Proračun električne energije koju koristi kućanski ili industrijski električni uređaj obično se vrši uzimajući u obzir ukupnu snagu električne struje koja prolazi kroz izmjereni električni krug. Istodobno se razlikuju dva pokazatelja koji odražavaju troškove pune snage pri servisiranju potrošača. Ti se pokazatelji nazivaju aktivnom i reaktivnom energijom. Bruto snaga je zbroj ove dvije brojke. O tome što je aktivna i reaktivna električna energija i kako provjeriti iznos naplaćenih plaćanja, pokušat ćemo reći u ovom članku.
Puna snaga
Prema ustaljenoj praksi, potrošači ne plaćaju koristan kapacitet koji se izravno koristi u gospodarstvu, već puni, koji oslobađa poduzeće dobavljač. Ovi pokazatelji se razlikuju po mjernim jedinicama - ukupna snaga se mjeri u volt-amperima (VA), a korisna snaga se mjeri u kilovatima. Aktivnu i reaktivnu električnu energiju koriste svi električni uređaji koji se napajaju iz mreže.
Aktivna električna energija
Aktivna komponenta pune snage obavlja koristan posao i pretvara se u one vrste energije koje su potrošaču potrebne. Za neke kućanske i industrijske električne uređaje aktivna i prividna snaga u izračunima su jednake. Među takvim uređajima su električni štednjaci, žarulje sa žarnom niti, električne peći, grijalice, glačala i preše za glačanje itd.
Ako je aktivna snaga od 1 kW naznačena u putovnici, tada će ukupna snaga takvog uređaja biti 1 kVA.
Koncept reaktivne struje
Ova vrsta električne energije svojstvena je krugovima koji uključuju reaktivne elemente. Reaktivna električna energija je dio ukupne ulazne snage koji se ne koristi za koristan rad.
U istosmjernim krugovima, koncept jalove snage je odsutan. U krugovima izmjenične struje, reaktivna komponenta se javlja samo kada je prisutno induktivno ili kapacitivno opterećenje. U ovom slučaju postoji neusklađenost između faze struje i faze napona. Ovaj fazni pomak između napona i struje označen je simbolom "φ".
Kod induktivnog opterećenja u krugu, uočava se fazni zastoj, kod kapacitivnog opterećenja je ispred njega. Dakle, samo dio pune snage dolazi do potrošača, a glavni gubici nastaju zbog beskorisnog zagrijavanja uređaja i uređaja tijekom rada.
Gubici snage nastaju zbog prisutnosti induktivnih zavojnica u električnim uređajima ikondenzatori. Zbog njih se u strujnom krugu neko vrijeme nakuplja električna energija. Pohranjena energija se zatim vraća natrag u krug. Aparati čija potrošnja energije uključuje reaktivnu komponentu električne energije uključuju prijenosne električne alate, elektromotore i razne kućanske aparate. Ova vrijednost se izračunava uzimajući u obzir poseban faktor snage, koji se označava kao cos φ.
Proračun reaktivne električne energije
Faktor snage se kreće od 0,5 do 0,9; točna vrijednost ovog parametra može se naći u putovnici električnog uređaja. Prividna snaga mora biti definirana kao kvocijent aktivne snage podijeljen s faktorom.
Na primjer, ako je snaga električne bušilice 600 W, a vrijednost 0,6, tada će ukupna snaga koju uređaj troši biti 600/06, odnosno 1000 VA. U nedostatku putovnica za izračun ukupne snage uređaja, koeficijent se može uzeti jednakim 0,7.
Budući da je jedan od glavnih zadataka postojećih sustava napajanja isporučiti korisnu snagu krajnjem potrošaču, gubici jalove snage smatraju se negativnim čimbenikom, a povećanje ovog pokazatelja dovodi u sumnju učinkovitost električnog kruga u cjelini. Ravnoteža aktivne i jalove snage u krugu može se vizualizirati u obliku ove smiješne slike:
Vrijednost koeficijenta kada se uzimaju u obzir gubici
Višivrijednost faktora snage, manji će biti gubitak aktivne električne energije - što znači da će krajnji potrošač potrošene električne energije koštati nešto manje. Kako bi se povećala vrijednost ovog koeficijenta, u elektrotehnici se koriste različite metode kompenzacije neciljanih gubitaka električne energije. Kompenzacijski uređaji su vodeći generatori struje koji izglađuju fazni kut između struje i napona. U istu svrhu ponekad se koriste kondenzatorske banke. Spojeni su paralelno s radnim krugom i koriste se kao sinkroni kompenzatori.
