Что такое мощность в электроэнергетике

Оптимальные
Инженерные решения
в Электроэнергетике

Будьте в курсе новостей
Текущее время

Основные темы

Что такое кВА, кВт, кВАр, Cos(ф)?

В данной статье мы рассмотрим что все-таки такое кВА, кВт, кВАр? Что каждая величина обозначает и в чем физический смысл данных величин.
Что такое кВА? кВА — самое загадочное слово для потребителя электроэнергии, равно как и самое важное. Если быть точным, то следует отбросить приставку кило- (10 3 ) и получим исходную величину (единицу измерения) ВА, (VA), Вольт-Амперы. Эта величина характеризует Полную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе СИ – S. Полная электрическая мощность – это геометрическая сумма активной и реактивной мощности, находимая из соотношения: S 2 =P 2 +Q 2 , либо из следующих соотношений: S=P/ cos(φ) или S=Q/sin(φ). Физический смысл Полной мощности заключается в описании всего расхода электрической энергии на выполнение какого-либо действия электрическим аппаратом.

Соотношение мощностей можно представить в виде Треугольника мощностей. На треугольнике буквами S(ВА), P(Вт), Q(ВАр) обозначены Полная, Активная, Реактивная мощности соответственно. φ — угол сдвига фаз между напряжением U(В) и током I(А), именно он по-сути и отвечает за увеличение Полной мощности у электроустановки. Максимум производительности электроустановки будет при Cos(φ) стремящимся к 1.

Что такое кВт? кВт – более загадочное слова чем, кВА. Опять же отбросим приставку кило- (10 3 ) и получим исходную величину (единицу измерения) Вт, (W), Ватт. Эта величина характеризует Активную потребляемую электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе СИ – P. Активная потребляемая электрическая мощность – это геометрическая разность полной и реактивной мощности, находимая из соотношения: P 2 =S 2 -Q 2 , либо из следующего соотношения: P=S* cos(φ) .
Активную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на совершение полезного действия электрическим аппаратом. Т.е. на выполнение «полезной» работы.
Остается менее всего используемое обозначение – кВАр. Опять же отбросим приставку кило- (10 3 ) и получим исходную величину (единицу измерения) ВАр, (VAR), Вольт-ампер реактивный. Эта величина характеризует Реактивную электрическую мощность, имеющую принятое буквенное обозначение по системе СИ – Q. Реактивная электрическая мощность – это геометрическая разность полной и активной мощности, находимая из соотношения: Q 2 =S 2 -P 2 , либо из следующего соотношения: Q =S* sin(φ).
Реактивная мощность может иметь индуктивный (L) или емкостной (С) характер.
Характерный пример Реактирования электроустановки: воздушная линия относительно «земли» характеризуется емкостной составляющей, её можно рассматривать как плоский конденсатор с воздушным промежутком между «пластинами»; в то время как ротор двигателя имеет ярко выраженный индуктивный характер, представляясь нам намотанной катушкой индуктивности.
Реактивную мощность можно описать как часть Полной мощности, затрачиваемую на переходные процессы имеющие внутри себя емкостную и индуктивную составляющие. В отличие от Активной мощности, Реактивная мощность не выполняет «полезной» работы, при работе электрического аппарата.
Подведем итоги: Любая электроустановка характеризуется двумя основными показателями из представленных: Мощностью (Полной (кВА), Активной (кВт)) и косинусом угла сдвига напряжения относительно тока — Cos(φ) . Соотношения значений приведены в статье выше. Физический смысл Активной мощности – выполнение «полезной» работы; Реактивной – расходование части энергии на переходные процессы, чаще это потери на перемагничение.

Примеры получения одной величины из другой:
Дана электроустановка с показателями: активная мощность (P) — 15кВт, Cos(φ)=0,91. Таким макаром полная мощность (S) будет составлять — P/Cos(φ)=15/0,91=16,48кВА. Рабочий ток электроустановки всегда основывается на полной мощности (S) и составляет для однофазной сети — I=S/U=15/0,22=68,18А, для трехфазной сети — I=S/(U*(3)^0,5))=15/(0,38*1,73205)=22,81А.
Дана электроустановка с показателями: полная мощность (S) — 10кВА, Cos(φ)=0,91. Таким макаром активная составляющая мощности (P) будет составлять — S*Cos(φ)=10*0,91=9,1кВт.
Дана электроустановка — ТП 2х630кВА с показателями: полная мощность (S) — 2х630кВА, требуется выделить активную мощность. Для многоквартирного жилья с электроплитами применим Cos(φ)=0,92. Таким макаром активная составляющая мощности (P) будет составлять — S*Cos(φ)=2*630*0,92=1159,2кВт.

