Форум за електроника

ko-pach

Да повдигна малко темата ...

gigant

ko-pach, объркал си понятията отвсякъде. Айде малко теоритична подготовка:
1. Моментна мощност на тока - това произведението на тока и напрежението в даден момент. Може да бъде положителна (когато тока и напрежението са в една посока) или отрицателна (когато са в различни посоки).
2. Средна мощност на тока - това е интеграл от моментната стойност на мощността за 1секунда, т.е. ако тока и напрежението са изменящи се величини се взима усредненото. Когато имаме синусоидални величини за напрежението и тока, мощността също е синусоидална величина и като се сметне сложния интеграл (достатъчно е за един период, после всичко се повтаря) се получава, че мощността е P=U*I*cos(fi), където U и I са ефективните стойности на напрежението, а fi е ъгъла на дефазиране между тях. Тая мощност се нарича активна, тя върши работата от гледна точка на консуматора и се мери във W. Освен нея се дефинира една друга, която се нарича реактивна и е числено равна на Q=U*I*sin(fi). Тая мощност всъщност не се консумира, тя само се обменя между източника и консуматора, т.е. консуматора дръпва за малко от източника, после му я връща обратно, и така 50 пъти в секундата. Мери се в VAr. Дефинира се и една трета мощност, която е векторна сума на първите две и е числено равна на S=U*I и се мери във VA. По подробно, с картинки и графики, го има тук
3. Енергията е произведението от мощността и времето - мери се в джаули, 1J=1W*1s. За енергоснабдяването е твърде малка и затова се ползва много по-голямата киловат-час 1kWh=3600s*1000W=3600000J. Понеже има три дефинирани мощности, има и три дефинирани енергии - активна, реактивна и пълна, съответно kWh, kVAhr и kVAh. Електромерите са два вида - единия вид мери активната, другия вид реактивната. Вероятно има и комбинация от двата, дето мерят и едната, и другата, но ги мерят поотделно и ги натрупват поотделно. На битовите консуматори, както и на малките фирми с инсталирана мощност под 100кВ се слага САМО електромер за активна енергия и те плащат САМО за нея. Така е по закон, така го пише и в договора, дето си го цитирал. Тъй като реактивната енергия е безполезна за консуматора, но вредна са ЕРП (подгрява им жиците и трансформаторите, за тях това си е загуба), те се стремят да накарат големите консумтори да си оправят фактора на мощността (cos(fi)), затова им слагат електромери за рективна енергия с наказателни тарифи. Ако консуматора инвестира в някакъв регулатор на фактора на мощността и си го оправи - няма наказание, и той плаща само за активната енергия. Битовите консуматори имат добър фактор и са сравнително малки, затова там слагането на втори електромер е безсмислено, те имат само електромер за активна енергия и плащат само нея.

Пример за по-лесно разбиране - имаш за източник акумулатор 12V и консуматор резистор 12ома - консуматора (резистора) консумира от източника (акумулатора) 1А, или 12V*1A=12W във всеки един момент, като понеже тока и напрежението са в една посока това е +12W. Ако обаче включиш тоя акумулатор към едно зарядно и му пуснеш заряден ток 1А, тока и напрежението са в различни посоки и консумацията от източника (акумулатора) е отрицателна -12W, т.е. източника не отдава енаргия, а я консумира, в случая за да се зарежда. Дотук беше лесното, защото напрежението е постоянно. Когато източника е на променливо напрежение, примерно заменим акумулатора с трансформатор 12V/50Hz, нещата малко се усложняват - в тоя случай напрежението се мени по синусоидален закон с период 20мс и придобива стойности от +16.97V до -16.97V, a тока от +1.414A до -1.414А. Понеже товара е резистор обаче, тока и напрежението са във фаза и винаги са в една и съща посока, през цялото време моментната мощност е положителна и се колебае от 0 до 24W, пак по синусоида, макар и с честота 100Hz. Сега ако интегрираш (сиреч усредниш) тая мощност за един период се получава точно 12W, т.е. за консуматора (резистора) няма разлика, ефекта е един и същ. Затова и е прието да се използва ефективната стойност на променливотоковите величини за измерването им, а не амплитудната примерно. Ако вземеш един мултицет и измериш напрежението и тока ще получиш 12V и 1А, като ги умножиш - S=12VA за пълната, fi e 0, значи P=12W, Q=0VAr.

