Circulatia de putere (energie) in reteaua de curent alternativ

Circulatia de putere (energie) in reteaua de curent alternativ

In orice retea de curent alternativ care, pe langa elementele active (rezistente), contine si elemente reactive (inductivitati, capacitati), circulatia de putere (energie) activa este insotita de o circulatie de putere (energie) reactiva.

Se reamintesc o serie de concluzii generale, cu referire la un circuit simplu (fig.4.1.1), in regim permanent sinusoidal (dipol electric, alimentat cu tensiunea si parcurs de curentul , determinat de sarcina conectata la bornele de iesire), dar care pot fi extinse si la circuitele polifazate.

Puterea instantanee p = ui este o marime periodica, avand o componenta constanta si o componenta variabila (oscilanta), de frecventa dubla; cand, in decursul unei perioade, puterea instantanee primita de un receptor este negativa, inseamna ca, de fapt, este cedata spre exterior, energia acumulata in campul electric al condensatoarelor sau in campul magnetic al bobinelor fiind partial restituita sursei de alimentare

Puterea activa P = U I cosj = RI² reprezinta, matematic, valoarea medie a puterii instantanee p luata pe un numar intreg de perioade (j fiind unghiul de defazaj intre u si i, iar R rezistenta circuitului); circulatia de putere activa are loc intr-un singur sens, de la generator la receptor;

Energia activa reprezinta componenta utila a energiei vehiculate in sistem, care poate fi transformata in alte forme de energie;

Puterea reactiva Q = U I sinj = XI² reprezinta amplitudinea componentei oscilante a puterii (X fiind reactanta circuitului), proportionala cu diferenta dintre valoarea medie a energiei campului magnetic al bobinelor si valoarea medie a energiei campului electric al condensatoarelor din circuit;

REFERAT: Ce sa faceti inainte de inundatie? REFERAT: Executarea si receptionarea ancorajelor metalice tip inel-con si dorn

Energia reactiva este proportionala cu valoarea medie pe un sfert de perioada a energiei furnizate de generator pentru crearea componentei alternative a campului electric si magnetic al capacitatilor si inductivitatilor, reprezentand energia schimbata reciproc de generator si receptor; in decursul unei perioade, energia campului electric si magnetic este trimisa de doua ori catre generator in retea si este reprimita de doua ori de generator din retea.

Energia reactiva nu este utilizabila practic, nefiind posibila conversia in alte forme de energie, dar incarca suplimentar reteaua electrica;

- Puterea aparenta S = UI =ZI² este definita de produsul pozitiv al valorilor efective ale tensiunii si curentului (putand fi exprimata in functie de impedanta totala a circuitului Z). In absenta receptoarelor deformante, puterea complexa S = P + jQ are modulul , relatie ilustrata grafic prin asa-numitul triunghi al puterilor (fig. 4.1.2);

puterea aparenta este puterea pe care generatorul este capabil sa o furnizeze receptorului daca acesta reprezinta o sarcina pur activa (o rezistenta ) si este o caracteristica a oricarui generator.

Factorul de putere cosj este o masura a ponderii puterii reactive in retea; la aceeasi valoare a puterii active, factorul de putere scade o data cu cresterea valorii puterii reactive.

Referitor la un sistem de alimentare uzual, trifazat echilibrat, simetric (fig. 4.1.3), se fac urmatoarele precizari si notatii:

- Circuitul trifazat simetric este echivalent cu suprapunerea a trei circuite monofazate identice. Intensitatea curentului I se refera la curentul printr-un singur conductor de linie (pe o faza a retelei); intensitatile curentului au aceeasi valoare efectiva in toate fazele, fiind insa defazati unul fata de altul cu 120 grade electrice;

- Tensiunile intre doua conductoare de linie (numite tensiuni de linie) U si intre un conductor de linie si conductorul neutru (numite tensiuni de faza) U_f sunt legate prin relatia:

- Notiunea de tensiune de faza ramane valabila si in absenta conductorului neutru (al patrulea conductor al retelei), definindu-se cu referire la un punct neutru artificial, obtinut prin conexiunile receptorului alimentat;

- Puterea totala reprezinta triplul puterii pe fiecare faza, calculata ca pentru un dipol la care U = U_f ;

- Avand in vedere relatia intre tensiuni, rezulta: