Защо е необходима реактивна енергия в електрическите инсталации? Активна и реактивна електрическа мощност

Във вериги постоянен токне разделят мощността на различни компоненти, като активна и реактивна, така че използват простия израз P=U*I. Но при променлив ток ситуацията е различна. В тази статия ще разгледаме какво е активна, реактивна и привидна мощност на електрическа верига.

Определение

Натоварването на електрическа верига определя колко ток протича през нея. Ако токът е постоянен, тогава в повечето случаи резистор с определено съпротивление може да се определи като еквивалент на натоварване. След това мощността се изчислява по една от формулите:

P=I 2 *R

P=U2/R

Същата формула се използва за определяне на общата мощност във веригата променлив ток.

Натоварването е разделено на два основни вида:

• Активен е резистивен товар, като нагревателни елементи, лампи с нажежаема жичка и други подобни.
• Реактивен - може да бъде индуктивен (двигатели, стартерни намотки, соленоиди) и капацитивен (кондензаторни блокове и др.).

Последното се случва само с променлив ток, например, в верига със синусоидален ток, точно това, което имате в контактите си. По-долу ще обясним каква е разликата между активна и реактивна енергия. на прост езикза да бъде информацията ясна за начинаещите електротехници.

Значението на реактивен товар

В електрическа верига с реактивен товар текущата фаза и фазата на напрежението не съвпадат във времето. В зависимост от естеството на свързаното оборудване, напрежението или води пред тока (по индуктивност), или изостава от него (по капацитет). Векторни диаграми се използват за описание на проблеми. Тук същата посока на вектора на напрежението и тока показва съвпадението на фазите. И ако векторите са изобразени под определен ъгъл, тогава това е изпреварването или изоставането на фазата на съответния вектор (напрежение или ток). Нека разгледаме всеки от тях.

В индуктивността напрежението винаги води до ток. „Разстоянието“ между фазите се измерва в градуси, което е ясно илюстрирано във векторни диаграми. Ъгълът между векторите се обозначава с гръцката буква "Фи".

В кондензатора ситуацията е обратната - токът води напрежението, тъй като индуктивността, когато се зарежда, консумира голям ток, който намалява, докато се зарежда. Въпреки че по-често се казва, че напрежението изостава от тока.

Казано накратко и ясно, тези измествания могат да се обяснят със законите на комутацията, според които напрежението в кондензатора не може да се промени моментално и токът в индуктивността не може да се промени.

Степенен триъгълник и косинус Фи

Ако вземете цялата верига, анализирайте нейния състав, фази на токове и напрежения, след това изградете векторна диаграма. След това нарисувайте активния по хоризонталната ос, а реактивния по вертикалната ос и свържете краищата на тези вектори с получения вектор - получавате триъгълник от мощности.

Той изразява съотношението на активната и реактивната мощност, а векторът, свързващ краищата на двата предишни вектора, ще изрази общата мощност. Всичко това звучи твърде сухо и объркващо, така че погледнете снимката по-долу:

Буквата P означава активна мощност, Q – реактивна мощност, S – привидна мощност.

Формула пълна мощностима формата:

Най-внимателните читатели вероятно са забелязали сходството на формулата с теоремата на Питагор.

Единици:

• P – W, ​​​​kW (ватове);
• Q – VAR, kVAr (реактивни волт-ампери);
• S – VA (волт-ампери);

Изчисления

За да изчислите общата мощност, използвайте формулата в сложна форма. Например за генератор изчислението изглежда така:

И за потребителя:

Но нека приложим тези знания на практика и да разберем как да изчислим консумацията на енергия. Както знаете, ние, обикновените потребители, плащаме само за потреблението на активния компонент на електроенергията:

P=S*cosФ

Тук виждаме нова стойност на cosФ. Това е факторът на мощността, където Ф е ъгълът между активната и пълната компонента на триъгълника. Тогава:

cosФ=P/S

На свой ред реактивна мощностизчислено по формулата:

Q = U*I*sinФ

За да затвърдите информацията, вижте видео лекцията:

Всичко по-горе е вярно и за трифазна верига, само формулите ще се различават.

