2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Реактивная мощность
Сообщение26.04.2011, 22:48 


10/01/11
48
Тверь
До сих пор на вопрос о природе реактивной мощности и ее физическом смысле не существует единого мнения. Даже известный академик Валентин Андреевич Веников на одной из научных конференций признал то что никакого единого мнения по этому вопросу нет. С тех пор мало что изменилось. Не смея надеятся что в этой теме произойдут великие открытия все же предлагаю всем интересующимся излагать свое видение данного явления или написать каким подходом они пользуются при определении этого понятия.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение27.04.2011, 05:45 
Аватара пользователя


27/01/09
814
Уфа
Чем вас не устраивают определения в ТОЭ?

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение27.04.2011, 12:03 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


11/03/08
9490
Москва
Судя по тому, что Вы представляете В.А.Веникова в качестве "академика" - Вы не слишком основательно ознакомились с вопросом, он доктор наук и лауреат Ленинской и Государственной премий, но не академик АН (и, умерши в 1988, не успел стать академиком чего-то ещё). Исключить возможность того, что именно электротехническую часть Вы поняли глубоко, а титулом пренебрегли, яко несущественным - не могу, но в этом случае хотелось бы узнать, что именно Вам представляется неясным и требующим разъяснения. Однако более вероятным лично мне представляется, что Вы пересказываете небрежный научпоп, причём журналист звание перепутал, а с физической частью и вовсе не пожелал разобраться, довольствовавшись заклинанием "науке здесь неизвестно".

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение27.04.2011, 13:18 
Аватара пользователя


27/01/09
814
Уфа
Добавлю масла в огонь: в электронике до сих пор не существует единого мнения, что такое электрон :).

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение27.04.2011, 13:34 
Аватара пользователя


23/11/09
1607
Имхо. Коротко.
Полная мощность - в четырёхмерии, активная - проекция её 4-вектора на 3-пространство, в котором реактивная - просто потери.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение02.05.2011, 15:53 


10/01/11
48
Тверь

(Оффтоп)

Извиняюсь что отсутствовал так долго. Проблемы с интернетом были.

Цитата:
Чем вас не устраивают определения в ТОЭ?

Я и не говорил что не устраивает. Устраивает. Интересно глубже копнуть. И к тому же, о какой школе ТОЭ вы говорите? О ленинградской (учебники Демирчяна) или московской (Ионкин)? В этих учебниках реактивная мощность преподносится и объясняется по-разному. Есть еще учебник Бессонова по которому я учился, там тоже довольно-таки размыто описано явление реактивной мощности.
Цитата:
Исключить возможность того, что именно электротехническую часть Вы поняли глубоко, а титулом пренебрегли, яко несущественным - не могу, но в этом случае хотелось бы узнать, что именно Вам представляется неясным и требующим разъяснения

Неясным и требующим разъяснения является понятие реактивной мощности. То что она расходуется на создание магнитного поля, а создается батареей конденсаторов это понятно. Не понятно что эта мощность и себя представляет. Говоря об активной мощности, например, я представляю себе движение электронов проводника в кристаллической решетке, которые ощущают на себе сопротивление этой решетки, электроны соударяются, их кинетическая энергия растет, мы ощущаем тепло от ТЭНа или свет лампы накаливания. Тут понятно. Как быть с реактивной мощностью?
Цитата:
Однако более вероятным лично мне представляется, что Вы пересказываете небрежный научпоп, причём журналист звание перепутал, а с физической частью и вовсе не пожелал разобраться, довольствовавшись заклинанием "науке здесь неизвестно".

Подскажете где найти такой научпоп? Но только конечно чтоб не небрежный. :-) Очень интересует все что связано с электрическими явлениями.
Цитата:
Добавлю масла в огонь: в электронике до сих пор не существует единого мнения, что такое электрон

Я бы хотел сказать что мой вопрос скорее из области электроэнергетики. Поэтому я думаю не стоит обращаться к электронике. Вот к теоретической физике пожалуй можно.
Цитата:
Имхо. Коротко. Полная мощность - в четырёхмерии, активная - проекция её 4-вектора на 3-пространство, в котором реактивная - просто потери.

