Что значит отрицательная мощность

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Отрицательное значение мощности означает, что установка конденсаторов не требуется и следует QHKy принять равной нулю. [2]

Возникновение в электрической цепи отрицательных значений мощности считается вредным. [4]

При этом положительные значения мощности ( четные четверти периода) соответствуют потреблению энергии катушкой ( энергия запасается магнитным, полем катушки), отрицательные значения мощности соответствуют возврату запасенной энергии обратно источнику. [5]

В цепи, содержащей активное, индуктивное и емкостное сопротивления, в которой ток / и напряжение и в общем случае сдвинуты по фазе на некоторый угол ф, мгновенное значение мощности р равно произведению мгновенных значений силы тока / и напряжения и. Кривую мгновенной мощности р можно получить перемножением мгновенных значений тока i и напряжения и при различных углах ш / ( рис. 199, о), Из этого рисунка видно, что в некоторые, моменты времени, когда ток и напряжение направлены навстречу друг другу, мощность имеет отрицательное значение. Возникновение в электрической цепи отрицательных значений мощности является вредным. Это означает, что в такие периоды времени приемник возвращает часть полученной электроэнергии обратно источнику; в результате уменьшается мощность, передаваемая от источника к приемнику. Очевидно, что чем больше угол сдвига фаз ф, тем больше время, в течение которого часть электроэнергии возвращается обратно к источнику, и тем больше возвращаемая обратно энергия и мощность. [13]

Источник

Что значит отрицательная мощность

Начал мониторить параметры своей электросети и обнаружил, как мне показалось, струнную вещь:
48735

Это графики активной мощности и тока. Как можно видеть, по «красной» фазе иногда проскакивает отрицательная активная мощность. Как такое возможно? Я всегда себе представлял, что такое не возможно (мне непонятен физический смысл). При этом, ток не отрицательный в эти моменты! Это возможно? Или тут что-то не так?
Хотя я подозреваю, что ток не отрицательный, т.к. в это время (видимо) проходит «реактивный» ток. Но ведь по своему смыслу он должен и возвращаться потом, а по графику этого не видно.

Может ли Активная мощность быть отрицательной? Конечно нет. Но если рассмотреть пример и идти в тупую, то оказывается, что активная мощность может быть отрицательна. Пример : Допустим вы потребляете электрическую энергию дома и у вас стоит электрический счётчик активной мощности. И тут вы притащили домой свой генератор, подключили и начали электроэнергию не потреблять, а отдавать в общую сеть. И что произойдёт со счётчиком? правильно — он уменьшит показания, тоесть к показаниям до генератора прибавится отрицательная активная мощность (Но все же это не так)
http://xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai/%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0/%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C/
В сеть я ничего не отдаю, хоть генератор и есть, но в это время он выключен. Да и подключен он через реверсивный рубильник, так что сеть и генератор никак не могут быть соединены.

Ну коряво подключили TA например ))
ТА это трансформатор тока? Или что?
Я сначала о нем подумал, но тогда бы:
— ток всегда был бы отрицательным,
— мощность (активная) всегда была бы отрицательной

И как же переменный ток может быть отрицательным? Одни парадоксы.
Так он и не отрицательный, в данном случае.

Смотрю формулу расчета из инструкции, активная мощность P=VxIxSIN(Ф). V и I являются квадратными корнями, значит не могут быть отрицательными по определению. Соответственно активная мощность может быть отрицательной, только если SIN отрицательный, а это значит, что угол смещения между V и I находится в 3-ем или 4-ом квадранте. Такое возможно? То есть ток опережает напряжение? Емкостная нагрузка?

даже по ссылке выше это указано.

даже по ссылке выше это указано.
Да, верно, косинус, уже спать хотел, перепутал. Сути вопроса это не меняет.

Вы бы пояснили что у вас на графиках изображено.

Что такое:
1) Phase C;
2) Total;
3) Phase GEN.

з.ы. по реактивке могу график скинуть со счетчика, дофига отрицательного в частном доме. Но частникам она по одному месту.

Вы бы пояснили что у вас на графиках изображено.

Что такое:
1) Phase C;
2) Total;
3) Phase GEN.