Отговори на популярни въпроси

Привидната, активната и реактивната мощност са важна тема в електроенергетиката за всеки електротехник. Като заключение направихме селекция от 4 често задавани въпроса по този въпрос.

• Каква работа извършва реактивната мощност?

Отговор: не извършва полезна работа, но натоварването на линията е пълна мощност, включително като се вземе предвид реактивният компонент. Следователно, за да намалят общото натоварване, те се борят с него или, на грамотен език, го компенсират.

• Как се компенсира?

— За тези цели се използват инсталации за компенсиране на реагента. Това могат да бъдат кондензаторни блокове или синхронни компенсатори (синхронни електродвигатели). Обсъдихме този въпрос по-подробно в статията:

• Какви потребители причиняват реагента?

— Това са преди всичко електродвигателите — най-многобройният вид електрическо оборудване в предприятията.

• Какви са вредите от високото потребление на реактивна енергия?

— В допълнение към натоварването на електропроводите, трябва да се вземе предвид, че предприятията плащат за пълна мощност и лица- само активен. Това води до по-високи сметки за електроенергия.

Видеото предоставя просто обяснение на концепциите за реактивна, активна и привидна мощност:

Това приключва нашето разглеждане на този въпрос. Надяваме се, че сега разбирате какво представляват активната, реактивната и привидната мощност, какви са разликите между тях и как се определя всяка стойност.

Материали

Активната и реактивната мощност са консуматори на електрическа енергия с цел потребление на тази енергия. Потребителят се интересува от тази енергия, чието потребление му носи полза; тази енергия може да се нарече полезна, но в електротехниката обикновено се нарича активна. Това е енергията, която се използва за отопление на помещения, готвене на храна, производство на студ и се преобразува в механична енергия (работа на електрически бормашини, ударни бормашини, електрически помпи и др.).

Освен активно електричество има и реактивно електричество. Това е тази част от общата енергия, за която не се изразходва полезна работа. Както става ясно от горното, общата мощност е активна и реактивна мощност като цяло.

В концепциите за активна и реактивна мощност се сблъскват противоречиви интереси на потребителите на електрическа енергия и нейните доставчици. За потребителя е изгодно да плаща само за потребената от него полезна електроенергия, а за доставчика е изгодно да получава плащане за количеството активна и реактивна електроенергия. Възможно ли е да се съвместят тези на пръв поглед противоречиви изисквания? Да, ако намалите количеството реактивно електричество до нула. Нека помислим дали това е възможно и колко близо може да се стигне до идеала.

Активна и реактивна мощност

Активна мощност

Има консуматори на електроенергия, чиято обща и активна мощност са еднакви. Това са консуматори, чийто товар е представен от активни съпротивления(резистори). Между домакински електроуредипримери за такива товари са лампи с нажежаема жичка, електрически печки, шкафове и фурни за пържене, нагреватели, ютии, поялници и др.

В паспорта на тези устройства е посочена както активна, така и реактивна мощност. Това е случаят, когато мощността на натоварване може да се определи по формулата, известна от училищния курс по физика, като се умножи токът на натоварване по напрежението в мрежата. Токът се измерва в ампери (A), напрежението във волтове (V), мощността във ватове (W). Горелка за електрическа печка в мрежа с напрежение 220 V при ток 4,5 A консумира мощност 4,5 x 220 = 990 (W).

Реактивна мощност

Понякога, вървейки по улицата, можете да видите, че стъклото на балконите е покрито отвътре с лъскав тънък филм. Този филм е отстранен от дефектни електрически кондензатори, инсталирани за определени цели при захранване на мощни консуматори на електрическа енергия разпределителни подстанции. Кондензаторът е типичен консуматор на реактивна мощност. За разлика от консуматорите на активна мощност, където основният елемент на дизайна е определен електропроводим материал (волфрамов проводник в лампи с нажежаема жичка, нихромова спирала в електрическа печка и др.). В кондензатор основен елемент– непроводим електрически ток (тънък полимерен филм или напоена с масло хартия).