А если не коротко или ссылочку дайте или авторов? :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение02.05.2011, 22:58 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
HuanCarlos в сообщении #440925 писал(а):
Неясным и требующим разъяснения является понятие реактивной мощности. То что она расходуется на создание магнитного поля, а создается батареей конденсаторов это понятно. Не понятно что эта мощность и себя представляет. Говоря об активной мощности, например, я представляю себе движение электронов проводника в кристаллической решетке, которые ощущают на себе сопротивление этой решетки, электроны соударяются, их кинетическая энергия растет, мы ощущаем тепло от ТЭНа или свет лампы накаливания. Тут понятно. Как быть с реактивной мощностью?
Чтобы понять, что такое мощность прежде требуется разобраться с сопротивлениями.
С понятием активного сопротивления, мне кажется, у Вас проблем нет. Добавлю только, что активная мощность может тратиться не только на нагревание проводников, но и на создание механической мощности в электродвигателях.
Особенность активного сопротивления в цепях переменного тока заключается в том, что напряжение и ток в такой цепи совпадают по фазе. Это означает, что и напряжение, и ток изменяются одинаковым образом — одновременно проходят через нуль, и одновременно достигают максимума или минимума. На графике мы получим совпадение синусоид напряжения и тока. Если изображать векторно, то вращающиеся векторы напряжения и тока тоже будут совпадать по своим мгновенным значениям направления. Если мы перемножим напряжение и ток в цепи, то получим активную мощность.
Если же мы включим индуктивность в электрическую цепь, то характер сопротивления цепи электрическому току изменится. В индуктивности возникнет переменное магнитное поле, которое само будет наводить в индуктивности противоэдс по правилу Ленца. (Если включить индуктивность в цепь постоянного тока, то в начальный момент ток будет практически равен нулю и лишь с течением времени возрастет до максимального значения, определяемого активным сопротивлением цепи). Если мы подключим к цепи двулучевой осциллограф (правильней его называть осциллоскоп), то увидим, что синусоида тока отстает от синусоиды напряжения на четверть периода (на 90°).
Угол сдвига фазы тока от фазы напряжения обозначают как $\varphi$.
Если же мы включим емкость в электрическую цепь, то характер сопротивления цепи будет иной. В емкости будет создаваться переменное электрическое поле (своего рода тоже противоэдс). Но ток в цепи будет не отставать по фазе от напряжения а опережать на четверть периода (на 90°). (Если включить емкость в цепь постоянного тока, то в начальный момент ток будет максимальным, определяемым активным сопротивлением цепи, и с течением времени уменьшится до нуля).
Если мы включим в цепь переменного тока активную и индуктивную нагрузку, то индуктивный ток и активный ток будут протекать по цепи одновременно, при этом суммируясь векторно.
Сказанное поясняется рисунком.
Изображение
На рисунке изображен треугольник мощностей (сопротивлений, токов).
Векторы треугольника изображают векторы токов в цепи. Вектор активного тока совпадает по направлению с вектором напряжения в цепи. Вектор реактивного тока им перпендикулярен. Геометрическая сумма токов составляет полный ток. Именно этот ток измеряет амперметр. В данном случае полный ток отстает от напряжения на угол $\varphi$.
Знаменитый $cos$$\varphi$, иначе называемый «коэффициентом мощности» показывает долю активной мощности в полной мощности.
Если в цепь добавить емкость, то емкостная реактивная мощность будет компенсировать индуктивную реактивную мощность, и полная мощность генераторов (и трансформаторов) будет использоваться лучше, т.к. реактивная мощность ни потребителям, ни производителям не нужна.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение02.05.2011, 23:57 
Аватара пользователя


23/11/09
1607
HuanCarlos в сообщении #438965 писал(а):
...предлагаю всем интересующимся излагать свое видение данного явления
Изложил:
Gravist в сообщении #439126 писал(а):
Имхо. Коротко.
HuanCarlos в сообщении #440925 писал(а):
...ссылочку дайте или авторов
Начните с Еinstein А._К эл.динамике движущихся тел. 1905г., перейдите к Л-Л... Далее круг чтения расширится сам собой.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение03.05.2011, 10:28 


10/01/11
48
Тверь
Цитата:
Добавлю только, что активная мощность может тратиться не только на нагревание проводников, но и на создание механической мощности в электродвигателях.

Поясните, пожалуйста каким образом. Я знаю у асинхронных двигателей вращающий момент появляется вроде как из-за взаимодействия магнитных полей, возникающих в обмотке ротора и вращающегося поля в обмотках статора. Зачем здесь активная мощность?
Цитата:
Если в цепь добавить емкость, то емкостная реактивная мощность будет компенсировать индуктивную реактивную мощность, и полная мощность генераторов (и трансформаторов) будет использоваться лучше, т.к. реактивная мощность ни потребителям, ни производителям не нужна.

