Що таке активна і реактивна електроенергія?

Розрахунок електричної енергії, використовуваної побутовим або промисловим електротехнічним приладом, здійснюється зазвичай з урахуванням повної потужності електричного струму, що проходить через вимірювану електричний ланцюг. При цьому виділяються два показники, що відображають витрати повній потужності при обслуговуванні споживача. Ці показники називаються активна і реактивна енергія. Повна потужність являє собою суму цих двох показників. Про те, що таке активна і реактивна електроенергія і як перевірити суму нарахованих оплат, спробуємо розповісти в цій статті.

Повна потужність

За практиці споживачі оплачують не корисно потужність, яка безпосередньо використовується в господарстві, а повну, яку відпускає підприємство-постачальник. Розрізняють ці показники по одиницях виміру - повна потужність вимірюється в вольт-амперах (ВА), а корисна - в кіловатах. Активна й реактивна електроенергія використовується всіма живити від мережі електроприладами.

Активна електроенергія

Активна складова повної потужності виконує корисну роботу і перетворюється в ті види енергії, які потрібні споживачеві. У частини побутових і промислових електроприладів в розрахунках активна і повна потужність збігаються. Серед таких пристроїв - електроплити, лампи розжарювання, електропечі, обігрівачі, праски та прасувальні преси та інше.

Якщо в паспорті вказана активна потужність 1 кВт, то повна потужність такого приладу становитиме 1 кВА.

Поняття реактивної електроенергії

Цей вид електроенергії притаманний ланцюгах, у складі яких є реактивні елементи. Реактивна електроенергія - це частина повної поступаемой потужності, яка не витрачається на корисну роботу.

У електроланцюгах постійного струму поняття реактивної потужності відсутня. У ланцюгах змінного струму реактивна складова виникає тільки в тому випадку, коли присутня індуктивна або емкостная навантаження. У такому випадку спостерігається невідповідність фази струму з фазою напруги. Даний зсув фаз між напругою і струмом позначається символом «phi-».

При індуктивному навантаженні в ланцюзі спостерігається відставання фази, при ємнісний - її випередження. Тому споживачеві приходить тільки частина повної потужності, а основні втрати відбуваються через марного нагрівання пристроїв і приладів в процесі експлуатації.

Втрати потужності відбуваються через наявність в електричних пристроях індуктивних котушок і конденсаторів. Через них в ланцюзі протягом деякого часу відбувається накопичення електроенергії. Після цього запасені енергія надходить назад у ланцюг. До приладів, у складі споживаної потужності яких є реактивна складова електроенергії, належать переносні електроінструменти, електродвигуни та різна побутова техніка. Ця величина розраховується з урахуванням особливого коефіцієнта потужності, який позначається як cos phi-.

Розрахунок реактивної електроенергії

Коефіцієнт потужності лежить в межах від 0,5 до 0,9- точне значення цього параметра можна довідатися з паспорта електроприладу. Повна потужність повинна бути визначена як частка від ділення активної потужності на коефіцієнт.

Наприклад, якщо в паспорті електричного дриля вказана потужність в 600 Вт і значення 0,6, тоді споживана пристроєм повна потужність буде рівна 600/06, тобто 1 000 ВА. При відсутності паспортів для обчислення повної потужності приладу коефіцієнт можна брати рівним 0,7.

Оскільки одним з основних завдань діючих систем електропостачання є доставка корисної потужності кінцевому споживачеві, реактивні втрати електроенергії вважаються негативним фактором, і зростання цього показника ставить під сумнів ефективність електроланцюзі в цілому. Баланс активної та реактивної потужності в ланцюзі може бути наочно представлений у вигляді цього забавного малюнка:

Значення коефіцієнта при обліку втрат

Чим вище значення коефіцієнта потужності, тим менше будуть втрати активної електроенергії - а значить кінцевому споживачеві споживана електрична енергія обійдеться трохи дешевше. Для того щоб підвищити значення цього коефіцієнта, в електротехніці використовуються різні прийоми компенсації нецільових втрат електроенергії. Компенсуючі пристрої являють собою генератори випереджаючого струму, що згладжують кут зсуву фаз між струмом і напругою. Для цієї ж мети іноді використовуються батареї конденсаторів. Вони підключаються паралельно до робочої ланцюга і використовуються як синхронні компенсатори.

