательные тэны, спиральные электроплиты;
  • Емкостная нагрузка – это конденсаторы в оборудовании различного назначения;
  • Индуктивная нагрузка представлена катушками в электродвигателях, обмотках электромагнитов, дросселями и трансформаторами, другими приборами, где ток протекает через обмотки.

Емкостные и индуктивные виды выделяют как реактивную энергию в электросетях. Зная вид нагрузки, расчет потребляемой мощности делается точнее.

Расчет мощности в цепи с активной нагрузкой

Это классический случай в однофазной сети 220 В, в качестве нагрузки можно использовать обычные резисторы. Мощность рассчитывается как произведение действующих значений тока и напряжения, умноженное на соsϕ. В данном случае ϕ – угол смещения между фазами тока и напряжения.

Р = UI cos ϕ

График зависимости мощности по току и напряжению при активной нагрузке

Из графика можно узнать, что колебания тока и напряжения одинаковы по частоте и фазе, мощность всегда положительная с частотой в два раза больше.

Активная электрическая мощность характеризует процесс преобразования в сетях с переменным током энергии в тепло, механические движения, излучение света, в любой вид другой энергии. Измеряется активная нагрузка в Вт, кВт.

Расчет реактивной мощности

Как найти мощность в цепях с индуктивной и емкостной нагрузками? Это делается аналогичным образом. Расчет потребляемой мощности, как и в случае с активной нагрузкой, означает, что действующие напряжение и ток перемножаются, и результат умножается на sin ϕ. Где ϕ – угол сдвига фаз тока и напряжения.

Р = UI sin ϕ

Диаграмма, показывающая взаимосвязь параметров цепи при индуктивной нагрузке

График показывает, что мощность может принимать отрицательные значения, в этот момент энергия отдается в сторону источника питания, фактически она бесполезна и расходуется на нагрев.

Реактивная составляющая энергии характеризует работу нагрузки в виде электронного оборудования, электротехнических схем, моторов с наличием емкостной и индуктивной нагрузки. Единица измерения реактивной мощности при подсчете измеряется в Вар, это (Вольт-Ампер реактивный), обозначается буквой «Q».

Треугольник, отображающий отношение мощностей в сети

Зависимость мощности в цепи переменного тока от реактивной и активной составляющих с учетом угла сдвига фаз хорошо отображается на диаграмме, которую называют треугольником мощностей.

Формула расчета полной мощности обозначается буквой «S»

В этом случае учитывается полный импеданс рассчитываемой мощности электрического тока (комплексное сопротивление нагрузки). Тем, кому вычислением заниматься сложно даже на калькуляторе, можно воспользоваться онлайн калькуляторами на сайте https://www.fxyz.ru с вычислением мощности в цепях с различной нагрузкой. Вычисляется все мгновенно, достаточно заполнить таблицу с исходными параметрами. Когда такой калькулятор под рукой, я вычислю быстро нужные мне параметры.

Видео

Оцените статью:

Методики расчёта составляющих мощности при синусоидальных и несинусоидальных режимах



Особое внимание уделяется обеспечению качества электроэнергии, которая должна соблюдать определённые требования. Несоблюдение требований ведёт к повреждению электрического оборудования, к росту потерь электроэнергии.

Ввиду постоянного роста количества электрических приёмников возникают высшие гармоники. А составляющие гармоник тока и напряжения ведут к возникновению проблем качества электрической энергии. На потребителей это сказывается в виде повышения стоимости электрической энергии. Под качеством электрической энергии принято понимать взаимосоответствие характеристик электроэнергии и показателей качества электроэнергии. Основными параметрами качества согласно ГОСТ 13109–2003 [1] являются колебания напряжения, отклонение частоты, несинусоидальность и несимметрия напряжения. Поэтому правильное определение параметров режима, таких как активная и реактивная мощность, а также действующие значения токов и напряжений имеет важное значение при исследовании показателей качества электроэнергии.

Определение активной, реактивной и полной мощности.

Одним из важных параметров в электроэнергетических системах является активная мощность, которой уделяется большое внимание. Активной мощностью P называется мощность, потребляемая электроприёмниками и преобразующаяся в другие виды энергии. Она имеет конкретное определение. Поэтому способы определения активной мощности никем не опровергались.

