АКТИВНАЯ, РЕАКТИВНАЯ И ПОЛНАЯ МОЩНОСТИ

При выборе трансформаторов, сечения кабелей, выключающей аппаратуры и т. п. необходимо знать, на какой ток они должны быть рассчитаны. Для этого недостаточно, если известны только напряжение и активная мощность Р, следует еще определить cosj нагрузки. При наличии нескольких приемников энергии с различным cosj эти расчеты существенно усложняются. Для облегчения подобных расчетов введены две вспомогательные величины: полная S = U I и реактивная Q = U I sinj = U I мощности.

Соотношения между ними и активной мощностью наглядно показывает треугольник мощностей. Чтобы построить его, можно взять треугольник напряжений и все стороны его умножить на ток I (рис. 2.11). Полученный таким путем треугольник мощностей будет подобен треугольнику напряжений. Его гипотенуза будет изображать полную мощность S, а катеты — активную Р и реактивную Q мощности. Соотношения между ними

(2.1)

На щитках генераторов и трансформаторов указывается пол мощность. Изоляция генераторов и трансформаторов рассчитывается определенное номинальное напряжение, а сечение проводов обмоток — определенный номинальный ток. Тем самым отдельно ограничивай напряжение и ток, причем эти ограничения не зависят от сдвига фаз j между напряжением и током. Таким образом, произведение действующих значений напряжения и тока определяет полную номинальную мощность Sн генератора, трансформатора и других устройств переменного тока, Как показано выше, активная мощность Р = S_H cos j. Следовательно, значение допустимой активной мощности при неизменной полной мощности уменьшается с уменьшением cos j.

Рис.2.11 Построение треугольника мощностей: а- треугольник напряжений, б - треугольник мощностей

Единицей полной мощности служит вольт-ампер (ВА) и киловольт-ампер (кВА). Это изменение наименования упрощает указания мощности в каталогах, расчетах и т. п.: достаточно написать, например, 500 кВА, чтобы тем самым показать, что рассматривается полная, а не активная мощность.

Понятие реактивной мощности Q используется для расчета полной мощности установки, например, при определении мощности трансформатора, необходимого для промышленного предприятия. Различные приемники электроэнергии потребляют как активную, так и реактивную мощности. Полная мощность, на которую должен быть установлен трансформатор, определяется на основании суммы активных мощностей всех приемников SP и суммы их реактивных мощностей SQ по формуле:

(2.2)

Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (ВАр) и киловольт-амперах реактивных (кВАр).

Условно принято считать реактивную емкостную мощность отрицательной, в соответствии с чем конденсаторы нужно считать генераторами реактивной мощности Qc, а индуктивные приемники Q_L — ее потребителями. При наличии среди приемников конденсаторов и индуктивных катушек общая полная мощность установки

(2.3)

Посредством емкостной реактивной мощности, компенсирующей индуктивную мощность электродвигателей, повышается cos j промышленных предприятий.