AC 회로에는 전원 공급 장치가 부하에 공급하는 전력에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 유효 전력이고 다른 하나는 무효 전력입니다. 전압과 전류는 동위상이고, 전원공급장치는 부하에 전력을 공급하고, 부하에서는 전기에너지를 다른 에너지로 변환하는데, 이를 유효전력이라 한다. 서로 다른 위상의 전압 및 전류 부분, 전원 공급 장치 및 부하가 전기 에너지를 교환합니다. 전기 에너지 중 이 부분(선로 손실 제외)은 무효 전력이라고 하는 다른 에너지(전자기 이외)로 변환되지 않습니다.
유효전력
유효전력이란 전기설비의 정상적인 작동을 유지하는데 필요한 전력, 즉 전기에너지를 다른 형태의 에너지(기계에너지, 빛에너지, 열에너지)로 변환시키는 전력을 말한다. 예를 들어, 5.5킬로와트 모터는 5.5킬로와트의 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하여 물을 펌핑하는 워터 펌프나 곡물을 탈곡하는 탈곡기를 구동합니다. 각종 조명기기는 전기에너지를 빛에너지로 변환하여 사람들의 생활과 업무를 조명합니다. 유효전력의 기호는 P로 표시하며, 단위는 와트(W), 킬로와트(kW), 메가와트(MW)로 표시됩니다.
유효 전력: AC 회로에서는 한 사이클 내에서 전원 공급 장치가 방출하는 순간 전력(또는 부하 저항에서 소비하는 전력)의 평균값을 "유효 전력"이라고 합니다. 과도하게 낮은 유효 전력은 라인 손실 증가, 용량 감소, 장비 활용도 감소로 이어져 전기 에너지 낭비 증가로 이어집니다.
무효전력
전력망의 유도성 부하(예: 모터, 초크, 변압기, 유도 히터 및 용접 기계 등)는 소위 인덕턴스라고 하는 다양한 수준의 전기 히스테리시스를 생성합니다.
유도성 부하에는 인가된 전압의 방향이 바뀌더라도 유도성 부하의 히스테리시스가 일정 기간 동안 전류의 방향(예: 순방향)을 계속 유지할 수 있는 특성이 있습니다. 전류와 전압 간의 위상차가 존재하면 음의 전력이 생성되어 그리드로 다시 공급됩니다. 전류와 전압이 다시 동일한 위상에 있을 때 유도 부하에 자기장을 설정하는 데 동일한 양의 전기 에너지가 필요합니다. 이 자기장 역방향 전기 에너지를 무효 전력이라고합니다.
정의: 인덕터나 커패시터가 있는 회로에서는 매 반주기마다 전원 공급 에너지가 자기장(또는 전기장) 에너지로 변환되어 저장되었다가 방출되며, 저장된 자기장(또는 전기장) 에너지는 서킷으로 돌아왔습니다. 전원 공급 장치는 이러한 에너지 교환만 수행할 뿐 실제로 에너지를 소비하지는 않습니다. 우리는 이 교환의 전력 값을 "무효 전력"이라고 부릅니다.
무효전력은 상대적으로 추상적입니다. 회로 내에서 전기장과 자기장을 교환하고 전기 장비에서 자기장을 설정하고 유지하는 데 사용되는 전력입니다. 외부에서는 일을 하지 않지만 다른 형태의 에너지로 변환됩니다. 전자기 코일이 있는 모든 전기 장비는 자기장을 형성하기 위해 무효 전력을 소비합니다. 예를 들어, 40-와트 형광등은 빛을 방출하기 위해 40와트 이상의 유효 전력이 필요하며(안정기도 유효 전력의 일부를 소비함), 안정기 코일이 빛을 생성하려면 약 80와트의 무효 전력이 필요합니다. 교류 자기장. 외부 작업을 수행하지 않기 때문에 "반응형"이라고 합니다. 무효전력의 기호는 Q로 표시하며, 단위는 Var(Var) 또는 kVar(kVar)이다.
너무 높은 무효 전력의 단점:
1) 무효전력은 전류 및 피상전력의 증가로 이어져 시스템 용량의 감소를 가져온다.
2) 무효전력의 증가는 총 전류를 증가시켜 장비 및 선로의 손실을 증가시킨다.
3) 라인의 전압 강하가 증가하고 무효 부하의 영향으로 인해 전압이 급격히 변동합니다.
변압기, 모터, 용접기, 에어컨, 세탁기, 냉장고, 나트륨등, 형광등 등 배전망의 유도성 전기 장비를 가동한 후에는 전력으로부터 유효 전력을 흡수해야 할 뿐만 아니라 작업용 그리드일 뿐만 아니라 불활성 전력도 흡수합니다. 작업 전력은 자기장을 생성하여 전기 고객에게 일반적으로 자연 역률이 낮습니다. 우리나라에서는 전기고객이 전기를 소비할 때 반드시 충족해야 하는 역률기준을 규정하고 있습니다.
무효전력은 결코 쓸모없는 전력이 아니며 매우 유용하게 사용됩니다. 모터는 회전자를 회전시키기 위해 회전 자기장을 설정하고 유지하여 기계적 움직임을 구동해야 합니다. 모터의 회전자 자기장은 전원으로부터 무효 전력을 얻어 설정됩니다. 변압기는 또한 변압기의 1차 코일에 자기장을 생성하고 2차 코일에 전압을 유도하기 위해 무효 전력이 필요합니다. 따라서 무효 전력이 없으면 모터가 회전하지 않고 변압기가 전압을 변경하지 않으며 AC 접촉기가 닫히지 않습니다. 이 문제를 생생하게 설명하기 위해 예를 들어 보겠습니다. 농촌 수자원 보호 건설에는 굴착과 토양 운송이 필요합니다. 흙을 운반할 때 대나무 바구니에 흙을 채웁니다. 줍은 흙은 유효전력이고, 빈 대나무 바구니는 무효전력과 같습니다. , 대나무 바구니는 쓸모가 없습니다. 대나무 바구니 없이 어떻게 흙을 제방으로 운반할 수 있습니까?
정상적인 상황에서 전기 장비는 전원으로부터 유효 전력을 얻어야 할 뿐만 아니라 전원으로부터 무효 전력도 얻어야 합니다. 전력망의 무효 전력 공급이 부족하면 전기 장비에는 정상적인 전자기장을 구축할 만큼 무효 전력이 충분하지 않습니다. 그러면 이러한 전기 장비는 정격 조건에서 작동을 유지할 수 없으며 전기 장비의 단자 전압이 떨어집니다. 이는 전기 장비의 정상적인 작동에 영향을 미칩니다.
무효 전력은 주로 다음과 같은 경우에 전력 공급 및 소비에 부정적인 영향을 미칩니다.
(1) 발전기의 유효 전력 출력을 줄입니다.
(2) 송전 및 변전 장비의 전력 공급 용량을 줄입니다.
(3) 선간 전압 손실 증가 및 전력 손실 증가를 초래합니다.
(4) 낮은 역률 동작 및 전압 강하를 유발하여 전기기기의 용량을 충분히 활용할 수 없다.
발전기 및 고전압 송전선에서 공급되는 무효 전력은 부하의 요구 사항을 충족하지 못합니다. 따라서 무효 전력에 대한 사용자의 요구를 보장하기 위해 무효 전력을 보충하기 위해 일부 무효 전력 보상 장치를 전력망에 설정해야 합니다. 이러한 방식으로 전기 장비는 정격 전압에서만 작동할 수 있습니다. 이것이 전력망에 무효전력 보상 장치를 설치해야 하는 이유입니다.