Реактивна капацитивна мощност

Красивите лъскави филми, които видяхте на балкона, са кондензаторни облицовки, направени от проводим тънък материал. Кондензаторът е забележителен с това, че може да натрупва електрическа енергия и след това да я освобождава - един вид батерия. Ако свържете кондензатор към мрежа с постоянен ток, той ще се зареди с краткотраен токов импулс и след това през него няма да тече ток. Върнете кондензатора на първоначалното състояниеможете, като го изключите от източника на напрежение и свържете товар към неговите пластини. Електрическият ток ще тече през товара за известно време и идеалният кондензатор ще достави точно толкова електрическа енергия към товара, колкото е получил при зареждане. Електрическа крушка, свързана към клемите на кондензатора, може да мига за кратко време, електрическият резистор ще се нагрее и невнимателен човек може да бъде „шокиран“ или дори убит, ако има достатъчно напрежение на клемите и количеството съхранена електроенергия .

Интересна картина се получава при свързване на кондензатор към източник на променлив ток електрическо напрежение. Защото при извора AC напрежениеполярността непрекъснато се променя и моментна стойностнапрежение (в домашната електрическа мрежа по закон, близък до синусоидален). Кондензаторът непрекъснато ще се зарежда и разрежда и през него непрекъснато ще тече променлив ток. Но този ток няма да е във фаза с напрежението на източника на променливо напрежение, а ще го изпревари с 90°, т.е. за четвърт период.

Това ще доведе до факта, че кондензаторът консумира енергия от мрежата за половината от периода на променливо напрежение и освобождава половината от периода, докато общата консумирана активна електрическа мощност е нула. Но тъй като през кондензатора протича значителен ток, който може да се измери с амперметър, е обичайно да се казва, че кондензаторът е консуматор на реактивна електрическа мощност.

Реактивната мощност се изчислява като произведение на ток и напрежение, но мерната единица вече не е ват, а реактивен волт-ампер (VAr). И така, чрез мрежа, свързана към 220 V с честота 50 Hz електрически кондензаторс капацитет от 4 µF протича ток от около 0,3 A. Това означава, че кондензаторът консумира 0,3 x 220 = 66 (VAr) реактивна мощност - сравнимо с мощността на средна лампа с нажежаема жичка, но кондензаторът, за разлика от лампата, не свети и не загрява.

Реактивна индуктивна мощност

Ако токът в кондензатор води напрежението, има ли консуматори, при които токът изостава от напрежението? Да, и такива потребители, за разлика от капацитивните потребители, се наричат ​​индуктивни, като остават потребители на реактивна енергия. Типичен индуктивен електрически товар е намотка с определена суманавивки от силно проводима жица, навита около затворено ядро, направено от специален магнитен материал.

На практика добро приближение на чисто индуктивен товар е трансформатор без товар (или регулатор на напрежение с автотрансформатор). Добре проектираният трансформатор консумира много малко активна мощност на празен ход, като консумира предимно реактивна мощност.

Реални консуматори на електрическа енергия и обща електрическа мощност

От разглеждането на характеристиките на капацитивните и индуктивните товари възниква интересен въпрос - какво се случва, ако капацитивните и индуктивните товари се включат едновременно и паралелно. Поради противоположната им реакция на приложеното напрежение, двете реакции ще започнат да се компенсират взаимно. Общият товар ще бъде само капацитивен или индуктивен и в някакъв идеален случай ще бъде възможно да се постигне пълна компенсация. Ще изглежда парадоксално - свързаните амперметри ще регистрират значителни (и равни!) токове през кондензатора и индуктора и пълна липса на ток в свързващите ги обща верига. Описаната картина е донякъде нарушена само от факта, че няма идеални кондензатори и индуктори, но такава идеализация помага да се разбере същността на протичащите процеси.