Иначе можно говорить о неактивной мощности или реактивной мощности, так как стойкого определения нет. Под ней понимают всю мощность, исключая активную. Это связано с тем, что описать процессы при несинусоидальных режимах реактивной мощностью нельзя. Реактивной мощностью называют мощность, преобразующуюся в энергию магнитных и электрических полей.

Электрические поля будут создаваться в электрооборудовании, которое характеризуется ёмкостным сопротивлением. Реактивная мощность в конденсаторах, кабелях представлена выражением

.

А магнитные поля характеризуются индуктивным сопротивлением. В таких видах электрооборудования как, трансформаторы, двигатели реактивная мощность определяется выражением

.

Полная мощность определяется общепризнанной формулой в случае синусоидальной нагрузки:

.

Под полной мощностью понимают мощность, необходимую для обеспечения работы нагрузки, в случае неиспользования всей мощности при совершении полезной работы. Именно она определяет выбор электрооборудования подстанций.

Способов определения реактивной мощности существует много. Именно вопросы определения реактивной мощности являются предметом споров и обсуждений учёных. Внимание к этим вопросам связано с увеличением несинусоидальных нагрузок. Соответственно, если гармоники были невелики, то погрешность расчётов реактивной мощности была не большой. Рост высших гармоник связан с внедрением различных устройств. Источниками высших гармоник являются такие устройства, как сварочные аппараты, статические преобразователи, электродуговые печи.

Так же фактором влияния является прогресс компьютерной техники. Что значительно сокращает время и упрощает расчёты. Ранее компьютерная и измерительная техника не позволяла производить сложные расчёты реактивной мощности.

Ранее в ГОСТах никак не застрагивались несинусоидальные режимы. Поэтому проблемы определения реактивной мощности при несинусоидальных режимах являются актуальными.

Международная электротехническая комиссия (МЭК) в 1977г. предложила производить расчёт реактивной мощности по формуле

.

Методы определения реактивной мощности при синусоидальных режимах.

Методы определения реактивной мощности при синусоидальных режимах можно разделить на две группы: методы, использующие мгновенные значения токов и напряжений и методы, использующие действующие значения токов и напряжений.

Первая группа методов, основанная на использовании мгновенных значений токов и напряжений, использует формулу, встречающуюся практически в каждом учебнике по ТОЭ.

К. С. Демирчян в [2] приводит формулу, которая справедлива лишь для синусоидального режима:

.

Также часто встречается способ определения реактивной мощности по формуле

.

Формула имеет место и для расчёта несинусоидальных режимов.

Также существует ещё один способ определения мощности для синусоидального режима, используя вольтамперную характеристику. Маевский в [3] предпринял попытку использования интегрального выражения. Интеграл берётся от произведения тока на функцию перпендикулярную напряжению или напротив произведения напряжения на функцию перпендикулярную тока. Мощность Маевского представлена формулой

.

Методы определения реактивной мощности при несинусоидальных режимах.

В связи с отсутствием точной формулировки реактивной мощности при несинусоидальных режимах у учёных наблюдаются большие разногласия.

Наиболее известная формула расчёта реактивной мощности ввёл Штайнмец которую используют как для расчёта режимов с синусоидальной нагрузкой, так и с несинусоидальной:

.

Далее Иловичем были предложены формула

.

Буденау ввёл понятие «мощность искажение». Заметим, что учёные по-разному обозначают мощность искажения. В литературе [4, 5, 6] обозначают, как «D», также встречается такое обозначение, как «T» в [7].

Буденау считал целесообразным выделение двух составляющих Q и D, это являлось причиной превышения полной мощности над активной мощностью в несинусоидальном режиме. На рисунке 1 представлено геометрическое понимание мощности. Одна выражалась в сдвиге по фазе, а другая в искажении формы. Мощность искажения представлена формулой

.

Рис. 1. Геометрическое понимание мощностей

Шклярский Я. Э. в [6] приводит формулу для расчёта мощности искажения через действующие значения токов и напряжений высших гармоник, без определения полной, активной и реактивной мощностей, в случае, когда гармонические составляющие величин заданы. Тогда мощность искажения представлена выражением

.

В диссертации С. Н. Чижмы [5] имеется рисунок 2, на котором наглядно истолкованы понятия активной и реактивной мощности (рисунок 2). В индуктивных элементах происходит отставание тока от напряжения по фазе, в случае, когда ток и напряжение имеют разные знаки. Энергия, запасаемая в индуктивных элементах, совершает колебательные движения. Такую мощность называют реактивной.

Рис. 2. Истолкование понятий активной и реактивной мощности

Вывод.

Одним из важных параметров в электроэнергетических системах является активная мощность, которая имеет конкретное определение. Поэтому способы определения активной мощности никем не опровергались. Иначе можно говорить о неактивной мощности или реактивной мощности, так как стойкого определения нет. Способов определения реактивной мощности существует много. Именно вопросы определения реактивной мощности являются предметом споров и обсуждений учёных.

Литература:

  1. ГОСТ 13109–2003. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. — Взамен ГОСТ 13109– 87; введен 1999–01–01. — М.: Госстандарт России, 2010. — 35 с. — (Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная).
  2. Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники [Текст]: в 3 т. / К. С. Демирчян, Л. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. — 4-е изд., дополненное для самостоятельного изучения курса. — Питер. — Т. 1. — 2003. — 357 с.
  3. Маевский О. А. Энергетические показатели вентильных преобразователей [Текст]. -М.: Энергия. — 1978. — 320 с.
  4. Сулейманов, А. О. Неактивная мощность и её составляющие в элеткроэнергетических системах [Текст]: дис…. канд. тех. наук: 05.14.02 / Алмаз Омурзакович Сулейманов; ГОУ ВПО Томский политехничсекий университет. — Томск, 2009. — 135 с.
  5. Чижма, С. Н. совершенствование методов и средств контроля качества электроэнергии и составляющих мощности в электроэнергетических системах с тяговой нагрузкой [Текст]: дис…. доктора тех. наук: 05.14.02 / Сергей Николаевич Чижма; Омский государственный университет путей сообщения. — Омск, 2014. — 367 с.
  6. Шклярский, Я. Э. Влияние гармонического состава тока и напряжения на мощность искажения [Текст] / Я. Э. Шклярский, А. А. Брагин, В. С. Добуш // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». — 2012. — № 4. — С. 26–32.
  7. Крогерис, А. Ф. Мощность переменного тока [Текст]: учеб. / А. Ф. Крогерис. — Рига.: Физ.-энерг.ин-т Латв.АН. — 1993. — 294с.

Основные термины (генерируются автоматически): реактивная мощность, активная мощность, полная мощность, действующее значение токов, мощность, мощность искажения, напряжение, режим, формула, электрическая энергия.

Расчет примерной мощности электроприборов

Содержание

Простой способ расчёта мощности электроприборов


Мощность каждого электроприбора указана в техпаспорте и дублируется на прикрепленной к нему бирке или табличке. Самый простой способ расчёта — просуммировать мощности всех подключаемых к стабилизатору или ИБП потребителей.


Поправка: сейчас мы рассмотрели оборудование без электродвигателей. Оно обладает только активной составляющей мощности. К этой категории относятся электроплиты, кипятильники, лампы накаливания и др.


Холодильники, стиральные машины, дрели и прочее оборудование с электродвигателями обладает также реактивной составляющей мощности.


Для таких электроприборов необходимо вычислить полную мощность (измеряется в Вольт-Амперах (ВА)), которая, в отличие от описанного выше, не будет равна активной мощности. Соотношение между полной и активной мощностью выражается формулой:

  • Pполная = Pактивная / cos (ф).


Сos(φ) указывается в документации и на бирке электроприбора (встречается обозначение PF – Power Factor). При отсутствии данных допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7-0,8.


Например, если P активная мощность электродрели составляет 700 Вт, то P полная рассчитывается как 700 / 0,7 = 1000 ВА.


Вывод: для точного расчета суммарной мощности нагрузки нужно сложить полную мощность всех выбранных приборов (в Вольт-Амперах). Для электроприборов без двигателей полная мощность будет равна активной.


Рекомендуется подбирать стабилизатор с мощностью, превышающей полученное суммированием значение на 20-30%, что обеспечит следующие преимущества:

  • избавит оборудование от перегрузки;
  • позволит подключать дополнительных потребителей.

Пусковые токи электроприборов с реактивной нагрузкой


Не следует забывать, что при запуске оборудования, содержащего электродвигатель (насос, компрессор), его «пусковой ток» в 3-5 раз превышает номинальное значение. Соответственно, в этот момент происходит пропорциональный пусковому току «скачок» нагрузки в 3-5 раз.


При выборе стабилизатора или ИБП следует обязательно учитывать пусковые токи защищаемого оборудования и подбирать аппарат по максимальному, пусковому значению мощности.


