Inný a jalový výkon v TOE: Pomozte mi vyřešit / pochopit (F)

Elektrické instalace se střídavým proudem, mezi které patří elektrické přijímače, jako jsou transformátory, elektromotory, elektrické svářečky, výkonová elektronika atd., a zejména přijímače, u kterých dochází k fázovému posunu mezi proudem a napětím, spotřebovávají elektrickou energii, která se nazývá „zdánlivá energie“ (E app). Tato energie se obvykle měří v kilovolt-ampérhodinách (kVAh). Odpovídá zdánlivému výkonu S (kVA). Tuto energii lze vyjádřit ve formě dvou složek:

• Činná energie (Ea): měřeno v kilowatthodinách (kWh). Přijímače ji přeměňují na mechanickou práci a teplo. Činná energie odpovídá činnému výkonu P (kW).
• Reaktivní energie (Er): měřeno v kilovarhodinách (kvarh). Vynakládá se na vytváření magnetických polí ve vinutích elektromotorů a transformátorů, která jsou nezbytná pro provoz těchto zařízení. Reaktivní energie odpovídá jalovému výkonu Q (kvar). Na rozdíl od činné energie je reaktivní energie pro spotřebitele „zbytečná“.

Účiník

Podle definice se účiník (nebo cos ϕ) elektrického zařízení rovná poměru činného výkonu P (kW) k zdánlivému výkonu S (kVA) a nabývá hodnot od 0 do 1. Účiník lze tedy použít k posouzení množství jalové energie spotřebované elektrickými zařízeními.

Pokud účiník rovná 1, pak je jalová energie spotřebovaná zařízením nulová (čistá aktivní zátěž).
Pokud účiník méně než 1, pak jalová energie spotřebovaná zařízením není rovna nule a čím nižší je koeficient, tím větší je spotřebovaná jalová energie.

Dobrý účiník umožňuje optimalizovat provoz elektrické instalace a poskytuje následující výhody:

• bezplatný příjem reaktivní energie spotřebitelem;
• snížení množství spotřebované energie v kVA;
• snížení aktivních ztrát v kabelech v důsledku snížení proudu spotřebovaného elektrickou instalací;
• zvýšení stability napětí pro spotřebitele;
• snížení energetických ztrát ve výkonovém transformátoru, k jehož sekundárnímu vinutí je připojeno kompenzační zařízení.

Instalace kondenzátorů nebo kondenzátorových jednotek

Účiník elektrické instalace lze zvýšit instalací dalšího zdroje reaktivní energie do obvodu, který kompenzuje jalovou energii hlavní zátěže. Jako zdroje reaktivní energie mohou sloužit různá zařízení, ale nejběžnější jsou fázové kompenzátory a paralelní kondenzátory (zapojené paralelně) nebo sériově zapojené kondenzátory v přenosových vedeních.
Kondenzátory se nejčastěji používají, protože:

• nespotřebovávají aktivní energii;
• mají nízké náklady;
• snadné ovládání;
• mají dlouhou životnost (přibližně 20 let);
• nevyžadují téměř žádnou údržbu (díky absenci pohyblivých částí).

Systémy kompenzace jalového výkonu

Systémy kompenzace jalového výkonu se dělí na kondenzátorové jednotky s konstantní kapacitou a kondenzátorové jednotky s automatickou regulací.

Podle typů kapacitních kondenzátorů, v závislosti na specifickém harmonickém koeficientu, lze vybrat jeden z pěti typů:

• standardní typ;
• typ H;
• Standardní třída typu SAH;
• Třída vyztužení typu SAHR;
• typ FH (harmonické filtry).

Zlepšení kvality elektrické energie je důležitým úkolem pro globální ekonomiku. V elektrických sítích existuje velké množství elektrických jevů, které mají negativní dopad na fungování sítí. Tyto jevy jsou charakterizovány různými parametry, které lze měřit. Pro analýzu negativních jevů v elektrických sítích je nutné průběžně měřit a kontrolovat všechny hlavní elektrické parametry v souladu s normami EN 50160, IEC 61000-4-7, EN 61000-4-30, (GOST 13109-97).

Naše laboratoř vám pomůže najít odpovědi na následující důležité otázky:
• Co způsobuje tento elektrický jev?
• Kdo je zodpovědný za tento problém v elektrické síti?
• Jak tento problém vyřešit?

Naposledy upravil specialista 20.09.2018, 01:32, celkem upraveno 1krát.