Генератор с другого МЭ-110, с однофазного исполнения. Просто у меня все выведено на один график, т.к. одновременно эти два источника работать не могут.

Это все ладно, сегодня наблюдал, увидел аналогичную ситуацию по черной фазе и удалось выяснить, что это происходит во время работы торцовочной пилы. Видимо на красной фазе тоже какой-то движок включается, у меня под подозрением четыре: насос котла, компрессор морозильной камеры, компрессор холодильника, движок стиральной машинки.

Осталось понять, это вообще нормально или как? 🙂
ИМХО нет, но что с этим делать пока не понятно.

Скорее всего Cos неверно вычисляется. График Cos надо вывести, скорее всего он в минус уходит..
Да, добавлю косинус, посмотрим.

с минусом может быть только РЕАКТИВНАЯ мощность. И опять же это из-за двигателей

Собственно минус в реактивке возникает из-за двигателей, тот же ТЭН ее никогда не даст в принципе.

с минусом может быть только РЕАКТИВНАЯ мощность. И опять же это из-за двигателей

Собственно минус в реактивке возникает из-за двигателей, тот же ТЭН ее никогда не даст в принципе.

косинус замерил, вот новые графики:

Видно, что косинус вообще из отрицательной зоны не выходит, в таком случае вообще не понятно, как по приведенной в инструкции формуле мощность может получаться положительной. Видимо все-таки в реальности считается не так, как в инструкции.

так может человек реактивку читает из прибора, вместо активки.
Вот скриншот окна настроек:
48771

Из настроек неясно какие регистры читаются.

сепульки они такие))

Косинус отрицателен во второй и третьей четвертях. Ни при активной, ни при емкостной ни при индуктивной нагрузках косинус отрицательным быть не может. Скорее всего косинус вычисляется неверно или ты вместо косинуса синус на график выводишь (при активно-емкостной нагрузке синус в четвертой четверти отрицателен)
синусом это быть не может, т.к. его просто неоткуда взять из прибора.

Если косинус все время отрицательный, то активная мощность все время должна быть отрицательной, а у тебя она только временами отрицательная.
Ну так я об этом и написал выше, получается, действительность не соответствует формулам из инструкции. Другого вывода в голову не приходит.

Тут вообще представители ОВЕНа бывают? Может они что-то могут сказать?

Нечего там разбираться. Для одной фазы поменять подключение ТТ и все станет ясно.

Тут вообще представители ОВЕНа бывают? Может они что-то могут сказать?

Тут вообще представители ОВЕНа бывают? Может они что-то могут сказать?

Не надо ждать представителей ОВЕН. Диагноз поставлен. Действуй. О результатах доложи. 😉

ни кто не запрещает отказаться от шаблона и сконфигурировать мастера по таблице из https://owen.ru/uploads/215/re_me110-x.3m_me110-3m__1-ru-48571-1.11_a4.pdf или хотя бы сверить адресацию с шаблоном
Согласен, но я пока не умею это делать 🙂

Подключение трансформатора тока может быть неверным (надо у ТТ тупо поменять концы местами при подключении). Из-за этого могут быть отрицательные показания активной мощности и косинуса.
Тогда и показания тока будут отрицательными, а с этим проблем нет.

Существует такое понятие как группа соединения обмоток трансформатора, она определяет угол между вектором напряжения в первичной и вторичной обмоток, для 3 фазного тр-ра может быть группы 0-11, умножив на 30 получаем угол между векторами напряжений, для 1-фазного тр-ра может быть только «0» и «6» группа соединения, всё! Как это использовать думайте сами! Может это вам будет интересно!
Пока мне это ни о чем не говорит, почитаю.

Тогда и показания тока будут отрицательными, а с этим проблем нет.

Каких только чудаков на форуме нет. Ты будто бы и в школе не учился. 😉

Глупости заумные не надо писать. Действующее значение функции не является комплексным числом и всегда положительно. В приборе делается выборка и по ней вычисляется действующее значение тока. Ни при каком раскладе ток с минусом получится не может (корень квадратный в формуле фигурирует). А вот если фазировка ТТ сделана неверно, то фазовый сдвиг между током и напряжением получится неверный, косинус окажется во второй или третьей четвертях и будет с минусом. Активная мощность при дальнейшем вычислении получится то же с минусом.