Например, если для электродрели с активной мощностью в 700 Вт купить стабилизатор на 1 кВт, то в момент запуска он будет отключаться по причине перегруза. В данном случае необходимо изделие минимум с трехкратным превышением по мощности:

  • 700 Вт × 3 = 2,1 кВт.


Узнать больше про ИБП с двойным преобразованием.

11.2: Истинная, реактивная и полная мощность

Реактивная мощность

Мы знаем, что реактивные нагрузки, такие как катушки индуктивности и конденсаторы, рассеивают нулевую мощность, но тот факт, что они понижают напряжение и потребляют ток, создает обманчивое впечатление, что они действительно рассеивают мощность. Эта «фантомная мощность» называется реактивной мощностью и измеряется в единицах, называемых вольт-ампер-реактивной (ВАР), а не в ваттах. Математическим обозначением реактивной мощности является (к сожалению) заглавная буква Q.

Истинная сила

Фактическая мощность, используемая или рассеиваемая в цепи, называется истинной мощностью и измеряется в ваттах (как всегда, обозначается заглавной буквой P).

Полная мощность

Комбинация реактивной мощности и истинной мощности называется полной мощностью и представляет собой произведение напряжения и тока цепи без учета фазового угла. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) и обозначается заглавной буквой S.

Расчет реактивной, истинной или полной мощности

Как правило, истинная мощность зависит от рассеивающих элементов схемы, обычно от сопротивления (R). Реактивная мощность зависит от реактивного сопротивления цепи (X). Полная мощность — это функция полного сопротивления цепи (Z). Поскольку для расчета мощности мы имеем дело со скалярными величинами, любые комплексные начальные величины, такие как напряжение, ток и импеданс, должны быть представлены их полярными величинами, а не действительными или мнимыми прямоугольными составляющими.Например, если я вычисляю истинную мощность по току и сопротивлению, я должен использовать полярную величину для тока, а не просто «реальную» или «мнимую» часть тока. Если я рассчитываю полную мощность по напряжению и импедансу, обе эти ранее комплексные величины должны быть уменьшены до их полярных величин для скалярной арифметики.

Существует несколько уравнений мощности, связывающих три типа мощности с сопротивлением, реактивным сопротивлением и импедансом (все с использованием скалярных величин):

Обратите внимание, что существует два уравнения для расчета истинной и реактивной мощности.Для расчета полной мощности доступны три уравнения, P = IE используется только для этой цели. Изучите следующие схемы и посмотрите, как эти три типа мощности взаимосвязаны: чисто резистивная нагрузка на рисунке ниже, чисто реактивная нагрузка на рисунке ниже и резистивная / реактивная нагрузка на рисунке ниже.

Только резистивная нагрузка

Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто резистивной нагрузки.

Только реактивная нагрузка

Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для чисто реактивной нагрузки.

Активная / реактивная нагрузка

Истинная мощность, реактивная мощность и полная мощность для резистивной / реактивной нагрузки.

Треугольник власти

Эти три типа мощности — истинная, реактивная и полная — связаны друг с другом в тригонометрической форме. Мы называем это треугольником мощности: (рисунок ниже).

Треугольник мощности, связывающий кажущуюся мощность с реальной мощностью и реактивной мощностью.

Используя законы тригонометрии, мы можем найти длину любой стороны (количество любого типа мощности), учитывая длины двух других сторон или длину одной стороны и угол.

Обзор

  • Мощность, рассеиваемая нагрузкой, называется истинной мощностью. Истинная мощность обозначается буквой P и измеряется в ваттах (Вт).
  • Мощность, просто поглощаемая и возвращаемая нагрузкой из-за ее реактивных свойств, называется реактивной мощностью. Реактивная мощность обозначается буквой Q и измеряется в вольт-амперных реактивных единицах (ВАР).
  • Полная мощность в цепи переменного тока, как рассеиваемая, так и поглощенная / возвращаемая, называется полной мощностью.Полная мощность обозначается буквой S и измеряется в вольт-амперах (ВА).
  • Эти три типа мощности тригонометрически связаны друг с другом. В прямоугольном треугольнике P = смежная длина, Q = противоположная длина и S = ​​длина гипотенузы. Противоположный угол равен фазовому углу импеданса цепи (Z).

