Potência Ativa vs Reativa em Sistemas de CA de Centrais: P, Q e Fator de Potência
A potência ativa vs potência reativa A comparação refere-se aos watts gerados em função dos voltímetros que mantêm campos magnéticos ou elétricos. A potência aparente é a combinação desses dois valores, expressa em voltampere. Nesta página, os três valores são apresentados da mesma forma que o medidor de potência mostra, sendo a compensação separada da filtragem harmônica.
O que a potência ativa faz no medidor de planta
A potência ativa é a energia média que efetivamente é transferida da fonte para a carga durante cada ciclo de corrente alternada. Os medidores reportam isso em watts ou quilowatts.
Caldeiras, iluminação de caráter resistivo e a potência mecânica de um motor utilizam todos essa coluna. A tensão e a corrente permanecem constantes em uma carga puramente resistiva, portanto a potência instantânea não varia.
No projeto de lei, considere o canal kW como “o que o processo utilizou”. As tarifas de energia geralmente começam por lá, mesmo quando a empresa de serviços públicos adiciona posteriormente um serviço de compensação ou um serviço de demanda. Essa coluna de kW é a história do trabalho, e não da área.
Potência reactiva vs potência ativa aparece limpo em uma captura de tela: um número sobe quando a linha está produzindo produto, o outro pode permanecer alto quando os motores simplesmente estão sendo excitados.
O que é a potência reactiva e por que os condutores ainda a utilizam
A potência reativa é a energia oscilante armazenada nos campos magnéticos dos indutores e dos motores, ou nos campos elétricos dos capacitores. Ela não adiciona trabalho líquido à carga durante um ciclo completo e é expressa em var ou kvar.
Se a carga for puramente reativa, a tensão e a corrente estarão a 90 graus de distância. A energia é transportada pelo campo durante um quarto de ciclo e retorna no próximo quarto.
Os cabos, o circuito elétrico e os enrolamentos dos transformadores ainda transmitem a corrente necessária para essa troca. A resistência da linha transforma parte dessa corrente em calor, mesmo quando a carga ideal em si não consome energia líquida.
Receptores de calor com um canal de kilowatt silencioso são comuns. Um suporte reativo fraco também pode diminuir a tensão em um ônibus local, o que é uma preocupação para a rede elétrica, além de ser um problema para a usina.
Potência aparente, Triângulo da Potência e Factor de Potência
A potência aparente é o produto da tensão RMS e da corrente RMS. Os engenheiros representam isso como a hipotenusa de um triângulo cujos lados são a potência ativa e a potência reactiva.
| Quantidade | Simbolo habitual | Unidade | O que um leitor de plantas deve tirar disso |
|---|---|---|---|
| Potência ativa (real, verdadeira) | P | W, kW | Rede de trabalho |
| Potência reativa | Q | var, kvar | Intercâmbio de campo |
| Potência aparente | S | VA, kVA | O que o equipamento de abastecimento deve ser capaz de transportar |
O fator de potência é a potência ativa dividida pela potência aparente. Quando o triângulo é estreito, a maior parte da potência útil é utilizada para o funcionamento do aparelho. Quando a Q aumenta, os mesmos quilowatts necessitam de mais corrente.
A IEC adotou o termo var como unidade de potência reactiva em 1930 para que essa coluna não fosse escrita em watts. Transformadores, geradores e muitas unidades de UPS ainda são identificados com kVA pela mesma razão: a temperatura é medida em voltas, e não em quilowatts.
Uma fórmula curta é suficiente para esta página: a potência aparente combina P e Q; o fator de potência é P dividido por S. A distorção em um alimentador VFD é uma história de medição separada.
Se você considerar um alimentador que serve um aquecedor de processo e um motor grande, a situação se torna evidente. O aquecedor aumenta a potência do motor. O motor adiciona uma potência variável mesmo com carga baixa, o que faz com que a potência nominal aumente mais rapidamente do que a equipe de produção espera.
AC versus DC e confusões com o conceito de ativo versus passivo
A potência reactiva neste sentido é uma situação de corrente alternada. A corrente contínua não apresenta um deslocamento de fase recorrente entre a tensão e a corrente, como acontece no caso da armazenagem e recuperação de energia em cada ciclo pelos componentes L e C.
As pessoas ainda pesquisam “o que é potência ativa versus passiva” após o mesmo campo de pesquisa do Google. Essa combinação geralmente significa circuitos ativos versus passivos ou hardware de correção do fator de potência ativo versus passivo, não P versus Q.
Se um diagrama de dados indicar “PFC ativo”, está falando de um front-end com comutação, não do canal de quilowatts no medidor da sua planta. Mantenha os dois vocábulos separados ou uma discussão sobre o assunto não terá sentido.
No Reino Unido e em muitos manuais escolares, a expressão “potência ativa” é mais utilizada; nas notas dos EUA, a expressão é “real” ou “verdadeira”. São a mesma coluna P.
Um medidor de planta dos EUA que imprime kW ainda mostra esse canal de potência ativa.