Да се ​​върнем към реалните потребители на електрическа енергия. В ежедневието използваме предимно консуматори на чисто активна мощност (примерите са дадени по-горе) и смесена активно-индуктивна мощност. Това са електрически бормашини, ударни бормашини, електродвигатели на хладилници, перални машинии други домакински уреди. Те включват също електрически трансформаторизахранвания за битова електронна техника и стабилизатори на напрежение. В случай на такъв смесен товар, освен активна (нетна) мощност, товарът консумира и реактивна мощност, в резултат на което общата мощност се отхвърля повече от активната мощност. Привидната мощност се измерва във волт-ампери (VA) и винаги е произведението на тока в товара по напрежението на товара.

Мистериозен "косинус фи"

Съотношението на активната мощност към общата мощност се нарича "косинус фи" в електротехниката. Означава се с cos φ. Това съотношение се нарича още фактор на мощността. Лесно е да се види, че за случая на чисто активен товар, където общата мощност съвпада с активната, cos φ = 1. За случая на чисто капацитивни или индуктивни товари, където активната мощност е равна на нула, cos φ = 0.

В случай на смесено натоварване, стойността на фактора на мощността е в диапазона от 0 до 1. За домакински уреди обикновено е в диапазона 0,5-0,9. Средно може да се счита за равно на 0,7, повече точна стойностпосочени в паспорта на електрическото устройство.

За какво плащаме?

И накрая, най-интересният въпрос е какъв вид енергия плаща потребителят. Въз основа на факта, че реактивният компонент на общата енергия не носи никаква полза за потребителя, докато част от реактивната енергия за периода се консумира, а част се отдава, не е необходимо да се плаща за реактивна мощност. Но, както знаем, дяволът е в детайлите. Тъй като смесеното натоварване увеличава тока в мрежата, възникват проблеми в електроцентралите, където се генерира електричество синхронни генератори, а именно: индуктивният товар “девъзбужда” генератора и го вкарва в предишно състояниеструва действителната активна мощност за неговото „допълнително възбуждане“.

По този начин, карането на потребителя да плаща за консумираната реактивна индуктивна мощност е съвсем справедливо. Това насърчава потребителя да компенсира реактивния компонент на своя товар и тъй като този компонент е предимно индуктивен, компенсацията се състои от свързване на кондензатори с предварително изчислен капацитет.

Потребителят намира възможност да плати по-малко

Ако потребителят заплаща отделно за консумираната активна и реактивна мощност. Той е готов да направи допълнителни разходи и да инсталира кондензаторни банки в своето предприятие, които се включват строго по график в зависимост от средната статистика на потреблението на електроенергия по часове на деня.

Съществува и възможност за инсталиране на специални устройства в предприятието (компенсатори на реактивна мощност), които автоматично свързват кондензатори в зависимост от размера и естеството на консумацията на енергия. този моментмощност. Тези компенсатори ви позволяват да увеличите фактора на мощността от 0,6 до 0,97, т.е. почти до един.

Приема се също, че ако съотношението на потребената реактивна енергия към общата енергия не надвишава 0,15, тогава корпоративният потребител е освободен от заплащане на реактивна енергия.

Що се отнася до отделните потребители, поради относително ниската мощност, която консумират, не е обичайно сметките за плащане на консумираната електроенергия да се разделят на активна и реактивна. Битовата електрическа енергия отчита само активната мощност на електрическия товар, като за нея се издава фактура. Тези. дори не съществува в момента техническа осъществимостиздава фактура на индивидуалния потребител за потребената реактивна мощност.

Потребителят няма специален стимул да компенсира индуктивната съставка на товара и това е технически трудно изпълнимо. Постоянно свързаните кондензатори ще натоварят ненужно захранващото окабеляване, когато индуктивният товар е изключен. Зад електромера (също и пред електромера, но потребителят не плаща за това), което ще доведе до потребление на активна мощност със съответно увеличение на сметката, а автоматичните компенсатори са скъпи и едва ли ще оправдаят цената на закупуването им.

Друго нещо е, че понякога производителят инсталира компенсационни кондензатори на входа на потребителите с индуктивен компонент на товара. Тези кондензатори, ако са правилно избрани, донякъде ще намалят загубите на енергия в захранващите проводници, като същевременно леко ще увеличат напрежението на свързания електрически уред чрез намаляване на спада на напрежението върху захранващите проводници.

