Смещение фаз и реактивная мощность

Реактивная мощность необходима для создания электромагнитных полей машин, например, трехфазных электродвигателей, трансформаторов, сварочных установок и т.п. Поскольку эти поля непрерывно исчезают и возникают заново, реактивная мощность перемещается между генератором и потребителем. В отличие от активной мощности ее нельзя использовать, то есть преобразовать в другую форму энергии, поэтому она создает нагрузку на сеть электроснабжения и генераторные установки (генераторы и трансформаторы). Кроме того, из-за реактивного тока распределительные установки должны иметь большую мощность.

Поэтому целесообразно снижать возникающую индуктивную реактивную мощность в непосредственной близости от потребителя с помощью противодействующей емкостной реактивной мощности равной величины. Эту процедуру называют компенсацией. В ходе компенсации доля индуктивной реактивной мощности в сети снижается на величину реактивной мощности силового конденсатора или установки для компенсации реактивной мощности (КРМ). Генераторные установки и системы электропередачи освобождаются при этом от реактивного тока. Сдвиг фаз между током и напряжением уменьшается или, в идеальном случае, при коэффициенте мощности 1, полностью устраняется.

Коэффициент мощности (Power Factor) – это параметр, зависящий от таких сбоев в сети, как искажение или асимметрия. Он снижается при увеличении сдвига фаз между током и напряжением и при росте искажения кривой тока. Вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности к полной и является, таким образом, показателем эффективности использования нагрузкой электрической энергии. Чем больше коэффициент мощности, тем эффективнее используется электроэнергия, так выше КПД.

Коэффициент мощности – Power Factor (арифметический)

Коэффициент мощности может принимать только положительные значения

Cos (phi) – Fundamental Power Factor

• Для расчета cos (phi) используется только основная гармоническая составляющая.
• Знак cos (phi) (φ): "-" при выработке активной мощности; "+" при потреблении активной мощности.

Поскольку при нагрузке высшими гармониками невозможно указать единый угол сдвига фаз, нельзя путать коэффициент мощности λ и часто используемый коэффициент смещения cos(φ1). Из формулы

где I1 = эффективное значение первой гармоники тока, I = общий эффективный ток, g1 = доля первой гармоники тока и cos(φ1) = коэффициент сдвига. Видно, что только при синусоидальном напряжении и токе (g = 1) коэффициент мощности λ равен коэффициенту сдвига cos(φ1). Таким образом, только при синусоидальном напряжении и токе коэффициент мощности λ равен косинусу угла сдвига фаз φ и

равен коэффициенту мощности.

Регистрацию значений реактивной мощности производит любой анализатор качества электроэнергии.