A compensação não é a mesma decisão que o filtragem harmônica
A compensação reativa altera o Q. A filtragem harmônica altera a corrente distorcida. Misturar essas funções é o erro comum e caro em um sistema de motor misto.
O fator de potência de deslocamento em um motor de indução com partida em linha é principalmente devido a variação magnética. Os capacitores com comutação foram a solução comum para esse tipo de queda na Q.
Muitos conversores de frequência variável apresentam um fluxo de corrente com grande distorção. Os capacitores nesse alimentador podem gerar uma ressonância em vez de “fixar a PF”.”
Do campo: Os fabricantes de equipamentos ainda perguntam se uma combinação de motores de linha cruzada e motores VFD pode usar condensadores em vez de filtros. Um assunto antigo Discussão no Eng-Tips diz isso de forma direta: os motores de indução são um problema de fator de potência e deslocamento; muitas unidades são um problema de fator de distorção e potência.
Se a questão da gravação for deslocamento versus distorção, use a opção existente. Deslocamento vs fator de potência de distorção nota, em vez de repeti-la aqui. Se a pergunta for sobre como os equipamentos de compensação são agrupados, use o que significa a compensação de potência reactiva.
Quando os bancos de capacitores se encaixam e quando um SVG se adapta melhor
Os bancos de capacitores injetam um bloco relativamente fixo de valores de referência. Eles se encaixam quando a variação do Q é grande, está bastante estável e o ambiente harmônico foi verificado.
Um gerador de var estático é uma fonte de energia elétrica que pode fornecer ou absorver Q à medida que o bus se desloca. É a situação em que soldadores, guindastes ou linhas de produção apresentam demanda reativa mais rápida do que a capacidade de resposta do sistema de contatores consegue acompanhar.
| Situação | Trilha Q típica | Porquê |
|---|---|---|
| Muitos motores com partida em linha, carga estável | Capacitores com conector intercambiável na compensador de potência reativa família | Deslocamento Q, passos lentos |
| Q que inverte ou acelera o processo | geradores estáticos VAR SVG | Q bidirecional e rápido |
| Corrente harmônica em VFDs | Trânsito de filtro/APF, não esta página | Distorção, não magnetização |
O Geradores Estáticos de VA (SVG) A página lista 230–690 V service (serviço de 230–690 V), uma resposta abaixo de 10 ms, um fator de compensação acima de 95% e uma eficiência acima de 97%. Essas figuras descrevem essa página do produto; elas não são um substituto para um estudo do site.
Use o hub quando a próxima etapa ainda for “qual família de hardware do Q”. Use a página SVG quando o bus já parecer uma carga reactiva em movimento. Nenhuma dessas páginas é um diagrama de dados de filtro harmônico.
Solicite um perfil de carga antes que alguém ajuste os passos. Uma condução à frente durante a noite em um ônibus silencioso é um problema diferente de uma condução atrás durante o dia, e a mesma página do catálogo pode servir para ambos apenas se a carga for realmente conhecida.
Perguntas Frequentes
Qual é um exemplo de potência reactiva?
O fluxo magnético em um motor de indução é o exemplo típico em usinas. O motor ainda precisa de quilowatts para girar o eixo; os variadores mantêm o campo magnético elevado.
Os condensadores de shunt são o exemplo oposto: eles fornecem valores que cancelam o campo de atraso.
Qual é a diferença entre potência real e potência reactiva?
A potência verdadeira é outro nome para a potência ativa ou real: a potência em watts que efetivamente produz trabalho. A potência reactiva é a variação de potência que, em média, resulta em zero trabalho na carga.
Ambos ainda produzem corrente elétrica. Só a coluna de watts aparece como energia útil.
A potência reactiva existe apenas na forma AC?
A divisão P versus Q apresentada aqui se aplica a voltagem e corrente alternadas com armazenamento de energia. Os circuitos CC não mostram essa troca cíclica de campo.
Algumas pessoas classificam de forma vaga qualquer carga não-watt como reactiva. Mantenha a definição de AC quando estiver a ler o PF do sistema.
O que são potência ativa e potência passiva?
O Google frequentemente associa essa expressão a eletrônicos, e não a medidores de energia elétrica. O PFC ativo versus o PFC passivo é uma arquitetura de hardware.
Potência ativa versus potência reactiva é P versus Q. Responda à pergunta do medidor usando watts e variais, não usando a expressão “circuito passivo”.”
Qual é a diferença entre potência reactiva e potência aparente?
A potência reactiva é uma das extremidades do triângulo. A potência aparente é toda a hipotenusa: a potência nominal e a potência nominal combinada como voltamperes.
Um transformador se preocupa com a potência aparente porque a corrente no enrolamento segue a relação kVA.
Por que as empresas de energia elétrica se preocupam com a potência reactiva?
A corrente extra gerada pelo Q aquece as linhas e esgota a capacidade do alimentador. A tensão num sistema de alimentação local também depende do equilíbrio reativo.
É por isso que uma planta consegue detectar um condutor de PF mesmo quando os quilowatts-hora parecem normais.