Тут я бы с вами поспорил. Все-таки реактивная мощность нужны все тем же асинхронным двигателям, трансформаторам для создания магнитного поля. Компенсация предназначена для того чтобы не гнать реактивную мощность из энергосистемы до потребителя, из-за чего увеличатся потери активной мощности, а вырабатывать ее прямо у потребителя либо на шинах 0,4 кВ, либо на ТП. Производителям реактивная мощность в принципе ни к чему, только вот синхронные турбогенераторы и гидрогенераторы не могут вырабатывать чисто активную мощность. И вряд ли можно говорить о том что полная мощность будет использоваться лучше если использовать компенсацию. Все-таки существует номинальный косинус фи, который вряд ли целесообразно повышать. Все что вы описали есть в том же учебнике Бессонова, и вполне годится для инженерных расчетов. Однако, повторюсь хочется копнуть глубже. Большое спасибо за ваш пост на который вы потратили какое-то время и отдельное спасибо за иллюстрацию.
Цитата:
...предлагаю всем интересующимся излагать свое видение данного явления
Изложил:

Премного благодарен. Для этого и создавал тему. :-) За ссылочку отдельное спасибо!

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение04.05.2011, 18:08 
Аватара пользователя


27/01/09
814
Уфа
HuanCarlos в сообщении #440925 писал(а):
И к тому же, о какой школе ТОЭ вы говорите?
ТОЭ одно и то же везде, только вот знаете вы ТОЭ поверхностно, так что глубже надо именно учебники изучать, там всё написано. Например, возьмём конденсатор под переменным напряжением, ток во внешней цепи относительно конденсатора протекает, а конденсатор не нагревается, т.е. тратится не активная мощность, а реактивная на переходные процессы в конденсаторе как "ёмкости" с зарядами.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение04.05.2011, 22:21 


10/01/11
48
Тверь
Цитата:
ТОЭ одно и то же везде

Оно может быть и так, но, что касается вопроса реактивной мощности, то у вышеназванных авторов учебников данное явление объясняется по-разному. Так думаю не только я, но и мой преподаватель по электроснабжению и системам электроснабжения с которым я уже общался на эту тему.
Цитата:
только вот знаете вы ТОЭ поверхностно

Я считаю, что не справедливо судить о моих знаниях в теоретической электротехнике лишь по нескольким моим постам.
Цитата:
так что глубже надо именно учебники изучать, там всё написано

А вот и не все там написано касательно вопроса реактивной мощности. Или же надо искать узконаправленную литературу по этому вопросу, чем я и занимаюсь в этой теме, а заодно узнаю мнения интересующихся.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение04.05.2011, 23:50 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
HuanCarlos в сообщении #441198 писал(а):
Поясните, пожалуйста каким образом. Я знаю у асинхронных двигателей вращающий момент появляется вроде как из-за взаимодействия магнитных полей, возникающих в обмотке ротора и вращающегося поля в обмотках статора. Зачем здесь активная мощность?
Электродвигатель подобен трансформатору. В заторможенном состоянии (механическая нагрузка на валу) ток во вторичной обмотке (в роторе) увеличивается. Это увеличение тока не связано с изменением индуктивности машины, поэтому индуктивная (реактивная) составляющая тока не меняется, растет только активная составляющая тока, совпадающая по фазе с напряжением.
Цитата:
Производителям реактивная мощность в принципе ни к чему, только вот синхронные турбогенераторы и гидрогенераторы не могут вырабатывать чисто активную мощность.
Генераторы могут вырабатывать чисто активную мощность! Если нагрузка у них чисто активная.
Полная цепь при этом сотоит из внешнего участка цепи с чисто активным сопротивлением и внутреннего участка цепи с индуктивным сопротивлением.
ЭДС генератора будет состоять из геометрической суммы двух падений напряжений — на индуктивном внутреннем сопротивлении, и на активном внешнем сопротивлении. На внешнем участке вектор напряжения будет совпадать с вектором тока, а на внутреннем участке будет опережать вектор тока на 90°. Таким образом, полная мощность генератора будет состоять из чисто активной мощности, отдаваемой на внешнюю нагрузку, и реактивной мощности, потребляемой самим генератором.
Цитата:
И вряд ли можно говорить о том что полная мощность будет использоваться лучше если использовать компенсацию. Все-таки существует номинальный косинус фи, который вряд ли целесообразно повышать.
Идеально — косинус фи равен единице.
Реально энергосистема старается (по крайней мере раньше, когда системы автоматического регулирования были менее совершенны) держать косинус в индуктивном квадранте немного меньше единицы (с запасом на случайные изменения). Это связано с тем, что генераторы в емкостном квадранте греются сильнее, т.к. напряжение сети при этом повышается (типа - резонанса напряжений). В настоящее время правилами допускается работать в обоих квадрантах а также с косинусом равным единице.

ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
http://almih.narod.ru/lib-en/pteessrf-htm/5-1.htm
Цитата:
5.1.29. Длительная работа генераторов с коэффициентом мощности ниже номинального и в режиме синхронного компенсатора с перевозбуждением (в индуктивном квадрате) разрешается при токе возбуждения не выше длительно допустимого при данных параметрах охлаждающих сред.
Допустимая реактивная нагрузка генераторов в режиме синхронного компенсатора и синхронных компенсаторов с недовозбуждением (в емкостном квадранте) должна бьпь установлена на основании заводских инструкций или нормативно-технических документов, а при их отсутствии на основании результатов специальных тепловых испытаний.
5.1.30. Разрешается длительная работа генераторов с косвенным охлаждением обмоток при повышении коэффициента мощности от номинального до единицы с сохранением номинального значения полной мощности.

