Электрическия система виробляє повну енергію, яка ділиться на корисну, або активну і залишкову під назвою реактивна енергія. Про те, що це таке і як ведеться її облік, розповість стаття.

Залишкова енергія: що це таке?

Усі електричні машини представлені реактивними і активними елементами. Саме вони і споживають електричну енергію. До них відносять реактивні з'єднання кабелів, конденсаторні та трансформаторні обмотки. У процесі перебігу змінного струму на цих опорах індексуються реактивні електрорушійні сили, які створюють реактивний струм. В установках і приладах, що створюють перемінний струм, що використовується реактивна енергія в електромережі, яка створює магнітне поле електричного поля.

Вплив індуктивного опору на створення магнітного поля

Всі прилади, що живляться від електромережі, мають індуктивний опір. Саме завдяки йому знаки струму і напруги протилежні. Наприклад, напруга має негативний знак, а струм - позитивний, або навпаки.


В цей час електроенергія, створювана в індуктивному елементі про запас, коливальними рухами виходить з мережі за рахунок навантаження від генератора і назад. Цей процес і називається реактивною потужністю, яка створює магнітне поле електричного поля.

Для чого необхідна реактивна енергія?

Можна сказати, що вона спрямована на регулювання змін, які викликає в мережі електричний струм. Сюди відносять:

підтримка магнітного поля під час індуктивності в ланцюзі;

при наявності конденсаторів і проводів підтримка їх заряду.

Проблеми при виробленні реактивної потужності

Якщо в мережі існує велика частка вироблення реактивної потужності, то доводиться:

підвищувати потужність силових апаратів, які призначені для перетворення електричної енергії однієї значення напруги в електричну енергію іншого значення напруги;

збільшувати перетин кабелів;

боротися із зростанням втрати потужності в силових апаратах і лініях передач;

збільшувати плату за споживання електроенергії;

боротися з втратою напруги в мережі.

У чому різниця між активною і реактивною енергією?

Люди звикли платити за ту електроенергію, яку вони споживають. Вони оплачують енергію, що використовується для обігріву приміщення, приготування їжі, нагрівання води у ванній кімнаті (хто користується індивідуальними водонагрівачами) та іншу корисну електричну енергію. Саме вона і називається активною.


Активна і реактивна енергії різні в тому, що друга являє собою частину енергії, яка не використовується в корисній роботі. Іншими словами, вони обидві утворюють повну потужність. Відповідно, споживачам невигідно оплачувати крім активної ще й реактивну енергію в електромережі, а постачальникам вигідно, щоб вони платили за повну потужність. Чи можна якось врегулювати це питання? Давайте розглянемо це.

Чим вимірюють споживання енергії?

Для вимірювання спожитої енергії використовують лічильник активної та реактивної енергії. Всі вони діляться на лічильники з однією фазою і трьома фазами. У чому ж їх відмінність? Однофазні лічильники застосовують для обліку електричної енергії у споживачів, які використовують її для побутових потреб. Харчування виконується однофазним струмом. Трифазні лічильники використовуються для обліку повної енергії. Вони класифікуються виходячи з схеми електропостачання на трьох - і чотирипровідні.

Розрізняючи лічильників за способом включення

По тому, як вони включаються, їх поділяють на три групи:

Не використовують трансформатори і безпосередньо включаються в мережу лічильники прямого включення.

З використанням силових апаратів включаються лічильники полукосвенного включення.

Лічильники непрямого включення. Вони підключаються до мережі не тільки з використанням силових апаратів струму, але і з використанням трансформаторів напруги.

Розрізняючи лічильників за способом оплати

За способом нарахування плати за електроенергію прийнято ділити лічильники на наступні групи:

Лічильники, засновані на застосуванні двох тарифів – їх дія полягає в тому, що тариф за споживану енергію змінюється протягом доби. Тобто в ранкові години і вдень він менше, ніж в вечірній час.

Лічильники з попередньою оплатою – їх дія заснована на тому, що споживач платить за електроенергію заздалегідь, так як знаходиться у віддалених місцях проживання.

Лічильники з зазначенням максимального навантаження – споживач сплачує окремо за спожиту енергію і за максимальне навантаження.

Облік повної потужності

Облік корисної енергії спрямований на визначення:

Електричної енергії, виробляється машинами з виробництва напруги на електростанції.

Кількості енергії, яка витрачається на власні потреби підстанції й електростанції.

Електроенергії, спрямованої на витрачання її споживачами.

Енергії, переданої для інших енергосистем.

Електричної енергії, яка пущена з шин електростанцій до споживачів.

Враховувати реактивну електричну енергію при передачі споживачам від електростанції необхідно тільки в тому випадку, якщо ці дані підраховують і контролюють режим роботи пристроїв, що компенсують цю енергію.

Де проводять контроль залишилася енергії?

Лічильник реактивної енергії встановлюють:

Там же, де і лічильники з обліку корисної енергії. Встановлюють їх для споживачів, які платять за повну використовувану ними потужність.

На джерелах приєднання реактивної потужності для споживачів. Це робиться, якщо доводиться контролювати процес роботи.

Якщо споживачеві дозволено пускати залишилася енергію в мережу, то ставлять 2 лічильника в елементах системи, де ведеться облік корисної енергії. В інших випадках ставлять окремий лічильник для обліку реактивної енергії.

