In einem Wechselstromkreis gibt es zwei Arten elektrischer Energie, die der Last von der Stromversorgung zugeführt werden: eine ist Wirkleistung und die andere ist Blindleistung. Spannung und Strom liegen in derselben Phase, das Netzteil versorgt die Last mit Strom und die Last wandelt die elektrische Energie in andere Energie um, die als Wirkleistung bezeichnet wird. Der Teil der Spannung und des Stroms in verschiedenen Phasen, die Stromversorgung und die Last tauschen elektrische Energie aus. Dieser Teil (mit Ausnahme der Leitungsverluste) der elektrischen Energie wird nicht in andere Energie (außer elektromagnetische Energie) umgewandelt, die als Blindleistung bezeichnet wird.
Wirkleistung
Wirkleistung ist die elektrische Leistung, die zur Aufrechterhaltung des normalen Betriebs elektrischer Geräte erforderlich ist, also die elektrische Leistung, die elektrische Energie in andere Energieformen (mechanische Energie, Lichtenergie, thermische Energie) umwandelt. Beispiel: Ein 5,5-Kilowatt-Motor wandelt 5,5 Kilowatt elektrische Energie in mechanische Energie um, um eine Wasserpumpe zum Pumpen von Wasser oder eine Dreschmaschine zum Dreschen von Getreide anzutreiben; Verschiedene Beleuchtungsgeräte wandeln elektrische Energie in Lichtenergie um, um das Leben und die Arbeit der Menschen zu beleuchten. Das Symbol der Wirkleistung wird durch P dargestellt und die Einheiten umfassen Watt (W), Kilowatt (kW) und Megawatt (MW).
Wirkleistung: In einem Wechselstromkreis wird der Durchschnittswert der von der Stromversorgung innerhalb eines Zyklus abgegebenen Momentanleistung (bzw. der vom Lastwiderstand aufgenommenen Leistung) als „Wirkleistung“ bezeichnet. Eine zu niedrige Wirkleistung führt zu erhöhten Leitungsverlusten, verringerter Kapazität und verringerter Geräteauslastung, was zu einer erhöhten Verschwendung elektrischer Energie führt.
Blindleistung
Induktive Lasten im Stromnetz (z. B. Motoren, Drosseln, Transformatoren, Induktionsheizgeräte und Schweißgeräte usw.) erzeugen unterschiedlich starke elektrische Hysterese, die sogenannte Induktivität.
Induktive Lasten zeichnen sich dadurch aus, dass selbst wenn die angelegte Spannung ihre Richtung ändert, die Hysterese der induktiven Last die Stromrichtung (z. B. vorwärts) für einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten kann. Sobald dieser Phasenunterschied zwischen Strom und Spannung besteht, wird negativer Strom erzeugt und ins Netz zurückgespeist. Wenn Strom und Spannung wieder in der gleichen Phase sind, wird die gleiche Menge elektrischer Energie benötigt, um in der induktiven Last ein Magnetfeld aufzubauen. Diese dem Magnetfeld entgegenwirkende elektrische Energie wird Blindleistung genannt.
Definition: In einem Stromkreis mit einer Induktivität oder einem Kondensator wird in jedem Halbzyklus die Energie der Stromversorgung in Magnetfeldenergie (oder elektrische Feldenergie) umgewandelt und gespeichert und dann wieder abgegeben, und die gespeicherte Magnetfeldenergie (oder elektrische Feldenergie) wird gespeichert wieder in den Kreislauf zurückgekehrt. Das Netzteil führt nur diesen Energieaustausch durch und verbraucht keine Energie. Den Leistungswert dieses Austausches nennen wir „Blindleistung“.
Blindleistung ist relativ abstrakt. Dabei handelt es sich um die elektrische Energie, die zum Austausch elektrischer und magnetischer Felder innerhalb eines Stromkreises sowie zum Aufbau und zur Aufrechterhaltung magnetischer Felder in elektrischen Geräten verwendet wird. Es verrichtet keine äußere Arbeit, sondern wird in andere Energieformen umgewandelt. Jedes elektrische Gerät mit elektromagnetischen Spulen verbraucht Blindleistung, um ein Magnetfeld aufzubauen. Beispielsweise benötigt eine 40-Watt-Leuchtstofflampe mehr als 40 Watt Wirkleistung (das Vorschaltgerät verbraucht auch einen Teil der Wirkleistung), um Licht zu emittieren, und benötigt außerdem etwa 80 Watt Blindleistung, damit die Vorschaltgerätspule erzeugt ein magnetisches Wechselfeld. Da es keine externe Arbeit leistet, wird es „reaktiv“ genannt. Das Symbol der Blindleistung wird durch Q dargestellt und die Einheit ist Var (Var) oder kVar (kVar).