Правильно. Вот направление этого вектора и принимают за знак. Просто так договорились.

Упертый ты. Тебя не вразумить. Может пояснишь как микроконтроллер прибора определяет направление вектора тока. 😉

Не надо сюда мелкого приплетать, мы тут не на троих соображаем.;) Ты прежде на мой вопрос ответь.

В посте #44 IVM все разжевал до нельзя. Такое мог написать человек, который хорошо знает ТОЭ и элементарную математику. Читай и перечитывай этот пост до тех пор пока тебя не осенит.

Ну, я давно перекидывал вторичку на ТТ, это в 2015г было. Глянул сохранившиеся фотки по объекту, нет ничего. Значит на словах писал. Прикол в том, что этот минус ребята, которые настраивали Scada просто обошли тупым убиранием минуса :). Пришлось идти на объект и исправлять подключения, а то энергетик объекта не вкурил бы в такую тему :).

а что конкретно было с минусом не помню уже. В принципе согласен, ток он и в африке, не зависимо от сети мы потребляем или в сеть кидаем, должен быть положительным значением. А вот направление мощности может быть и минус и плюс. В тех же счетчиках Меркурий 230, 236 активная энергия просто залочена, всегда считает в плюс. Хотя есть версии счетчиков, которые активку измеряют в обоих направлениях. И думаю, после принятия закона о микрогенерации со временем разлочат и в обычных счетчиках.

Только строго спросите у Вольда, почему при переполюсовке обмотке ТТ знак измеренного тока поменяется, если в приведенной Вами формуле значение квадратного корня в принципе не м.б. отрицательным.

При переполюсовке ТТ знак тока не поменяется. Поменяется знак косинуса, с минуса на плюс. Активная мощность после этого то же станет положительной как и должно быть.

Только вот по графикам автора не все так просто, ведь у него Активная мощность есть и положительная и отрицательная, а это в свою очередь нонсенс.
он поменяет вторичку на ТТ и у него перевернется все с ног на голову. вот о чем я.

Только вот по графикам автора не все так просто, ведь у него Активная мощность есть и положительная и отрицательная, а это в свою очередь нонсенс.
он поменяет вторичку на ТТ и у него перевернется все с ног на голову. вот о чем я.

Вот «знак косинуса» и есть знак действительной части комплексного значения силы тока. Для этого и используют ТФКП.

Не хрен гадать. ТТ надо переподключить и посмотреть ркзультат.

А вот если фазировка ТТ сделана неверно, то фазовый сдвиг между током и напряжением получится неверный, косинус окажется во второй или третьей четвертях и будет с минусом. Активная мощность при дальнейшем вычислении получится то же с минусом.

а по графику косинус не ИНОГДА в минусе а ВСЕГДА в минусе за промежуток времени, который привел автор. вот только мощность не всегда в минусе.
по этому я больше сомневаюсь, что автор данные читает не от туда, откуда надо.

Тут еще с прошивкой прибора надо разработчикам разбираться, возможно там косяки есть.

Хотя если бы не заложил, то сейчас с косяком было бы труднее разобраться.

Вот «знак косинуса» и есть знак действительной части комплексного значения силы тока. Для этого и используют ТФКП.

ТФКП используется в ТОЭ. Но в цепях переменного тока на комплексной плоскости используется только первый и четвертый квадранты. Таким образом целая часть комплексного числа применительно к электротехнике всегда положительна. А это и означает что Cos φ в электротехнике всегда положителен.

Шах тебе и мат, ASo.

Идите и учите ещё раз. Курите понятие «перетоки мощности» до полного просветления! И Вы сразу попадаете в отрицательную область действительной части комплексного значения тока.
У автора мало вероятно наличие перетока. Но подобные измерительные приборы позволяют его определять. Поэтому, надо смотреть на месте, что подключено, когда происходит. Дистанционно это тяжело решить.

Опять мимо. Автор темы чётко написал, что его собственный генератор параллельно с етьью не работает, значит никаких перетоков мощности нет.

з.ы. на месте автора надо
1. проверить подключение ТТ, что оно правильное или исправить
2. далее смотреть а то ли он вообще читает из прибора, а то может сместился на регистр и ломает тут всем голову.