Но най-важното е, че компенсацията на реактивната енергия за всеки потребител, от апартамент до огромно предприятие, ще намали тока във всички електропроводи, от електроцентралата до панела на апартамента. Благодарение на реактивния компонент на общия ток, който ще намали загубите на енергия в линиите и ще увеличи коеф. полезно действиеелектрически системи

Физическият аспект на процеса и практическото значение на използването на устройства за компенсиране на реактивната мощност

За да разберете какво означава терминът "реактивна мощност",

Нека си припомним дефиницията на понятието електрическа мощност. Това физическо количество, който изразява скоростта на пренос, потребление или производство на електроенергия в определен момент.

Колкото по-високо е нивото на мощност, толкова по-голяма производителност може да има една електрическа инсталация за определена единица време. Терминът "моментна мощност" се разбира като произведение на ток и напрежение за един момент във всеки участък от електрическата верига.

Нека разгледаме физическия аспект на процеса.

Ако вземем вериги, в които възниква постоянен ток, тогава стойностите на средната и моментната мощност за определен период от време са равни, но няма реактивна мощност. И във вериги, където възниква феноменът на променлив ток, горната ситуация възниква само ако товарът там е чисто активен. Това се случва например в електрически уред като електрически нагревател. При чисто резистивен товар във веригата при условия на променлив ток, фазите на тока и напрежението съвпадат и цялата мощност се прехвърля към товара.

В случай на индуктивен товар, като например в електродвигателите, тогава токът изостава във фаза с напрежението, а ако е капацитивен, какъвто е случаят в различни електрически устройства, токът, напротив, е във фаза пред напрежението. Тъй като напрежението и токът не са във фаза (с реактивен товар), пълната мощност се прехвърля само частично към товара; тя може да се прехвърли напълно, ако фазовото изместване е нула, тоест активният товар.

Каква е разликата между реактивна и активна мощност

Тази част от общата мощност, която е била прехвърлена към товара при условията на периода на променлив ток, се нарича активна мощност. Стойността му се изчислява като резултат от произведението на стойностите на напрежението и тока по косинуса на фазовия ъгъл, който лежи между тях

И тази мощност, която не е предадена на товара и поради която са настъпили загуби на радиация и отопление, се нарича реактивна мощност. Стойността му е произведение на стойностите на напрежението и тока и синуса на ъгъла на фазово изместване, който лежи между тях.

следователно реактивната мощност е термин, който характеризира товара. Неговата мерна единица се нарича реактивен волт ампер, съкратено като var или var. Но в живота по-често се среща друга измервателна стойност - косинус фи, като стойност, която измерва качеството на електрическата инсталация от гледна точка на енергоспестяването. Всъщност количеството енергия, което, когато се доставя от източник, отива към товара, зависи от стойността на cos φ. Следователно е напълно възможно да се използва не много мощен източник, тогава, съответно, по-малко енергия ще отиде в нищото.

Как може да се компенсира реактивната мощност?

Както следва от горното, в случай, че товарът е индуктивен, той трябва да бъде компенсиран с помощта на кондензатори, кондензатори, а капацитивният товар трябва да се компенсира с помощта на реактори и дросели. По този начин можете да повишите косинуса фи до достатъчни стойности от 0,7-0,9. Ето как работи компенсация на реактивната мощност.

Какви са ползите от компенсацията на реактивната мощност?

Инсталациите за компенсиране на реактивната мощност могат да донесат огромни икономически ползи. Според статистиката те могат да спестят до 50% от сметките за енергия в различни части RF. Там, където са инсталирани, парите, похарчени за тях, се изплащат за по-малко от година.

На етапа на проектиране на съоръженията въвеждането на кондензаторни единици спомага за намаляване на разходите за закупуване на кабели чрез намаляване на тяхното напречно сечение. Като пример, автоматичната инсталация на кондензатор може да има ефект на увеличаване на косинус фи от 0,6 на 0,97.