Определение реактивной мощности — Руководство по электрическому монтажу

Для большинства электрических нагрузок, таких как двигатели, ток I отстает от напряжения V на угол φ.

Если токи и напряжения являются идеально синусоидальными сигналами , для представления может использоваться векторная диаграмма.

На этой векторной диаграмме вектор тока можно разделить на две составляющие: одна в фазе с вектором напряжения (составляющая I a ), вторая в квадратуре (отставание на 90 градусов) с вектором напряжения (составляющая I r). ). См. Рис. L1.

I a называется активной составляющей тока.

I r называется реактивной составляющей тока.

Рис. L1 — Векторная диаграмма токов

Предыдущая диаграмма, составленная для токов, также применима к мощности путем умножения каждого тока на общее напряжение V. См. Рис. L2.

Таким образом, мы определяем:

  • Полная мощность : S = V x I (кВА)
  • Активная мощность : P = V x Ia (кВт)
  • Реактивная мощность : Q = V x Ir (квар)

Рис.{2}}

Коэффициент мощности, близкий к единице, означает, что полная мощность S минимальна. Это означает, что номинальные параметры электрического оборудования минимальны для передачи данной активной мощности P на нагрузку. Тогда реактивная мощность мала по сравнению с активной.
власть.

Низкое значение коэффициента мощности указывает на противоположное состояние.

Полезные формулы (для сбалансированных и почти сбалансированных нагрузок в 4-проводных системах):

  • Активная мощность P (в кВт)
    • Однофазный (1 фаза и нейтраль): P = V.I.cos φ
    • Однофазный (между фазами): P = U.I.cos φ
    • Трехфазный (3 провода или 3 провода + нейтраль): P = √3.U.I.cos φ
  • Реактивная мощность Q (в квар)
    • Однофазный (1 фаза и нейтраль): Q = V.I.sin φ
    • Однофазный (между фазами): Q = U.I.sin φ
    • Трехфазный (3 провода или 3 провода + нейтраль): Q = √3.U.I.sin φ
  • Полная мощность S (в кВА)
    • Однофазный (1 фаза и нейтраль): S = V.Я
    • Однофазный (между фазами): S = U.I
    • Трехфазный (3 провода или 3 провода + нейтраль): S = √3.U.I

где:

В = Напряжение между фазой и нейтралью
U = Напряжение между фазами
I = Линейный ток
φ = Фазовый угол между векторами V и I.

Пример расчета мощности (см.

рис. L3)

Рис. L3 — Пример расчета активной и реактивной мощности

Тип цепи Полная мощность S (кВА) Активная мощность P (кВт) Реактивная мощность Q (квар)
Однофазный (фаза и нейтраль) S = VI P = VI cos φ Q = VI sin φ
Однофазный (между фазами) S = UI P = UI cos φ Q = UI sin φ
Пример: нагрузка 5 кВт, cos φ = 0.5 10 кВА 5 кВт 8,7 квар
Трехфазное 3-проводное или 3-проводное + нейтраль S = 3 {\ displaystyle {\ sqrt {3}}} пользовательского интерфейса P = 3 {\ displaystyle {\ sqrt {3}}} UI cos φ Q = 3 {\ displaystyle {\ sqrt {3}}} грех пользовательского интерфейса φ
Пример Двигатель Pn = 51 кВт 65 кВА 56 кВт 33 квар
cos φ = 0,86
ρ = 0.91 (КПД двигателя)

Расчеты для трехфазного примера, приведенного выше, следующие:

Pn = поставленная мощность на валу = 51 кВт

P = потребляемая активная мощность

P = Pnρ = 510,91 = 56 кВт {\ displaystyle P = {\ frac {Pn} {\ rho}} = {\ frac {51} {0.91}} = 56 \, кВт}

S = полная мощность

S = Pcosφ = 560,86 = 65 кВА {\ displaystyle S = {\ frac {P} {cos \ varphi}} = {\ frac {56} {0.86}} = 65 \, кВА}

Таким образом, при обращении к рис. L16 или использовании карманного калькулятора значение tan φ, соответствующее cos φ, равному 0.{2}}} = 33 \, квар}

Рис. L4 — Расчетная диаграмма мощности

Активная, реактивная и полная мощность

Требуемый источник питания для электрической цепи зависит от

  • активной мощности — реальной потребляемой мощности электрического сопротивления в цепи
  • реактивной мощности — воображаемой индуктивной и емкостной мощности, потребляемой в цепи

Требуемый источник питания называется полной мощностью и представляет собой сложное значение, которое может быть выражено в виде треугольника Пифагора, как показано на рисунке ниже.