Просто глянув цену на продукцию Овен, удивляюсь, даже Российские производители в ту же цену только ой, еще и гармоник целый список могут считать и обрабатывать.

Реактивная мощность ожидается тут разве что от обычных бытовых блоков питания.

без обид. у меня в автомате запускается, обычно стоит в режиме 3 часа ждем, на час запуск и так по кругу. Если вдруг дома и жена что-то готовит в духовке, можно пойти кнопочку переключить и он запустится, чтобы продукты не выбрасывать. а тут Рубила.

сорри, дочитал что там с мотор приводом. 🙂

melky Вот-вот! Спешка нужна только при ловле блох. Уж прости за грубость, но за последние годы я возненавидел тех, кто сначала смотрит фоточки или ютубчик, потом сразу же пишет и даже не дочитывает.

Так вот! Формулируем вопрос так:
1. Модуль от ОВЕНа + ТТ является решением, которое позволяет мерить токи и напряжения? Является. Значит его можно применять по этому назначению.
2. Какогого фига, когда заказчик применяет модуль измерения параметров сети по прямому назначению, он получает отрицательные токи? Вот с этим вопросом мы и занимаемся.

Turkish945, помнишь как у нас с тобой ПЭФ тупил от кажется блока питания роутера-то? Что блок так срал в сеть, что ПЭФ видел это как ошибку залипания реле и аварийно вырубался, чтобы межфазное не сделать? Ничего подобного не висит у тебя там? Ты смотрел вообще на третью фазу? Чего там из нагрузок?

з.ы. есть у меня МЭ но правда однофазный, валяется на работе, был подключен через трансформатор тока (не ABB там, а дешевый IEK, места занимает просто ужас). И то же ну ни в какую не хотел Активку считать в минус.

з.ы. на счет реактивки не переживайте, во-первых частники за нее не платят. Во-вторых она будет всегда. Подозреваю, что ее как раз и дают различные импульсные БП типа телека, роутеров и прочего прочего. Сейчас БП в большинстве бестрансформаторные, так что малость реактивки с минусом будет частенько.

Я вообще говорил о простых счетчиках с интерфейсом, и ABB там не шибко дорогой, учитывая стоимость МЭ и трансов тока. Зато места занимает 4-5 модулей. И не помню с каких пор, они стали выпускать счетчики с Modbus вместо M-Bus, так что его хоть чем считай. CMS немного уже излишество думаю, хотя если человек хочет.

Источник

Тема: МЭ-110.220-3М, отрицательная активная мощность

Опции темы

Отображение

Начал мониторить параметры своей электросети и обнаружил, как мне показалось, струнную вещь:
Безымянный2.png

Это графики активной мощности и тока. Как можно видеть, по «красной» фазе иногда проскакивает отрицательная активная мощность. Как такое возможно? Я всегда себе представлял, что такое не возможно (мне непонятен физический смысл). При этом, ток не отрицательный в эти моменты! Это возможно? Или тут что-то не так?
Хотя я подозреваю, что ток не отрицательный, т.к. в это время (видимо) проходит «реактивный» ток. Но ведь по своему смыслу он должен и возвращаться потом, а по графику этого не видно.

Может ли Активная мощность быть отрицательной? Конечно нет. Но если рассмотреть пример и идти в тупую, то оказывается, что активная мощность может быть отрицательна. Пример : Допустим вы потребляете электрическую энергию дома и у вас стоит электрический счётчик активной мощности. И тут вы притащили домой свой генератор, подключили и начали электроэнергию не потреблять, а отдавать в общую сеть. И что произойдёт со счётчиком? правильно — он уменьшит показания, тоесть к показаниям до генератора прибавится отрицательная активная мощность (Но все же это не так)
http://xn--b1agsdjmeuf9e.xn--p1ai/%D. 1%D1%82%D1%8C/

Если вы не отдаете в сеть, а только потребляете, то отрицательной активной быть просто не может. Реактивка да, легко. Даже полная вряд ли будет отрицательной.

Источник

Коэффициент мощности и гармоники в электросети

Контроллер компенсаторной установки для увеличения cos φ

В прошлой статье я рассказал при исследование качества электроэнергии при помощи анализатора HIOKI. Там я обещал продолжить рассказ и поделиться своими знаниями по таким понятиям, как коэффициент мощности (известный в народе как cos φ) и гармоники питающего напряжения.