Нека начертаем линия:

Както разбираме, инсталациите за компенсиране на реактивна мощност помагат значително да спестят пари, както и да увеличат експлоатационния живот на оборудването поради следните причини:

1) натоварването на силови трансформатори, което увеличава тяхната издръжливост.

2) Нивото на натоварване на кабелите и проводниците е намалено и можете също да спестите пари, като закупите кабели с по-малко напречно сечение.

3) Подобряване нивото на качеството на електрическата енергия от електрически приемници.

4) Няма опасност от плащане на санкции за намаляване на cos φ.

5) величината на висшите хармоници в мрежата намалява.

6) намалява количеството на потреблението на електроенергия.

Нека припомним още веднъж, че реактивната енергия и мощност намаляват резултатите от работата на електроенергийната система, поради факта, че натоварването на генераторите на електроцентрали с реактивни токове води до увеличаване на обема на консумираното гориво, а също и на размера на загубите в захранващите мрежи и приемниците се увеличава и накрая нивото на спад на напрежението в мрежите.

Изчисляването на електрическата енергия, използвана от домакински или промишлен електрически уред, обикновено се прави, като се вземе предвид общата мощност електрически токпреминавайки през измерваната електрическа верига.

В този случай се идентифицират два показателя, които отразяват цената на пълната мощност при обслужване на потребителя. Тези показатели се наричат ​​активна и реактивна енергия. Общата мощност е сумата от тези два показателя.

Пълна мощност.
Съгласно установената практика, потребителите заплащат не за полезната мощност, която се използва директно в домакинството, а за пълната мощност, която се доставя от доставчика. Тези показатели се отличават с мерни единици - общата мощност се измерва във волт-ампери (VA), а полезната мощност се измерва в киловати. Активно и реактивно електричество се използва от всички електрически уреди, захранвани от мрежата.

Активен ток.
Активният компонент на общата мощност извършва полезна работа и се преобразува в тези видове енергия, от които се нуждае потребителят. За някои битови и промишлени електрически уреди активната и привидната мощност съвпадат при изчисленията. Сред такива устройства са електрически печки, лампи с нажежаема жичка, електрически фурни, нагреватели, ютии и преси за гладене и др. Ако в паспорта е посочена активна мощност от 1 kW, тогава общата мощност на такова устройство ще бъде 1 kVA.

Концепцията за реактивно електричество.
Този тип електричество е присъщо на вериги, които съдържат реактивни елементи. Реактивното електричество е тази част от общата входяща мощност, която не се изразходва за полезна работа. В постоянните вериги няма концепция за реактивна мощност. В променливотоковите вериги реактивен компонент възниква само когато има индуктивен или капацитивен товар. В този случай има несъответствие между фазата на тока и фазата на напрежението. Това фазово изместване между напрежение и ток се обозначава със символа "φ". При индуктивен товар във веригата се наблюдава фазово закъснение, а при капацитивен товар той е напреднал. Следователно само част от общата мощност достига до потребителя, а основните загуби възникват поради безполезно нагряване на устройства и инструменти по време на работа. Загубите на мощност възникват поради наличието на електрически устройстваиндуктивни намотки и кондензатори. Поради тях електричеството се натрупва във веригата за известно време. След това съхранената енергия се връща обратно във веригата. Устройствата, чиято консумация на енергия включва реактивен компонент на електричеството, включват преносими електроинструменти, електрически двигатели и различни уреди. Тази стойност се изчислява, като се вземе предвид специален фактор на мощността, който се обозначава като cos φ.

Изчисляване на реактивно електричество.
Коефициентът на мощност варира от 0,5 до 0,9; Точната стойност на този параметър може да бъде намерена в информационния лист на електрическото устройство. Привидната мощност трябва да се определи като активната мощност, разделена на коефициента. Например, ако паспортът на електрическа бормашина показва мощност от 600 W и стойност от 0,6, тогава общата мощност, консумирана от устройството, ще бъде равна на 600/06, т.е. 1000 VA. При липса на паспорти за изчисляване на общата мощност на устройството, коефициентът може да се приеме равен на 0,7. Тъй като една от основните задачи на съществуващите системи за захранване е да доставят полезна мощност на крайния потребител, загубите на реактивна мощност се считат за отрицателен фактор и увеличаването на този показател поставя под въпрос ефективността на електрическата верига като цяло.