Полная мощность — S

Полная мощность — это мощность, подаваемая в электрическую цепь (обычно от поставщика энергии в сеть) для покрытия реальной и реактивной мощности, потребляемой нагрузкой.

Полная мощность может быть рассчитана как

S = (Q 2 + P 2 ) 1/2 (1)

, где

S = полное напряжение питания цепи (вольт-ампер, ВА)

Q = потребляемая реактивная мощность в нагрузке (вольт-ампер, реактивная, ВАр)

P = активная мощность, потребляемая в нагрузке (ватты, Вт)

Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) — напряжение системы переменного тока, умноженное на текущий ток.Полная мощность — это комплексное значение и векторная сумма активной и реактивной мощности, как показано на рисунке выше.

Однофазный ток

S = UI (2a)

, где

U = электрический потенциал (В)

I = ток (A)

Трехфазный ток

S = 3 1/2 UI

= 1,732 UI (2b)

Активная мощность — P

Активная — или реальная, или истинная — мощность выполняет фактическую работу в нагрузке.Активная мощность измеряется в ваттах (Вт) и представляет собой мощность, потребляемую электрическим сопротивлением.

  • Истинная мощность — это ток в фазе с напряжением, умноженный на напряжение
Однофазный ток

P = UI cos φ

= UI PF (3a)

, где

φ = фазовый угол между электрическими потенциал (напряжение) и ток

PF = cos φ

= коэффициент мощности

Трехфазный ток

P = 3 1/2 UI cos φ

= 1.732 U I PF (3b)

Постоянный ток

P = U I (3c)

Реактивная мощность — Q

Реактивная мощность — это мнимая или комплексная мощность в емкостной или индуктивной нагрузке. Реактивная мощность представляет собой обмен энергией между источником питания и реактивными нагрузками, при котором полезная мощность не увеличивается и не теряется. Чистая средняя реактивная мощность равна нулю. Реактивная мощность накапливается и разряжается асинхронными двигателями, трансформаторами, соленоидами и конденсаторами.Чистая катушка индуктивности и чистый конденсатор не потребляют никакой энергии, поскольку в течение полупериода, какая бы мощность ни принималась от источника этими компонентами, та же самая мощность возвращается к источнику.

Реактивная мощность должна быть минимизирована, поскольку она увеличивает общий ток, протекающий в электрической цепи, не создавая никакой работы для нагрузки. Повышенные реактивные токи приводят только к невосстановимым потерям мощности из-за сопротивления линии электропередачи.

Повышенная реактивная и полная мощность уменьшит коэффициент мощности — PF.

Реактивная индуктивная мощность измеряется в реактивных вольт-амперах (ВАР).

  • Реактивная мощность — это ток, не совпадающий по фазе с напряжением, умноженным на напряжение
Однофазный ток

Q = UI sin φ (4a)

, где

φ = фазовый угол

Трехфазный ток

Q = 3 1/2 UI sin φ

= 1,732 UI sin φ (4b)

Полная мощность — калькулятор — FX Solver

S2 = P2 + Q2

Описание

Коэффициент мощности системы электроснабжения переменного тока определяется как отношение реальной мощности, протекающей к нагрузке, к полной мощности в цепи.В чисто резистивной цепи переменного тока формы сигналов напряжения и тока синхронизированы (или синфазны), меняя полярность в один и тот же момент в каждом цикле. Реальная мощность — это способность схемы выполнять работу в определенное время. Кажущаяся мощность — это произведение силы тока и напряжения в цепи.
В простой цепи переменного тока, состоящей из источника и линейной нагрузки, и ток, и напряжение синусоидальны. Если нагрузка чисто резистивная, две величины меняют полярность одновременно.В любой момент произведение напряжения и тока положительное, что указывает на то, что направление потока энергии не меняется на противоположное. В этом случае передается только реальная мощность.
Если нагрузки чисто реактивные, то напряжение и ток сдвинуты по фазе на 90 градусов. Для половины каждого цикла произведение напряжения и тока положительное, но в другой половине цикла произведение отрицательное, что указывает на то, что в среднем ровно столько энергии течет к нагрузке, сколько течет обратно. Нет нетто-потока энергии за один цикл.В этом случае течет только реактивная энергия — нет чистой передачи энергии нагрузке. (Реактивная мощность не работает, поэтому она представлена ​​как мнимая ось на векторной диаграмме. Реальная мощность действительно работает, поэтому это действительная ось.)
В случае идеально синусоидальной формы сигнала P, Q и S можно выразить как векторы, образующие векторный треугольник.