Кроме того, расскажу, что такое PF, DPF, и докажу, что косинус и синус – две большие разницы! 🙂

Для примера разберём, как обстоят дела с косинусом и гармониками на предприятии, которое мы обследовали совместно с “ИК Энергопартнер”.

Косинус угла в электротехнике

Кто хочет, почитайте про cos φ в Википедии, а я расскажу своими словами.

Итак, что такое косинус в электротехнике? Дело в том, что есть такое явление, как сдвиг фаз между током и напряжением. Он происходит по разным причинам, и иногда важно знать о его величине. Сдвиг фаз можно измерить в градусах, от 0 до 360.

На практике степень реактивности (без указания индуктивного либо емкостного характера) выражают не в градусах, а в функции косинуса, и называют коэффициентом мощности:

Полная мощность является геометрической суммой активной Р и реактивной Q мощностей, поэтому формулу коэффициента мощности можно записать в следующем виде:

Формула коэффициента мощности через активную и реактивную мощности

На самом деле, всё не так просто, подробности ниже.

Легендарный Алекс Жук очень толково рассказал, что такое реактивная мощность, и всё по этой теме:

В видео подробно и доступно изложена вся теория по теме.

Размерности. Что в чём измеряется

Активная мощность Р ⇒ Вт (то, что измеряет домашний счетчик),

Реактивная мощность Q ⇒ ВАР (Вольт · Ампер Реактивный),

Полная мощность S ⇒ ВА (Вольт · Ампер).

Кстати, в стабилизаторах и генераторах мощность указана в ВА. Так больше. Маркетологи знают лучше.

Также маркетологи знают, что на потребителях (например, на двигателях) мощность лучше указывать в Вт. Так меньше.

Минусы и плюсы наличия реактивной составляющей

При питании нагрузки, имеющей только активный характер, сдвиг фаз между током и напряжений равен нулю. Этот случай можно назвать идеальным, при нем можно питающие сети используются полностью, поскольку нет потерь на бесполезную реактивную составляющую.

Реактивная составляющая не так бесполезна. Она формирует электромагнитное поле, нужное для адекватной работы реактивной нагрузки.

В реальной жизни нагрузка, как правило, имеет индуктивный характер (ток отстает от напряжения), и является активно-реактивной. Поэтому всегда, когда говорят о сдвиге фаз и о косинусе, имеют ввиду индуктивную нагрузку.

Основными источниками реактивной составляющей электроэнергии являются трансформаторы и асинхронные электродвигатели.

Чисто реактивная нагрузка бывает только в учебнике. Реально за счет потерь всегда присутствует и активная составляющая тоже.

Реактивная составляющая мощности питания является негативным фактором, поскольку:

По приведенным причинам необходимо понижать долю реактивной мощности в сети (повышать косинус) – это выгодно и энергоснабжающим организациям, и потребителям с распределенными сетями.

Пример: Для передачи определенной мощности нужен ток 100 А при cos φ = 1. Однако, при cos φ = 0,6 для обеспечения той же мощности нужно будет передать ток 166 А! Соответственно, нужно думать о повышении мощности питающей сети и увеличении сечения проводов…

Реактивная мощность – это часть мощности источника питания, эта мощность была накоплена в магнитном поле, а затем возвращена обратно источнику.

Как компенсируют реактивную составляющую мощности?

Для понижения (компенсации) индуктивного характера реактивной составляющей используют введение емкостной составляющей в нагрузку, которая имеет положительный сдвиг фаз напряжения и тока (ток опережает напряжение). Реализуется это путем подключения параллельно нагрузке конденсаторов необходимой емкости. В результате происходит компенсация, и нагрузка со стороны питающей сети становится активной, с малой долей реактивной составляющей.

Компенсаторная установка на контакторах

Важно, чтобы не происходило перекомпенсации. То есть, даже после компенсации косинус не должен быть выше 0,98 – 0,99, и характер мощности всё равно должен оставаться индуктивным. Ведь компенсация имеет ступенчатый характер (контакторами переключаются трехфазные конденсаторы).