Стойността на коефициента при отчитане на загубите.
Колкото по-висока е стойността на фактора на мощността, толкова по-ниски ще бъдат загубите на активна електроенергия - което означава, че крайният потребител ще консумира Електрическа енергияще струва малко по-малко. За да се увеличи стойността на този коефициент, в електротехниката се използват различни техники за компенсиране на нецелевите загуби на електроенергия. Компенсиращите устройства са водещи генератори на ток, които изглаждат фазовия ъгъл между тока и напрежението. Понякога за същата цел се използват кондензаторни банки. Те са свързани паралелно на работната верига и се използват като синхронни компенсатори.

Изчисляване на цената на електроенергията за частни клиенти.
За индивидуално ползване активната и реактивната електроенергия не се разделят в сметките - в мащаба на потреблението делът на реактивната енергия е малък. Следователно частните клиенти с консумация на енергия до 63 A плащат една сметка, в която цялата консумирана електроенергия се счита за активна. Допълнителните загуби във веригата за реактивна електроенергия не се разпределят отделно и не се заплащат. Отчитане на реактивна електроенергия за предприятия Друго нещо са предприятията и организациите. Монтира се в производствени помещения и промишлени цехове огромен бройелектрическо оборудване, а общата доставена електроенергия съдържа значителна част от реактивната енергия, която е необходима за работата на захранващите устройства и електродвигателите. Активната и реактивната електроенергия, доставяна на предприятия и организации, изисква ясно разделяне и различен начин на плащане за нея. В този случай основата за регулиране на отношенията между електроснабдителната компания и крайните потребители е типов договор. Съгласно правилата, установени в този документ, организациите, които консумират електроенергия над 63 A, се нуждаят от специално устройство, което осигурява отчитане на реактивната енергия за отчитане и плащане. Мрежовата компания инсталира реактивен електромер и таксува според показанията му.

Коефициент на реактивна енергия.
Както бе споменато по-рано, активното и реактивното електричество се отбелязват на отделни редове във фактурите за плащане. Ако съотношението на обемите на реактивната и консумираната електроенергия не надвишава установената норма, тогава такса за реактивна енергия не се начислява. Коефициентът на съотношението може да бъде написан по различни начини, средната му стойност е 0,15. Ако тази прагова стойност бъде превишена, на потребителското предприятие се препоръчва да инсталира компенсиращи устройства.

Реактивна енергия в жилищни сгради.
Типичен потребител на електроенергия е жилищна сграда с главен предпазител, консумиращ електроенергия над 63 A. Ако такава сграда съдържа изключително жилищни помещения, няма такса за реактивно електричество. По този начин жителите на жилищна сграда виждат в таксите плащане само за общото количество електроенергия, доставена на къщата от доставчика. Същото правило важи и за жилищностроителните кооперации.

Специални случаи на измерване на реактивна мощност.
Има случаи, когато многоетажна сграда съдържа както търговски организации, така и апартаменти. Снабдяването с електроенергия на такива къщи се регулира от отделни закони. Например разделянето може да бъде размерът на използваемата площ. Ако в жилищен блоктърговските организации заемат по-малко от половината от използваемата площ, тогава плащането за реактивна енергия не се начислява. При превишаване на праговия процент възникват задължения за заплащане на реактивна електроенергия. В някои случаи жилищните сгради не са освободени от заплащане на реактивна енергия. Например, ако една сграда има точки за свързване на асансьори за апартаменти, таксите за използване на реактивно електричество се заплащат отделно, само за това оборудване. Собствениците на апартаменти все още плащат само активен ток.

Моментна мощност стрпроизволен участък от веригата, чието напрежение и ток варират според закона u=U m sin( T), i = аз m sin( T-), изглежда като

p=ui=U m sin( T)аз m sin( T- )= Uм аз m/2 =

= Uаз cos - потребителски интерфейс cos(2 T-) = (потребителски интерфейс cos – потребителски интерфейс cos cos2 T)– потребителски интерфейсгрях грях2 T. (1)

AC верига активна мощност Пдефинирана като средна моментна мощност стр(T) през периода:

тъй като средната стойност на хармоничната функция за периода е 0.