Связанные формулы

Переменные

S Полная мощность (Вт)
P Активная мощность (В * А)
Q Реактивная мощность (В * А)

Категории

Внешние ссылки

Для использования этого сайта необходимо активировать Javascript.

Как измерить истинное энергопотребление (а не кажущуюся мощность) при переменном токе с помощью микроконтроллера ESP8266-12F?

Vrms × Irms = Полная мощность

Ваше уравнение здесь на самом деле является уравнением для величины вашей реальной мощности (P) или истинной мощности, как вы ее называете, а не кажущейся мощности (S).

Однако, если ваша реактивная мощность равна нулю VAR, ваше уравнение даст правильное значение. Это связано с тем, что, когда нагрузка является чисто резистивной (только активная мощность), полная и активная мощность равны.

Имейте в виду, что кажущаяся мощность — это величина, равная некоторому количеству вольт-ампер. Комплексная мощность (S) имеет то же значение, что и фазовый угол. Это тонкий нюанс, и большинство людей меняют местами кажущуюся мощность и сложную мощность, называя и то и другое кажущейся мощностью. Я постараюсь различать, чтобы вам было легче понять.

Полная мощность² = Реальная мощность² + Реактивная мощность²

(полная мощность = кв. Корень реальной мощности² + реактивная мощность²)

Комплексная мощность = активная мощность + реактивная мощность

(S∠θ = P∠θ + jQ∠θ)

Коэффициент мощности для расчета истинной мощности

Коэффициент мощности можно рассчитать, взяв косинус разности фаз между вашим напряжением и током.

Коэффициент мощности = cos (напряжение θ — ток θ)

Существуют и другие способы расчета коэффициента мощности, используя комплексную мощность, полную мощность, активную мощность и реактивную мощность.

Мне показалось, что проще всего рассчитать вашу реальную мощность, затем определить ваше полное сопротивление, чтобы получить вашу реактивную мощность, а затем рассчитать коэффициент мощности = cos (arctan (Q / P). Но если вы не можете определить свою полное сопротивление, то это означает, что вы не можете рассчитать количество фаз для комплексной или реактивной мощности.Коэффициент мощности предназначен для вычисления угла, поэтому, если у вас нет комплексной величины фазы, которая включает угол, вы не можете использовать этот маршрут. При работе с питанием действительно важно попытаться работать в векторной области, а не во временной области.

Истинная мощность (Vrms × Irms × Коэффициент мощности = True Power)

Ваше уравнение здесь показывает, что вы рассчитываете:

Истинная мощность = Истинная мощность * Коэффициент мощности

Переставляя термины, вы говорите, что ваш коэффициент мощности равен 1.Это может быть правдой, но я не думаю, что это то, что вы пытаетесь вычислить.

Что такое коэффициент мощности? | Как рассчитать формулу коэффициента мощности

Как понять коэффициент мощности

Пиво — это активная мощность (кВт) — полезная мощность, или жидкое пиво, — это энергия, выполняющая работу. Это то, что вам нужно.

Пена — это реактивная мощность (кВАр) — пена — это потраченная впустую или потерянная мощность. Это производимая энергия, которая не выполняет никакой работы, например, производство тепла или вибрации.

Кружка — кажущаяся мощность (кВА) — кружка — это потребляемая мощность или мощность, отдаваемая коммунальным предприятием.

Если бы схема была эффективна на 100%, потребляемая мощность была бы равна доступной мощности. Когда спрос превышает имеющуюся мощность, на энергосистему оказывается нагрузка. Многие коммунальные предприятия добавляют плату за спрос к счетам крупных потребителей, чтобы компенсировать разницу между спросом и предложением (когда предложение ниже спроса). Для большинства коммунальных предприятий спрос рассчитывается на основе средней нагрузки, размещенной в течение 15–30 минут.Если требования к нагрузке нерегулярны, коммунальное предприятие должно иметь больше резервной мощности, чем если бы требования к нагрузке оставались постоянными.