Při výrobě jednoho zařízení jsem se začal zajímat o výkon, který by se dal měřit.
Po nahlédnutí do Bessonov L.A. TOE 1964.
Existují skvělé vzorce:
— činný výkon
– plný výkon
— jalový výkon
Vím, co je jalový výkon v případě sinusových proudů a napětí. Zajímal mě však integrální výraz pro jalový výkon a chtěl jsem si ho vyhledat. Zpočátku jsem si myslel, že by bylo skvělé vzít si ho. , zdá se mi však, že v tomto případě se znaménko výrazu závislého na fázi ztrácí. Proto jsem se vydal druhou cestou a domníval jsem se, že funkce и , musí být ortogonální a z odpovídajícího integrálu vyjádřit , ale ani tady se mi to nepodařilo. Pak jsem se vydal třetí cestou a zároveň jsem chtěl pochopit, co je to jalová energie. U Bessonova, v odstavci 101 na straně 140, je uveden příklad s vysvětlením, odkud a kam jalový výkon proudí, a to na příkladu indukčnosti a kapacity. Obecný plán pro jeho odvození je přibližně následující (možná jsem to správně nepochopil):
1. Je zapsán výraz pro okamžitou energii uzavřeného systému.
2. Výraz je rozdělen na složky, které jsou funkčně časově závislé a časově nezávislé.
3. Po určitou dobu se oddělené energetické výrazy zprůměrují (stále nechápu, proč autor vzal z na )
4. A průměrný výraz funkčně časově závislé složky energie – jak tomu rozumím, je „reaktivní“ energie a druhá část je „aktivní“ energie
5. Abyste získali jalový výkon, musíte jalovou energii rozlišit.
Podle tohoto plánu jsem si zapsal:
1. — okamžitá energie uzavřeného systému
2. — rozdělený
3. — průměr
4. domnívat se, že „činná energie“ z činného výkonu nezávisí na čase (i když jak je to možné) a je vyjádřena vzorcem: , dosadíme jej do výrazu č. 3 a získáme výraz pro průměrnou „jalovou energii“: A pak jsem si uvědomil, že je to nesmysl.
Prosím, řekněte mi, jak získat integrální výraz pro jalový výkon, když znám proudy a napětí, ale nevypočítám fázový rozdíl mezi nimi (a aby se neztratilo znaménko fáze). Také by bylo dobré pochopit, co je reaktivní a činná složka energie. Ukažte prosím správnou knihu.
Re: Činný a jalový výkon v TOE
20.09.2018, 08: 06

Naposledy upravil realeugene 20.09.2018, 08:08, celkem upraveno 1krát.

specialista ve zprávě č. 1340211 napsal:
V Bessonově odstavci 101 na straně 140

Ve vydání z roku 1996, jehož sken mám, je pojem jalového výkonu definován přirozeným způsobem pro sinusové proudy. Jinou definici nemohu rychle najít. V tomto vydání jsou i odstavce číslovány jinak než ve vašem vydání ze 60. let.

Re: Činný a jalový výkon v TOE
20.09.2018, 08: 44
Dám ti odkaz https://www.twirpx.com/file/368050/
Re: Činný a jalový výkon v TOE
20.09.2018, 09: 11
specialista ve zprávě č. 1340229 napsal:
Dám ti odkaz https://www.twirpx.com/file/368050/
Pro odkaz je nutná registrace.
Re: Činný a jalový výkon v TOE
20.09.2018, 09: 17

Je to zde http://libgen.io/book/index.php?md5=D7F . 22C612CE6D (djvu)
Re: Činný a jalový výkon v TOE
20.09.2018, 09: 18
Re: Činný a jalový výkon v TOE
20.09.2018, 09: 42

IMHO špinavé.
Pojmy „činný“, „jalový“ a „plný“ výkon se netýkají fyziky, ale elektrotechniky. V tom smyslu, že se jedná o zjednodušení pro důležitý, ale prakticky velmi důležitý případ – sinusový proud o známé frekvenci.
Z fyzikálního hlediska je výkon práce za jednotku času. To znamená, že „činný výkon“ je z fyzikálního hlediska „výkon“ a žádný jiný výkon neexistuje. „Jalový výkon“ neprodukuje práci a není ani výkonem (ve skutečnosti, abychom to zdůraznili, měří se v jednotkách jiné dimenze, voltampérech neboli VAR). Charakterizuje tok energie mezi zdrojem a přijímačem, v průměru nulový, ale se směrem toku měnícím se s frekvencí sítě. Jeho zohlednění je důležité, protože v vodičích, kterými dochází k toku, je aktivní odpor, a proto dochází ke ztrátám. Stejně tak „celkový výkon“ není výkon, ale hodnota získaná vynásobením dvou snadno měřitelných hodnot – napětí a proudu – a součin má dimenzi výkonu a je správné jej nazývat „výkon“ s přídavným jménem „celkový“, protože u některých zátěží, čistě ohmických, skutečně dostaneme výkon a u jiných bude hlavní částí tohoto součinu výkon, „činný výkon“.
Z tohoto důvodu dává první uvedený integrál smysl a druhý je jen přeformulováním „zdánlivý výkon je součinem proudu a napětí“.
Pro tento důležitý speciální případ je snadné vyjádřit „jalový výkon“ vynásobením tohoto součinu sinusem fázového posunu. V obecném případě neexistuje jednoduchý výraz, protože nesinusový signál nelze charakterizovat jedinou hodnotou fázového posunu.
Pojmy „plný“, „činný“ a „jalový“ výkon jsou zavedeny jednoduše pro zjednodušení práce elektrotechniků, ve fyzikálním smyslu existuje pouze jeden výkon, „činný“. Samozřejmě je možné studovat tok energie tam a zpět, ale pokud úkolem není usnadnit elektrikáři pochopení, nemá cenu nazývat množství průtoku za jednotku času „výkonem“, i když k tomu přidáte „jalový“.