От това следва, че средната мощност за период зависи от фазовия ъгъл между напрежението и тока и не е равна на нула, ако част от веригата има активно съпротивление. Последното обяснява името му  активна мощност. Нека подчертаем още веднъж, че в активното съпротивление има необратимо преобразуване на електрическата енергия в други видове енергия, например в топлинна енергия. Активната мощност може да се определи като средната скорост на входяща енергия в секция от верига за период. Активната мощност се измерва във ватове (W).

Реактивна мощност

При изчисляване електрически веригитака нареченият реактивенмощност. Характеризира процесите на обмен на енергия между реактивните елементи на веригата и енергийните източници и е числено равна на амплитудата на променливия компонент на моментната мощност на веригата. В съответствие с това реактивната мощност може да се определи от (1) като

Q = потребителски интерфейсгрях.

В зависимост от знака на ъгъла  реактивната мощност може да бъде положителна или отрицателна. Единицата за реактивна мощност, за да се разграничи от единицата за активна мощност, се нарича не ват, а волт-ампер реактивенвар. Реактивните мощности на индуктивните и капацитивните елементи са равни на амплитудите на техните моментни мощности стрЗемя стр° С. Като се вземат предвид съпротивленията на тези елементи, реактивните мощности на индуктора и кондензатора са равни Q L= потребителски интерфейс=хЛ аз 2 и Q C= потребителски интерфейс=х° С аз 2, съответно.

Получената реактивна мощност на разклонена електрическа верига се намира като алгебрична сума от реактивните мощности на елементите на веригата, като се вземе предвид тяхната природа (индуктивна или капацитивна): Q=Q L – QС. Тук Q L е общата реактивна мощност на всички индуктивни елементи на веригата и Q C представлява общата реактивна мощност на всички капацитивни елементи във веригата.

Пълна мощност

В допълнение към активната и реактивната мощност веригата със синусоидален ток се характеризира с обща мощност, обозначена с буквата С. Под обща мощност на секция се разбира максимално възможната активна мощност при дадено напрежение Uи ток аз. Очевидно е, че максималната активна мощност се получава при cos = 1, т.е. при липса на фазово изместване между напрежение и ток:

С = потребителски интерфейс

Необходимостта от въвеждане на тази мощност се обяснява с факта, че при проектирането на електрически уреди, апарати, мрежи и др. Те се проектират за определено номинално напрежение Uноминален и определен номинален ток аз nom и тяхната работа Uназ аз nom = S nom дава максималната възможна мощност на дадено устройство (общата мощност S nom е посочена в информационния лист на повечето AC електрически устройства.). За да се разграничи общата мощност от другите мощности, нейната мерна единица се нарича волт-ампер и се съкращава като VA. Общата мощност е числено равна на амплитудата на променливия компонент на моментната мощност.

От горните връзки можете да намерите връзката между различните правомощия:

П = С cos, Q= Сгрях, С= потребителски интерфейс=

и изразете фазовия ъгъл чрез активна и реактивна мощност:

.

Нека разгледаме проста техника, която ви позволява да намерите активната и реактивната мощност на секция от верига, като използвате сложно напрежение и ток. Състои се в приемане на продукта от сложния стрес и ток , комплексно спрегнат ток разглеждания участък от веригата. Операцията на комплексното спрежение се състои в промяна на знака на противоположния пред имагинерната част на комплексно число или промяна на знака на фазата на комплексно число, ако числото е представено в експоненциална форма. В резултат на това получаваме количество, наречено пълна интегрирана мощности е обозначен . Ако
, тогава за общата комплексна мощност получаваме:

От това може да се види, че активната и реактивната мощност представляват съответно реалната и въображаемата част от общата комплексна мощност. За да улесните запомнянето на всички формули, свързани с капацитетите, на фиг. 7, b(стр. 38) е построен триъгълник на мощността.