Chifu в сообщении #441721 писал(а):
а конденсатор не нагревается
В реальности конденсаторы нагреваются. Иногда их даже пучит, и они взрываются.
А еще интересно, что статконденсаторы иногда «поют». Находясь на подстанции иногда слышишь звук запускаемого электродвигателя, хотя никаких двигателей тут нет. Оказывается звук (во время запуска мощного двигателя где-то у отдаленного потребителя) идет от конденсаторов. Значит конденсаторы, вдобавок, не пропускают гармоники в сеть.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение05.05.2011, 00:04 
Аватара пользователя


23/11/09
1607
ТОЭ, хоть Неймана, хоть Ионкина, хоть Бессонова - всё же только учебник по прикладной технической дисциплине, и, действительно,
HuanCarlos в сообщении #442068 писал(а):
...не все там написано касательно вопроса реактивной мощности. Или же надо искать узконаправленную литературу
Вот на кафедрах ТОЭ в серьёзных ВУЗах, где ведутся научные исследования в рамках теор.физики, можно узнать больше.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение05.05.2011, 06:52 
Аватара пользователя


27/01/09
814
Уфа
Ponchik в сообщении #442100 писал(а):
Chifu в сообщении #441721 писал(а):
а конденсатор не нагревается
В реальности конденсаторы нагреваются. Иногда их даже пучит, и они взрываются.
Я имел в виду, как в школе, идеализацию конденсатора, даже в идеализированном конденсаторе присутствует активное сопротивление и индуктивность проводников, токи утечки. Имеется ввиду, что на конденсаторе падает напряжение (низкой частоты), но он не греется как такое же активное сопротивление. В рабочем режиме конденсатор не должен нагреваться, если его пучит, то это уже не конденсатор. Есть коденсаторы, в которых звукоизлучение является их назначением :).
Gravist в сообщении #442105 писал(а):
ТОЭ, хоть Неймана, хоть Ионкина, хоть Бессонова - всё же только учебник по прикладной технической дисциплине, и, действительно,
HuanCarlos в сообщении #442068 писал(а):
...не все там написано касательно вопроса реактивной мощности. Или же надо искать узконаправленную литературу
Вот на кафедрах ТОЭ в серьёзных ВУЗах, где ведутся научные исследования в рамках теор.физики, можно узнать больше.
Есть такое понятие как эквивалентная схема, само собой эквивалентную схему нагрузки потребителя извлекают из физики процессов в конкретной нагрузке, в ТОЭ же работают с эквивалентной схемой, абстрагируясь от физики протекающих процессов в нагрузке, например с помощью понятия реактивной мощности. В ТОЭ есть условия передачи в нагрузку максимальной активной мощности, и это правило для всех нагрузок, независимо от их конкретной физики.
Если же человеку ближе нагрузка, то ему естественно надо разбираться в конкретных физических процессах происходящих в своей нагрузке, хотя бы чтобы составить адекватную эквивалентную схему нагрузки, но не в задаче ТОЭ объяснять физику процессов во всех возможных нагрузках потребителей.

 Профиль  
                  
 
 Re: Реактивная мощность
Сообщение14.05.2015, 18:56 
Аватара пользователя


14/02/12

841
Лорд Амбера
Ponchik в сообщении #442100 писал(а):
HuanCarlos в сообщении #441198 писал(а):
В настоящее время правилами допускается работать в обоих квадрантах а также с косинусом равным единице.

Может причина этой либеральности в том, что крупным потребителям стали разрешать перекомпенсацию своей индуктивной нагрузки, и тем самым компенсировать недостаточную компенсацию прочих (назовем их условно недобросовестными) мелких потребителей. А мелких потребителей стало много по понятным причинам, и владельцу каждого киоска или уличного кафе не объяснишь, когда и зачем надо включать батарею конденсаторов, и зачем вообще на нее тратиться.
Хотя идея компенсации реактивной мощности уже вошла в массы - продаются жульнические агрегаты, размером с пачку сигарет, вставляемые в розетку, с обещанием понизить потребляемую мощность (а соответственно и оплату) на 50%. Прилагаются акты экспертизы агрегатов, при внимательном чтении которых выясняется, что мощность действительно снижается, только полная. В то время как бытовые счетчики учитывают только активную. В этих агрегатах конденсатор может быть, а может и нет. Главное, что есть сигнальный светодиод и схема его питания.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Модераторы: photon, profrotter, Парджеттер, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group