Розрахунок вартості електроенергії для приватних клієнтів

Для індивідуального користування активна і реактивна електроенергія в рахунках не розділяється - у масштабах споживання частка реактивної енергії невелика. Тому приватні клієнти при споживанні потужності до 63 А оплачують один рахунок, в якому вся споживана електроенергія вважається активною. Додаткові втрати в ланцюзі на реактивну електроенергію окремо не виділяються і не оплачуються.

Облік реактивної електроенергії для підприємств

Інша справа - підприємства та організації. У виробничих приміщеннях і промислових цехах встановлено величезне число електрообладнання, і в загальній поступаемой електроенергії є значна частина енергії реактивної, яка необхідна для роботи блоків живлення і електродвигунів. Активна й реактивна електроенергія, що поставляється підприємствам і організаціям, потребує чіткого поділі і іншому способі оплати за неї. Підставою для регуляції відносин підприємства-постачальника електроенергії і кінцевих споживачів в цьому випадку виступає типовий договір. Згідно з правилами, встановленими в цьому документі, організації, що споживають електроенергію понад 63 А, потребують особливого пристрої, предоставляющем показання реактивної енергії для обліку та оплати.

Мережеве підприємство встановлює лічильник реактивної електроенергії та нараховує оплату згідно його показаннями.

Коефіцієнт реактивної енергії

Як говорилося раніше, активна і реактивна електроенергія в рахунках на оплату виділяються окремими рядками. Якщо співвідношення обсягів реактивної та спожитої електроенергії не перевищує встановленої норми, то плата за реактивну енергію не нараховується. Коефіцієнт співвідношення буває прописаний по-різному, його середнє значення становить 0,15. При перевищенні даного порогового значення підприємству-споживачеві рекомендують встановити компенсаторні пристрою.

Реактивна енергія в багатоквартирних будинках

Типовим споживачем електроенергії є багатоквартирний будинок з головним запобіжником, що споживає електроенергію понад 63 А. Якщо в такому будинку є виключно житлові приміщення, плата за реактивну електроенергію не стягується. Таким чином, мешканці багатоквартирного будинку бачать в нарахуваннях оплату тільки за повну електроенергію, поставлену в будинок підприємством-постачальником. Та ж норма стосується житлових кооперативів.

Окремі випадки обліку реактивної потужності

Бувають випадки, коли в багатоповерховій будівлі є і комерційні організації, і квартири. Постачання електроенергії в такі будинки регулюється окремими Актами. Наприклад, поділом можуть служити розміри корисної площі. Якщо у багатоквартирному будинку комерційні організації займають менше половини корисної площі, то оплата за реактивну енергію не нараховується. Якщо пороговий відсоток був перевищений, то виникають зобов`язання оплати за реактивну електроенергію.

У ряді випадків житлові будинки не звільняються від оплати за реактивну енергію. Наприклад, якщо в будинку встановлено пункти підключення ліфтів для квартир, нарахування за використання реактивної електроенергії відбувається окремо, лише для цього обладнання. Власники квартир раніше оплачують лише активну електроенергію.

Розуміння сутності активної та реактивної енергії дає можливість грамотно розрахувати економічний ефект від установки різних компенсаційних пристроїв, що знижують втрати від реактивного навантаження. Згідно зі статистикою, такі пристрої дозволяють піднімати значення cos phi- від 0.6 до 0.97. Тим самим автоматичні компенсаторні пристрої допомагають заощадити до третини надається споживачеві електроенергії. Значне зменшення теплових втрат збільшує термін експлуатації приладів і механізмів на виробничих дільницях та знижує собівартість готової продукції.