Что такое мощность в электроэнергетике

Оптимальные
Инженерные решения
в Электроэнергетике

Будьте в курсе новостей
Текущее время

Основные темы

Определения понятия «Мощность» в электроэнергетике

Предлагаем Вашему вниманию собранные в одном месте понятия «Мощности»:

Трансформаторная мощность — это суммарная мощность трансформаторов энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии исчисляемая в мегавольт-амперах (МВА)

Заявленная мощность — предельная величина потребляемой в текущий период регулирования мощности, определенная соглашением между сетевой организацией и потребителем услуг по передаче электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах (10 6 Ватт )

Максимальная мощность — величина мощности, обусловленная составом энергопринимающего оборудования и технологическим процессом потребителя, исчисляемая в мегаваттах (10 6 Ватт )

Присоединенная мощность — совокупная величина номинальной мощности присоединенных к электрической сети (в том числе опосредованно) трансформаторов и энергопринимающих устройств потребителя электрической энергии, исчисляемая в мегавольт-амперах (МВА)

Мощность электроустановки (группы электроустановок) — Суммарная активная мощность, отдаваемая на этот момент времени генерирующей электроустановкой (группой электроустановок) приемникам электрической энергии, включая потери в электрических сетях [ ГОСТ 19431-84 ]

Установленная мощность электроустановки — Наибольшая активная электрическая мощность, с которой электроустановка может длительно работать без перегрузки в соответствии с техническими условиями или паспортом на оборудование [ ГОСТ 19431-84 ]

Присоединенная мощность электроустановки — Сумма номинальных мощностей трансформаторов и приемников электрической энергии потребителя, непосредственно подключенных к электрической сети [ ГОСТ 19431-84 ]

Мгновенная мощность — называется произведение приложенного к цепи мгновенного напряжения на мгновенное значение тока в этой цепи

Полная мощность — величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока I в цепи и напряжения U на её зажимах: S = U·I;

Единица полной электрической мощности — вольт-ампер (V·A, В·А);
Полная мощность имеет практическое значение, как величина, описывающая нагрузки, фактически налагаемые потребителем на элементы подводящей электросети (провода, кабели, распределительные щиты, трансформаторы, линии электропередачи), потому что эти нагрузки зависят от потребляемого тока, а не от фактически использованной потребителем энергии. Вот поэтому номинальная мощность трансформаторов и распределительных щитов измеряется в вольт-амперах (ВА) , а не в Ваттах

Расчетная мощность — величина ожидаемой мощности на данном уровне электроснабжения. Данная мощность является важнейшим показателем, исходя из нее выбирается электрооборудование. Расчетная мощность показывает фактическую величину потребления энергопринимающими устройствами и находится в зависимости от конкретного потребителя (многоквартирные дома, различные отрасли производства). Получение величины расчетной мощности представляет собой сложную задачу, в какой должны учитываться различные факторы, такие как сезонность нагрузки, особенности технологии. На основании статистических данных разработаны таблицы коэффициентов использования, по которым величина расчетной мощности находится как произведение установленной мощности на коэффициент использования