Конденсатор компенсатора реактивной мощности

Однако, для конечного потребителя компенсация реактивной мощности не имеет особого смысла. Польза в её компенсации есть только там, где имеются длинные сети передачи, которые “забиваются” реактивной мощностью, что в итоге снижает их пропускную способность.

Поэтому компенсация реактивной мощности относится к вопросу энергосбережения – она позволяет экономить расход топлива на электростанциях, и выработку бесполезной реактивной энергии, которая в конечном счете преобразуется в тепловую энергию и выбрасывается в атмосферу.

На предприятиях учитывается и активная, и реактивная потребляемые мощности, и при составлении договора оговаривается минимальное значение коэффициента мощности, которое нужно обеспечить. Если косинус упал – включается повышающий коэффициент при оплате.

Отрицательный косинус

Из школьного курса геометрии известно, что cos (φ) = cos (-φ), то есть косинус любого угла будет положительной величиной. Но как же отличить индуктивную нагрузку от емкостной? Всё просто – электрики всех стран условились, что при емкостной нагрузке перед знаком косинуса ставится минус!

В практике пользования прибором анализа напряжения HIOKI у меня были случаи, когда значение косинуса было отрицательным. В последствии выяснилось, что была неправильно включена компенсаторная установка и произошла перекомпенсация. То есть cos φ Коэффициент реактивной мощности Тангенс φ

Часто более удобным является коэффициент реактивной мощности tg φ, который показывает отношение реактивной мощности к активной. Понятно, что при tg φ = 0 достигается идеал cos φ = 1.

Гармоники питающего напряжения

Кроме образования реактивной мощности, на промышленных предприятиях существует такой негативный фактор, как выработка гармоник напряжения питающей сети.

Гармоники – это та часть спектра питающего напряжения, которая отличается частоты промышленной сети 50 Гц. Как правило, гармоники образуются на частотах, кратных основной. Таким образом, 1-я (основная) гармоника имеет частоту 50 Гц, 2-я – 100, 3-я – 150, и так далее.

Для измерения гармоник напряжения существует формула:

Гармоники напряжения – формула расчета

Однако, эта формула не удобна на практике, поскольку не дает представления об уровне каждой гармонике в отдельности. Поэтому для практических целей используют формулу:

Коэффициент каждой гармоники напряжения

Таким образом, при измерении мы получим детальное распределение гармоник в спектре питающего напряжения, что позволит провести детальный анализ полученной информации и сделать правильные выводы.

Есть ещё гармоники тока, но там всё гораздо хуже…

На основе увеличения гармоник тока построен прибор для обмана счетчика. Кстати, там Автор прибора довольно убедительно доказал пользу своего изобретения)

PF или DPF?

Здесь надо сделать оговорку. Всё, что я говорил выше про косинус – относится к линейной нагрузке. Это означает, что напряжение и ток, хоть и гуляют по фазе, имеют форму синуса.

Но в реальном мире вся нагрузка не только не активная, но и не линейная. Значит, ток через неё имеет хоть и периодическую, но далеко не синусоидальную форму. Искаженная синусоида означает, что кроме первой гармоники имеются и другие, вплоть до бесконечности.

Вот как обстоят иногда дела:

Формы напряжения и тока при нелинейной нагрузке

Гармоники напряжения, тока и мощности

Обычно, когда нагрузка симметричная (трехфазные потребители), за счёт принципов работы все гармоники, кратные 2 и 3, почти отсутствуют. В итоге остаются в основном 5, 7, 11, 13 гармоники, имеющие частоты соответственно частоты 250, 350, 550, 650 Гц.

Поэтому надо понимать, что та теория, что я расписал выше – для идеальных условий (без нелинейных искажений), которых в реале не бывает. Либо, если пренебречь высшими гармониками тока, и взять только первую (50 Гц), что обычно и происходит в жизни.

И если подходить к терминологии строго, то cos φ и PF (Power Factor) – это не одно и то же. PF учитывает также все гармоники напряжения и тока. И с учетом нелинейности реальный PF будет меньше.

Для учета коэффициента мощности в приборе HIOKI есть параметр DPF (Displacement Power Factor, смещённый коэффициент мощности), который учитывает только первую гармонику и равен cos φ.