Пик спроса — это период наибольшего спроса. Перед коммунальными предприятиями стоит задача предоставить мощность, чтобы справиться с пиковыми потребностями каждого клиента. Использование электроэнергии в тот момент, когда она пользуется наибольшим спросом, может нарушить общее предложение, если не будет достаточно резервов. Таким образом, коммунальные услуги выставляют счет за пиковый спрос. Для некоторых более крупных клиентов коммунальные предприятия могут даже взять самый большой пик и применить его в течение всего расчетного периода.

Коммунальные предприятия применяют надбавки к компаниям с более низким коэффициентом мощности. Издержки более низкой эффективности могут быть огромными — сродни вождению автомобиля, потребляющего много бензина. Чем ниже коэффициент мощности, тем менее эффективна схема и тем выше общие эксплуатационные расходы. Чем выше эксплуатационные расходы, тем выше вероятность того, что коммунальные предприятия накажут клиента за чрезмерную загрузку. В большинстве цепей переменного тока коэффициент мощности никогда не бывает равным единице, потому что на линиях электропередачи всегда присутствует некоторое сопротивление (помехи).

Как рассчитать коэффициент мощности

Для расчета коэффициента мощности вам понадобится анализатор качества электроэнергии или анализатор мощности, который измеряет как рабочую мощность (кВт), так и полную мощность (кВА), а также рассчитывает соотношение кВт / кВА.

Формула коэффициента мощности может быть выражена другими способами:

PF = (Истинная мощность) / (Полная мощность)

OR

PF = W / VA

Где ватты измеряют полезную мощность, а VA измеряют потребляемую мощность. Отношение этих двух значений по существу представляет собой полезную мощность к подаваемой мощности, или:

Как показывает эта диаграмма, коэффициент мощности сравнивает реальную потребляемую мощность с полной мощностью или потребляемой нагрузкой.Мощность, доступная для выполнения работы, называется реальной мощностью. Вы можете избежать штрафов за коэффициент мощности, корректируя коэффициент мощности.

Низкий коэффициент мощности означает, что вы используете электроэнергию неэффективно. Это имеет значение для компаний, поскольку может привести к:

  • Тепловому повреждению изоляции и других компонентов схемы
  • Уменьшению доступной полезной мощности
  • Требуемое увеличение размеров проводов и оборудования

Наконец, коэффициент мощности увеличивает общая стоимость системы распределения энергии, потому что более низкий коэффициент мощности требует более высокого тока для питания нагрузок.

Связанные ресурсы

Истинная мощность, кажущаяся мощность и коэффициент мощности

В AMETEK Programmable Power мы стремимся помочь вам выбрать лучший источник питания переменного тока для вашей тестовой системы, даже если вы в настоящее время не являетесь экспертом в области переменного тока власть. Первое, что вам нужно знать, — это термины, используемые энергетиками переменного тока. Ниже вы найдете определения трех основных терминов, касающихся мощности переменного тока, которые вам необходимо знать: истинная мощность, полная мощность и коэффициент мощности.

  1. True Power.Нас всех учат, что мощность, потребляемая нагрузкой, равна напряжению на нагрузке, умноженному на ток, протекающий через нагрузку. Хотя это, безусловно, верно для нагрузок постоянного тока, ситуация немного сложнее для реактивных нагрузок. Чтобы рассчитать истинную мощность, потребляемую нагрузкой, необходимо принять во внимание несинусоидальные формы сигнала, которые могут присутствовать, а также углы опережения или запаздывания тока, вызванные реактивными элементами в нагрузке. Истинная мощность, потребляемая нагрузкой, будет меньше, чем простое произведение напряжения на нагрузке и тока через нагрузку в результате этих факторов.
  2. Полная мощность (или вольт-амперы). Когда реактивная нагрузка подключена к источнику переменного тока, кажется, что она потребляет больше энергии, чем на самом деле, отсюда и термин «полная мощность». Причина, по которой реактивная нагрузка, по-видимому, потребляет больше энергии, чем на самом деле, заключается в том, что реактивная нагрузка фактически возвращает часть мощности обратно источнику. По этой причине мы измеряем полную мощность не в ваттах, а в вольтах. Вольт-амперы, или ВА, являются произведением истинного среднеквадратичного значения тока, умноженного на истинное среднеквадратичное значение напряжения.
    Знание вольт-ампер очень важно при выборе источников питания переменного тока и проектировании проводки и защиты цепи испытательной системы, в которой используется источник питания переменного тока.