Нека сега махнем резистора и на негово място сложим дросел с индуктивност 38.2mH - на 50Hz съпротивлението му пак 12ома, но не активно, а индуктивно. Което ще рече, че тока вече е дефазиран на -90градуса спрямо напрежението, т.е. тока е нулев когато напрежението максимално. Ако си нарисуваш синосоидите, ще видиш, че пет милисекунди тока и напрежението са в една посока, после пет милисекунди са в различни, т.е. пет милисекунди дросела консумира от източника, а през следващите пет си я връща обратно. Или в тоя случай уреда пак ще покаже 12V и 1А, S=U*I=12VA, fi=-90*, Q=12VAr, P=0W. Същото ще стане ако на мястото на дросела сложиш кондензатор 265.4 микрофарада, само дето дефазирането ще е наобратно и fi=+90*.

Ако товара ти смесен, примерно включиш дросела и резистора в паралел (един добър еквивалент на характера на товара на асинхронен двигател) - ще се получат следните резултати - напрежение 12V, ток през резистора 1А (fi=0), ток през дросела 1А (fi=-90*), ток на изхода на трансформатора 1.414А (fi=-45*), мощностите за трансформатора са S=U*I= 16.97VA, P=12W, Q=12VAr. И какво излезе - резистора консумира 1А, на нас това ни трябва за да се греем (или да си въртим мотора), това ни е полезната мощност, но през намотките на трансформатора тече 1.414А и ги загрява повече - от гледна точка на доставчика това са си загуби. Електромера за активна енергия ще натрупа само 12W активна, ако има електромер за реактивна - той ще си натрупа неговите 12VAr и накрая на месеца ще добиеш 2 сметки - една за активната по нормалната цена и една за рективната по наказателната тарифа, дето е двойна.
Сега ако добавиш и кондензатора в паралел (това правят косинусфи регулаторите) - ще имаш три тока по един ампер, но тока на дросела и на кондензатора са в противофаза и се вадят, при което тока на трансформатора ще стане 1А. С други думи реактивната енергия ще циркулира напред-назад между дросела и кондензатора, без да минава по жиците на ЕРП и да ги подгрява, и без да се отчита от електромера за реактивна енергия.

Така че за твоя случай с лампата - битовия ти електромер ще натрупа само 17-те вата, дали е 33VA, или 133VA - няма значение.

Филипов

Пак ли се дъвче едно и също?

А първо си изяснете понятията.

Активна и реактична мощност има при реактивен товар (консуматор). За битовия консуматор както вече беше изяснено няма никакво значение, тъй като плаща САМО АКТИВНА енергия.

PFC има място при импулсно захранване, когато става изправяне на мрежовото напрежение и става натрупване в кондензатор. Тогава има консумация само когато моментната стойност на мрежовата синусоида е над натрупаното напрежение в електролита. За практически цели - отрязъкът 290 - 342V при номинално. В останалото време кинсумацията е 0. И като се разложи една такава сложна крива на токовата консумация в ред на Фурие излизат един куп хармонични с разни фази. Какво показват електромерите на тях - зависи и не е съвсем ясно. При всички обстоятелства много такива консуматори изкривяват синусоидата, внасят смущения и допълнителни високочестотни загуби в съоръженията на ЕРП. Ето защо има евродиректива за се слага PFC корекция на захранванията над определена мощност.
_________________
Ако двамата имаме по една ябълка и ги разменим, пак ще имаме по една.
Ако двамата имаме по една идея и ги разменим, ще имаме по две!
Oтопление и ВиК. Интелигентни отплителни системи. Проектиране продажба доставка монтаж

gigant

Казаното от Филипов е безусловно вярно, това с хармониците довежда до факта, че мощността не е със синусоидална форма на 100Hz, а има и хармоници. И всеки един хармоник си ги има и активната, и реактивната съставка. Виж, cos(fi) вече си губи смисъла и PF вече не съвпада с него. Затова на всички такива консуматори има табелка за активната мощност (в случая 17W) и пълната (в случая 33VA), a на моторите примерно си седи косинуса. Ако производителя е коректен и написал верни данни, електромера (или ватметъра) би трябвало да отчете 17W в конкретния случай.

Как ще се държи електромера с несинусоидална мощност - не мога да кажа за всички, но съм правил експеримент с електронен електромер с чип на AnalogDevices ADE7755 (много голяма част от електронните електромери у нас са с такива или подобни), електромера - нов, проверен в метрологична лаборатотия, с всичките му тапии. Опитна постановка: електромер, гретц, кондензатор 470микрофарада и товар около 50W на изправеното , резултата: мери вярно, само активната мощност. Грешката между измереното с ампер- и волт-метър на правото напрежение и измереното с електромера на входа беше около един ват, или 2%. Като вероятно част от тая грешка е заради колебанията на мрежовото по време на експеримента, част е и за загубите в гретца. По PDF грешката трябва да е части от процента при PF 0.5-1.

RM

ko-pach