Коэффициенты мощности полный PF и смещённый DPF (для чистого синуса)

В итоге можно сказать, что справедливо выражение:

cos φ = DPF ≤ PF

Измерения на предприятии

При индуктивном характере нагрузки, который наблюдается на практике в большинстве случаев, ток отстает от напряжения (отрицательный сдвиг фаз), что видно на экране прибора HIOKI 3197 (табличные данные) при проведении измерений:

В данном случае видно, что ток отстает от напряжения примерно на 26°.

Из вышеприведенного измерения видно, что при угле отставания тока (сдвиге фаз) 26° cos φ = 0,898. Данный расчет подтверждается измеренным значением.

Измерение проводилось в течение около двух часов, за это время оборудование (нагрузка) циклически включалось и выключалось. За всё время измерения коэффициент нелинейных искажений напряжения THD не превысил 1,3% по каждой из фаз.

Результаты измерений приведены ниже:

Измеренные гармоники напряжения, тока и мощности

Режим мультиметра – на экране разные параметры

Для проверки проведём расчет по выше приведенной формуле для самых интенсивных гармоник (5, 7, 11):

Расчет гармоник напряжения

Как видно, остальные гармоники имеют пренебрежимо малый вес.

Временной график THD:

График THD (коэфта нелинейных искажений)

Временной график cosϕ:

Анализ полученных результатов обследования

На предприятии нужно было выбрать компенсирующую установку для увеличения коэффициента мощности. Но перед её покупкой было решено обратить внимание на гармоники.

Были реальные случаи, когда из-за высокого уровня гармоник напряжения взрывались и загорались конденсаторные установки

В ГОСТ 13109-97 указан допустимый уровень гармонических искажений по напряжению, равный 8%. По проведенным измерениям, этот уровень не превышен. Однако, при увеличении мощности в 5 раз можно ожидать увеличение процента гармоник (THD) в то же количество раз. Следовательно, возможно увеличение коэффициента гармоник с 2,3 % до 11,5 %.

Однако, по рекомендациям производителей для безопасной эксплуатации батарей конденсаторов установок стандартного исполнения уровень THD не должен превышать 2 %. При этом уровень гармоник тока не учитывается и ГОСТом не регламентируется.

Следовательно, необходимо применять совместно с конденсаторными установками фильтры высших частот (фильтрокомпенсирующие устройства).

Рекомендации по уменьшению гармонических составляющих питающего напряжения

Для уменьшения гармоник напряжение рекомендуется сделать следующее:

Для выполнения приведенных рекомендаций желательно обратиться к инструкциям производителей и специалистам.

Креме того, рекомендуется проверить состояние питающих проводов, кабелей, клемм, переходных сопротивлений силовых соединений фазных и нейтральных проводов, качество соединений заземления корпусов электроприборов и т.д. В результате обследования выявлены преобразователи с отключенным заземлением.

Рекомендации по выбору компенсирующих устройств реактивной мощности

Мощность компенсирующего устройства выбирается исходя из мощности нагрузки, а также существующего и желаемого коэффициентов мощности.

Для расчета параметров можно воспользоваться следующей методикой.

Определить из таблицы коэффициент К, который считается по формулам на основе углов фаз некомпенсированного и компенсированного питания:

Таблица для определения коэффициента выбора конденсаторов

Например, текущий cosϕ = 0,7, желаемый cosϕ = 0,96. Тогда К = 0,73.

Как я уже говорил, не рекомендуется компенсировать реактивную мощность полностью (до cosϕ = 1), так как при этом возможна перекомпенсация (за счет переменной величины активной мощности нагрузки и других случайных факторов)

Этот тот самый случай, когда к идеалу стремиться не нужно)

Далее, необходимую емкостную мощность конденсаторных батарей определяют по формуле: Qc = КP (ВАр).

Например, в нашем случае, при мощности 1000 кВт полная мощность конденсаторной батареи будет 730 кВАр.

При выборе конденсаторной батареи она должна обладать следующими параметрами (не хуже):

(рекомендации даны поставщиком КУ)

На этом всё. Если есть желание что-то добавить, или поправить меня – как всегда, рад вашим комментариям!

Источник