Реактивная мощность — обусловлена способностью реактивных элементов накапливать и отдавать электрическую или магнитную энергию. Eмкостная нагрузка в цепи переменного тока за время половины периода накапливает заряд в обкладках конденсаторов и отдаёт его обратно в источник. Индуктивная нагрузка накапливает магнитную энергию в катушках и возвращает её в источник питания в виде электрической энергии. Реактивная мощность в сети может быть, как избыточная, так и дефицитная это обусловлено характером установленного оборудования. Избыточная реактивная мощность (преобладает емкостной характер сети) приводит к повышению напряжения сети, в то время как дефицитная (преобладание индуктивного характера сети) к снижению напряжения. Поскольку в распределительных сетях почти всегда индуктивность преобладает над емкостью, т.е. имеется дефицит реактивной мощности, то в сеть искусственно вносятся емкостные элементы, призванные скомпенсировать индуктивный характер сети, как следствие уменьшить фазовый сдвиг между напряжением сети и током, а это значит передать потребителю в основном только активную мощность, а реактивную «генерировать» на месте. Этот принцип широко используют сетевые компании, обязывающие потребителей устанавливать компенсационные устройства, однако же установка данных устройств нужна в основном сетевой компании, а не каждому потребителю в отдельности. Измеряется в Вольт-Амперах реактивных (ВАр)

Разные мощности в электроэнергетике

В электроэнергетике под понятием «мощность», зависимо от того какая она, понимается много разных величин.

Давайте попробуем их систематизировать и разобраться чем они отличаются друг от друга.

Максимальная мощность — наибольшая величина мощности, определенная к одномоментному использованию энергопринимающими устройствами (объектами электросетевого хозяйства) в соответствии с документами о технологическом присоединении и обусловленная составом энергопринимающего оборудования (объектов электросетевого хозяйства) и технологическим процессом потребителя, в пределах которой сетевая организация принимает на себя обязательства обеспечить передачу электрической энергии, исчисляемая в мегаваттах .

Если потребитель включил все свои энергопринимающие устройства, то за час его потребление не должно превышать величины максимальной мощности, установленной в Акте об осуществлении технологического присоединения (Акте разграничения балансовой принадлежности). В пределах максимальной мощности и не изменяя схему внешнего электроснабжения потребитель может осуществлять свое потребление не согласовывая его с сетевой организацией или гарантирующим поставщиком (энергосбытовой организацией).

За превышение максимальной мощности законодательством предусмотрены серьезные санкции.

Порядок определения превышения максимальной мощности (превышение в месяц, за час или мгновенное превышение) в текущее время законодательно не урегулирован.

Увеличить объем максимальной мощности или изменить схему внешнего электроснабжение можно при помощи процедуры технологического присоединения.

Как регулируют напряжение ЛЭП? Шунтирующий реактор #энерголикбез #за5мин

Разрешенная мощность — в текущее время такой термин в законодательстве отсутствует. Часто его используют как синоним максимальной мощности.

Это определение утратило силу при утверждении Правил розничных рынков электроэнергии (Постановления Правительства от 4 Мая 2023 г. №442). Однако на оптовом рынке до сего времени присоединенная мощность используется. Например, при определении необходимости оборудования точек поставки «транзитных потребителей» системой коммерческого учета, соответствующей требованиям оптового рынка электроэнергии. Для совокупности точек поставки, величина присоединенной мощности которых меньше 2,5% от присоединенной мощности предприятия достаточно создание технического учета.

Хоть определение присоединенной мощности сейчас и отсутствует, под ней понимается трансформаторная мощность потребителя, другими словами мощность вводных трансформаторов, определяемая в мегавольт-амперах.

Сетевая мощность — в законодательстве нет понятия сетевой мощности. Вместо этого короткого определения используется следующее: объем услуг по передаче электрической энергии, оплачиваемых потребителем электрической энергии (мощности) за расчетный период по ставке, отражающей удельную величину расходов на содержание электрических сетей, двухставочной цены (тарифа) на услуги по передаче электрической энергии. Так что ради сокращенности, всё-таки предлагаю использовать более кратное определение.

Сетевая мощность — это объем мощности оплачиваемой потребителями, применяющими в расчетах за услуги по передаче электрической энергии двухставочный тариф. Объем сетевой мощности умножается на ставку на содержание объектов электросетевого хозяйства.

Объем сетевой мощности — равен среднему арифметическому значению из максимальных значений в каждые рабочие сутки расчетного периода из суммарных по всем точкам поставки на должном уровне напряжения, относящимся к энергопринимающему устройству (совокупности энергопринимающих устройств) потребителя электрической энергии (мощности) почасовых объемов потребления электрической энергии в установленные системным оператором плановые часы пиковой нагрузки.