Nachteile einer zu hohen Blindleistung:
1) Blindleistung führt zu einem Anstieg des Stroms und der Scheinleistung, was zu einer Verringerung der Systemkapazität führt;
2) Die Erhöhung der Blindleistung erhöht den Gesamtstrom und erhöht dadurch die Verluste von Geräten und Leitungen;
3) Der Spannungsabfall der Leitung nimmt zu und der Einfluss der Blindlast führt ebenfalls zu starken Spannungsschwankungen.
Nachdem die induktiven elektrischen Geräte im Verteilungsnetz, wie Transformatoren, Motoren, Schweißgeräte, Klimaanlagen, Waschmaschinen, Kühlschränke, Natriumlampen, Leuchtstofflampen usw., in Betrieb genommen wurden, müssen sie nicht nur Wirkleistung aus dem Strom aufnehmen Netz für die Arbeit, sondern absorbieren auch träge Energie. Arbeitsleistung erzeugt ein Magnetfeld, was für Stromkunden zu einem allgemein niedrigen natürlichen Leistungsfaktor führt. Unser Land legt Leistungsfaktorstandards fest, die für den Stromverbrauch von Stromkunden eingehalten werden müssen.
Blindleistung ist keineswegs nutzlose Energie, sie hat einen großen Nutzen. Der Motor muss ein rotierendes Magnetfeld aufbauen und aufrechterhalten, um den Rotor zu drehen und so eine mechanische Bewegung anzutreiben. Das Rotormagnetfeld des Motors wird durch die Gewinnung von Blindleistung aus der Stromquelle aufgebaut. Transformatoren benötigen außerdem Blindleistung, um in der Primärspule des Transformators ein Magnetfeld zu erzeugen und in der Sekundärspule Spannung zu induzieren. Ohne Blindleistung dreht sich der Motor daher nicht, der Transformator ändert die Spannung nicht und das Wechselstromschütz schließt nicht. Um dieses Problem anschaulich zu veranschaulichen, hier ein Beispiel: Der Bau ländlicher Wasserschutzgebiete erfordert Aushub und Erdtransport. Beim Transport von Erde werden Bambuskörbe mit Erde gefüllt. Der aufgenommene Boden ist wie Wirkkraft, und der leere Bambuskorb ist wie Blindkraft. , Bambuskörbe sind nicht nutzlos. Wie kann Erde ohne Bambuskörbe zur Böschung transportiert werden?
Unter normalen Umständen müssen elektrische Geräte nicht nur Wirkleistung von der Stromquelle beziehen, sondern auch Blindleistung von der Stromquelle. Wenn die Blindleistung im Stromnetz knapp ist, verfügen die elektrischen Geräte nicht über genügend Blindleistung, um ein normales elektromagnetisches Feld aufzubauen. Dann können diese elektrischen Geräte den Betrieb unter Nennbedingungen nicht aufrechterhalten und die Klemmenspannung der elektrischen Geräte sinkt. Dies beeinträchtigt den normalen Betrieb elektrischer Geräte.
Blindleistung hat gewisse nachteilige Auswirkungen auf die Stromversorgung und den Stromverbrauch, vor allem in:
(1) Reduzieren Sie die Wirkleistungsabgabe des Generators.
(2) Reduzieren Sie die Stromversorgungskapazität von Stromübertragungs- und -umwandlungsgeräten.
(3) Verursacht einen erhöhten Netzspannungsverlust und einen erhöhten Leistungsverlust.
(4) Führt zu einem Betrieb mit niedrigem Leistungsfaktor und einem Spannungsabfall, sodass die Kapazität elektrischer Geräte nicht vollständig genutzt werden kann.
Die von Generatoren und Hochspannungsleitungen gelieferte Blindleistung reicht bei weitem nicht aus, um den Bedarf der Verbraucher zu decken. Daher müssen im Stromnetz einige Blindleistungskompensationsgeräte zur Ergänzung der Blindleistung eingerichtet werden, um den Bedarf der Nutzer an Blindleistung sicherzustellen. Auf diese Weise können elektrische Geräte nur mit Nennspannung betrieben werden. Aus diesem Grund muss das Stromnetz Blindleistungskompensationseinrichtungen installieren.