Izračun cijene električne energije za privatne kupce
Za individualnu upotrebu, aktivna i reaktivna električna energija nije odvojena u računima - u pogledu potrošnje, udio jalove energije je mali. Stoga privatni kupci s potrošnjom struje do 63 A plaćaju jedan račun, u kojem se sva potrošena električna energija smatra aktivnom. Dodatni gubici u krugu za reaktivnu električnu energiju nisu posebno dodijeljeni i ne plaćeni.
Reaktivno mjerenje električne energije za tvrtke
Druga stvar su poduzeća i organizacije. U industrijskim prostorima i industrijskim radionicama ugrađen je ogroman broj električne opreme, au ukupnoj pristigloj električnoj energiji nalazi se značajan dio jalove energije koja je neophodna za rad izvora napajanja i elektromotora. Aktivnu i reaktivnu električnu energiju koja se opskrbljuje poduzećima i organizacijama potrebno je jasno razdvojiti i na drugačiji načinplaćanje za to. U ovom slučaju standardni ugovor služi kao osnova za reguliranje odnosa između opskrbljivača električnom energijom i krajnjih potrošača. Prema pravilima utvrđenim u ovom dokumentu, organizacijama koje troše električnu energiju iznad 63 A potreban je poseban uređaj koji daje očitanja jalove energije za mjerenje i plaćanje. Operator mreže instalira mjerač reaktivne električne energije i naplaćuje prema njegovim očitanjima.
Faktor reaktivne energije
Kao što je ranije spomenuto, aktivna i reaktivna električna energija u fakturama za plaćanje raspoređene su u zasebne redke. Ako omjer volumena jalove i potrošene električne energije ne prelazi utvrđenu normu, tada se plaćanje jalove energije ne naplaćuje. Koeficijent omjera može se propisati na različite načine, njegova prosječna vrijednost je 0,15. Ako je ova granična vrijednost prekoračena, potrošaču se preporučuje ugradnja kompenzacijskih uređaja.
Jalova snaga u stambenim zgradama
Tipični potrošač električne energije je stambena zgrada s glavnim osiguračem koji troši više od 63A. Dakle, stanovnici stambene zgrade u naknadi vide samo plaćanje pune električne energije koju je opskrbljivač isporučio kući. Isto pravilo vrijedi i za stambene zadruge.
Posebni slučajevi obračuna jalove snage
Postoje slučajevi kada u višekatnoj zgradi postoje i komercijalne organizacije i stanovi. Opskrba takvih kuća električnom energijom regulirana je posebnim zakonima. Na primjer, podjela može biti veličina korisne površine. Ako komercijalne organizacije zauzimaju manje od polovice korisne površine u stambenoj zgradi, tada se plaćanje jalove energije ne naplaćuje. Ako je granični postotak prekoračen, tada postoje obveze plaćanja reaktivne električne energije.
U nekim slučajevima, stambene zgrade nisu izuzete od plaćanja jalove snage. Primjerice, ako zgrada ima priključne točke lifta za stanove, naknada za korištenje reaktivne električne energije naplaćuje se zasebno, samo za ovu opremu. Vlasnici stanova i dalje plaćaju samo aktivnu struju.
Razumijevanje suštine aktivne i jalove energije omogućuje ispravan proračun ekonomskog učinka ugradnje raznih kompenzacijskih uređaja koji smanjuju gubitke od reaktivnog opterećenja. Prema statistikama, takvi uređaji omogućuju povećanje vrijednosti cos φ s 0,6 na 0,97. Dakle, automatski kompenzacijski uređaji pomažu u uštedi do trećine električne energije koja se pruža potrošaču. Značajno smanjenje gubitaka topline povećava vijek trajanja uređaja i mehanizama na proizvodnim mjestima i smanjuje cijenu gotovih proizvoda.