Обычно, прочитав определение выше, никто не понимает как всё-таки определяется объем сетевой мощности. Поэтому на energo.blog есть статья «Расчет объема сетевой мощности» где приведен пошаговый алгоритм.

Покупная мощность (потребленная, оптовая). На оптовом рынке электрической энергии и мощности торгуются два товара — электрическая энергия и мощность. Если при оплате сетевой мощности потребитель компенсирует сетевой организации затраты на содержание объектов электросетевого хозяйства, то оплачивая покупную мощность, потребитель платит производителям электроэнергии на оптовом рынке за генерирующее оборудование, на котором возможно производить электрическую энергию.

Другими словами снова и грубо:

Сетевая мощность — плата за столбы, ЛЭП и трансформаторы
Покупная мощность — плата за турбины и энергоблоки.

Объем покупной мощности — равен среднему в месяц из значений потребления предприятия в часы пиковой нагрузки, в которые наблюдалось максимальное совокупное потребление по субъекту Российской Федерации, в каком находится предприятие.

Принципиальное отличие в расчете покупной и сетевой мощности заключается в том, что для сетевой мощности определяется максимальное потребление в часы пиковой нагрузки самого предприятия, а для покупной мощности берется час максимальной нагрузки региона и потребление именно в этот час принимается для расчета.

Таким макаром, в данный день величина электроэнергии для расчета покупной мощности может быть равной сетевой (если собственный пик совпадает с пиков региона), либо величина электроэнергии для расчета покупной мощности будет меньшей, чем величина электроэнергии для расчета сетевой мощности (если пики не совпадают). Таким макаром, объем оплачиваемой покупной мощности для предприятия будет всегда меньше, чем объем сетевой мощности.

Резервируемая максимальная мощность (резервируемая мощность) — рассчитывается как разность между максимальной мощностью и сетевой мощностью. Определяется для потребителей с максимальной мощностью более 670 кВт. В текущее время доводится до потребителей в информационных целях в счетах на оплату электроэнергии. ПАО «Россети» активно продвигают законопроект, согласно которому потребители вынуждены будут оплачивать резервируемую максимальную мощность, если она составляет более 40%, а затем вообще планируется переход на оплату услуг по передаче исходя из максимальной мощности. На дату написания статьи законопроект не принят.

Заявленная мощность — величина мощности, планируемой к использованию в предстоящем расчетном периоде регулирования, применяемая в целях установления тарифов на услуги по передаче электрической энергии и исчисляемая в мегаваттах.

Другими словами заявленная мощность используется только для расчетов между сетевыми организациями по индивидуальным тарифам на услуги по передаче электрической энергии. У потребителей электрической энергии применение заявленной мощности не законно.

Установленная мощность — электрическая мощность объектов по производству электрической и тепловой энергии на момент введения в эксплуатацию соответствующего генерирующего объекта.

Располагаемая мощность — максимальная технически возможная мощность электростанции с учетом ограничений и допустимого превышения над установленной мощностью отдельных агрегатов.

Потребители оплачивают генераторам объемы располагаемой мощности. Но не стоит сравнивать объемы располагаемой и покупной мощности — они не соответствуют из-за того, что в энергосистеме должен поддерживаться резерв генерирующих мощностей. Генераторы должны удовлетворить не только лишь спрос на фактическую мощность, да и обеспечить надежное электроснабжение в том числе при незапланированном увеличении спроса, также при аварийных ситуациях в энергосистеме. Из-за этого располагаемая мощность больше покупной на коэффициент резервирования мощности, который обычно составляет 1,5-2.

Что такое мощность в электроэнергетике

Содержание

Что такое мощность в электроэнергетике

Основные темы

Что такое кВА, кВт, кВАр, Cos(ф)?

Что такое кВА, кВт, кВАр, Cos(ф)?

Что такое мощность в электроэнергетике

Основные темы

Определения понятия «Мощность» в электроэнергетике

Определения понятия «Мощность» в электроэнергетике

Разные мощности в электроэнергетике

Как регулируют напряжение ЛЭП? Шунтирующий реактор #энерголикбез #за5мин

Что нужно знать об электроэнергетике

Реактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбез

Похожие статьи