In domeniul energiei electrice, una din cile de conservare a resurselor energetice o reprezint
imbuntirea factorului de putere i gospodrirea judicioas a energiei reactive in sistemul
electroenergetic. Un factor de putere ridicat reduce circulaia de putere reactiv din centralele
electrice spre consumatori, micorand pierderile de energie electric pan la un nivel minim
determinat de consumul tehnologic propriu. Se obine astfel o cretere a randamentelor
instalaiilor de transport, transformare i distribuie a energiei electrice, a siguranei de
funcionare i o mai bun utilizare a reelei electrice prin reducerea puterii aparente cu care este
incrcat.
5.1 Factorul de putere i implicaiile energetice
Sarcini rezistive, sarcini inductive, sarcini capacitive. Fie elementele simple de circuit ideale -
rezistor cu rezistena R, bobin cu inductivitatea L i reactana inductiv XL=wL, condensator cu
capacitatea C i reactana capacitiv XC=1/wC. Dac la bornele acestora se aplic o tensiune
sinusoidal u=O2xUxsinwt, curenii prin cele trei elemente de circuit sunt iR=O2xU/Rxsin wt, in faz
cu tensiunea, iL=O2xU/wLxsin (wt- p/2), defazat in urma tensiunii cu unghiul p/2, iC=O2xUwCxsin
(wt+ p/2), defazat inaintea tensiunii cu unghiul p/2 - figura 5.1.
Figura 5.1
Fie un circuit simplu, liniar, alctuit din elementele de circuit ideale R, L, C legate in
serie, la bornele cruia se aplic tensiunea sinusoidal u=O2xUxsin wt. Curentul prin circuit este
( )
( )
( )
i
U
R L C
t
arctg
L C
R
= x
+ -
x -
=
-
I -
2
1
1
2 2
2 2 w w
w j
j
w w
j p p
sin
, ,
Termenul Z = U I = R + ( L - C) 2 2 w 1w se numete impedana circuitului. Curentul este in
faz cu tensiunea, dac circuitul are un caracter rezistiv, reactana sa fiind nul wL=1/wC, este
defazat in urma tensiunii, dac circuitul are caracter inductiv, reactana inductiv fiind mai mare
i i
u u u
i
u
R L C i
IR
IL
-p/2 j
U U U
IC
U
+p/2
8-2
decat cea capacitiv, wL> 1/wC, respectiv este defazat inaintea tensiunii, dac circuitul are
caracter capacitiv, reactana inductiv fiind mai mic decat cea capacitiv wL<1/wC.
Puteri in regim sinusoidal monofazat. Fie un dipol electric (un circuit electric simplu).
Puterea instantanee le bornele dipolului este p=uxi.
Se numete putere activ valoarea medie pe o perioad T a puterii instantanee
P=p(t)dt/T=UxIxcosj, produsul dintre valorile efective ale tensiunii i curentului multiplicat cu
cosinusul unghiului de defazaj corespunztor. Cu observaia c U=ZxI, iar Zxcosj=R, se constat
c P=RxI2, adic puterea activ este puterea corespunztoare pierderilor prin efect Joule intr-un
element de circuit de rezisten R parcurs de un curent de valoare efectiv I. Puterea activ
exprim transformarea energiei electrice in alt form de energie util - mecanic (motoare),
termic (cuptoare), luminoas (iluminat), chimic (electroliz) .a. Puterea activ se msoar in watt [W].
Se numete putere reactiv produsul dintre valorile efective ale tensiunii i curentului
multiplicat cu sinusul unghiului de defazaj corespunztor Q= UxIxsinj. Puterea reactiv este Q<0
pentru un circuit capacitiv, Q=0 pentru un circuit rezistiv, respectiv Q>0 pentru un circuit
inductiv. Condensatoarele primind putere reactiv negativ sunt considerate "generatoare" de
putere reactiv (consumul de putere reactiv capacitiv este echivalent cu generarea de putere
reactiv inductiv). Dac la bornele unui consumator de putere, reactana inductiv este egal
cu reactana capacitiv, consumul de putere reactiv din reea este nul. Intre elementele ideale
de circuit - bobin/condensator - are loc un schimb de energii - energia inmagazinat in campul
electric al condensatorului We=CU2/2 este egal cu energia inmagazinat in campul magnetic al
bobinei Wm=LI2/2. Puterea reactiv se msoar in volt-amper-reactiv [VAr].
Se numete putere aparent produsul dintre valorile efective ale
tensiunii i curentului S= UxI. Puterea aparent exprim cea mai mare
putere activ care se poate realiza la o tensiune U i intensitate a
curentului I date S=max P, pentru cosj=1. Puterea aparent se msoar
in volt-amper [VA].
Puterile activ, reactiv i aparent satisfac relaiile (evidente din
"triunghiul puterilor", similar cu "triunghiul impedanei"):
S=OP2+Q2, Q/P=tgj, P=Sxcosj, Q=Sxsinj,
in care j este defazajul dintre tensiune i curent la bornele dipolului -
figura 5.2.
Puteri
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