Як заощадити на споживанні електрики?

Великою популярністю в цьому напрямку користується прилад для економії електрики. Його дія заснована на придушенні залишкової електроенергії. На сучасному ринку можна знайти багато подібних пристроїв, в основі яких лежить трансформатор, направляючий електроенергію в потрібне русло. Прилад для економії електрики направляє цю енергію на різноманітне побутове обладнання.

Раціональне використання електроенергії

Для раціонального використання електроенергії застосовується компенсація реактивної енергії. Для цього застосовують конденсаторні установки, електродвигуни і компенсатори. Вони допомагають зменшити втрати активної енергії, які обумовлені перетоками реактивної потужності. Це суттєво впливає на рівень транспортних технологічних втрат розподільних електричних мереж.

Чим вигідна компенсація потужності?

Застосування установок для компенсації потужності здатне принести велику вигоду в економічному плані. Згідно зі статистичними даними, їх застосування приносить до 50 % економії витрат за користування електричною енергією у всіх куточках Російської Федерації. Грошові вкладення, які витрачені на їх установку, окупаються протягом першого року їх використання. Крім того, там, де проектуються дані установки, кабель набувається з меншим перетином, що також дуже вигідно.

Переваги конденсаторних установок

Застосування конденсаторних установок має такі позитивні сторони:

Невелика втрата активної енергії.

У конденсаторних установках відсутні обертові частини.

Вони легкі в роботі і експлуатації.

Інвестиційні витрати не високі.

Працюють безшумно.

Їх можна встановити в будь-якій точці електричної мережі.

Можна підібрати будь-яку необхідну потужність.

Відмінність конденсаторних установок від компенсаторів і синхронних двигунів полягає в тому, що фільтрокомпенсірующіе установки синхронно здійснюють компенсацію потужності і частково стримують присутні в компенсується мережі гармоніки. Від того, наскільки компенсується потужність і буде залежати вартість за електроенергію, ну і, відповідно, від діючого тарифу.

Які види компенсації існують?

У процесі застосування конденсаторних установок виділяють наступні види подавляемой потужності:

Індивідуальна.

Групова.

Централізована.

Розглянемо детальніше кожну з них.

Індивідуальна потужність

Конденсаторні установки розташовуються прямо в електричних приймачів і комутуються в той же час, що і вони. Недоліками цього виду компенсації вважається залежність часу увімкнення конденсаторної установки від часу початку роботи електроприймачів. Крім того, перед проведенням робіт необхідно узгоджувати ємність установки і індуктивність електричного приймача. Це необхідно для попередження резонансних перенапруг.

Групова потужність

Назва говорить сама за себе. Ця потужність використовується при компенсації потужності декількох індуктивних навантажень, які одночасно приєднані до одного розподільного пристрою з загальної конденсаторної установкою. В процесі одночасного включення навантаження збільшується коефіцієнт, що призводить до зниження потужності. Це сприяє кращій роботі конденсаторної установки. Залишкова енергія пригнічується ефективніше, ніж при індивідуальній потужності. Негативною стороною цього процесу є часткове розвантаження реактивної енергії в електромережі.

Централізована потужність

На відміну від індивідуальної і групової потужності, ця потужність регулюється. Вона застосовується для широкого діапазону зміни споживання залишкової енергії. Велику роль у регулюванні потужності конденсаторної установки відіграє функція реактивного струму навантаження. При цьому установка повинна бути оснащена автоматичним регулятором, а її повна компенсаційна потужність розділена на окремо комутовані ступені.

Які проблеми вирішують конденсаторні установки

Звичайно, в першу чергу вони направлені на придушення реактивної потужності, але на виробництві вони допомагають вирішувати наступні завдання:

В процесі придушення реактивної потужності, відповідно, знижується і повна потужність, що призводить до зниження завантаження силових трансформаторів.

Живлення навантаження забезпечується за допомогою кабелю з меншим перетином, при цьому не відбувається перегріву ізоляції.

Можливе підключення додаткової активної потужності.

Дозволяє уникнути глибокої просадки напруги на лініях електропостачання віддалених споживачів.

Застосування потужності автономних дизель-генераторів йде по максимуму (суднові електроустановки, електропостачання геологічних партій, будмайданчиків, установок розвідувального буріння тощо).

Індивідуальна компенсація дозволяє спростити діяльність асинхронних двигунів.

У разі аварійної обстановки конденсаторна установка негайно відключається.

Автоматично включається обігрів або вентиляція установки.

Виділяють два варіанти конденсаторних установок. Це модульні, застосовуються на великих підприємствах, і моноблочні - для малих підприємств.

Підведемо підсумки

Реактивна енергія в електромережі негативно позначається на роботі всієї електричної системи. Це призводить до таких наслідків, як втрата напруги в мережі і збільшення витрат на паливо. У зв'язку з цим активно застосовуються компенсатори даної потужності. Їх вигода полягає не тільки в хорошій економії грошових коштів, але й в наступному:

Збільшується термін служби силових апаратів.

Поліпшується якість електричної енергії.

Економляться гроші на покупку кабелів малого перерізу.

Знижується споживання електричної енергії.