Dans un circuit CA, il existe deux types d’énergie électrique fournie à la charge par l’alimentation : l’une est la puissance active et l’autre est la puissance réactive. La tension et le courant sont dans la même phase, l'alimentation alimente la charge et la charge convertit l'énergie électrique en une autre énergie, appelée puissance active. La partie de la tension et du courant dans différentes phases, l'alimentation électrique et l'échange d'énergie électrique de charge. Cette partie (sauf perte en ligne) de l'énergie électrique n'est pas convertie en une autre énergie (autre que électromagnétique), appelée puissance réactive.
Puissance active
La puissance active est la puissance électrique nécessaire au maintien du fonctionnement normal des équipements électriques, c'est-à-dire la puissance électrique qui convertit l'énergie électrique en d'autres formes d'énergie (énergie mécanique, énergie lumineuse, énergie thermique). Par exemple : un moteur de 5,5 kilowatts convertit 5,5 kilowatts d'énergie électrique en énergie mécanique pour entraîner une pompe à eau pour pomper de l'eau ou une batteuse pour battre les grains ; divers équipements d'éclairage convertissent l'énergie électrique en énergie lumineuse pour éclairer la vie et le travail des gens. Le symbole de la puissance active est représenté par P et les unités incluent les watts (W), les kilowatts (kW) et les mégawatts (MW).
Puissance active : Dans un circuit alternatif, la valeur moyenne de la puissance instantanée émise par l'alimentation au cours d'un cycle (ou la puissance consommée par la résistance de charge) est appelée « puissance active ». Une puissance active trop faible entraîne une augmentation des pertes en ligne, une capacité réduite et une utilisation réduite des équipements, ce qui entraîne un gaspillage accru d'énergie électrique.
Puissance réactive
Les charges inductives dans le réseau électrique (telles que les moteurs, les selfs, les transformateurs, les radiateurs à induction et les machines à souder, etc.) produiront différents degrés d'hystérésis électrique, appelée inductance.
Les charges inductives ont une caractéristique telle que même si la tension appliquée change de direction, l'hystérésis de la charge inductive peut toujours maintenir la direction du courant (comme vers l'avant) pendant un certain temps. Une fois que cette différence de phase entre le courant et la tension existe, une énergie négative est générée et réinjectée dans le réseau. Lorsque le courant et la tension sont à nouveau dans la même phase, la même quantité d'énergie électrique est nécessaire pour établir un champ magnétique dans la charge inductive. Cette énergie électrique inverse du champ magnétique est appelée puissance réactive.
Définition : Dans un circuit avec une inductance ou un condensateur, à chaque demi-cycle, l'énergie de l'alimentation est convertie en énergie de champ magnétique (ou champ électrique) et stockée, puis libérée, et l'énergie de champ magnétique (ou champ électrique) stockée est est revenu sur le circuit. L'alimentation électrique effectue uniquement cet échange d'énergie et ne consomme pas réellement d'énergie. Nous appelons la valeur de puissance de cet échange « puissance réactive ».
La puissance réactive est relativement abstraite. Il s'agit de l'énergie électrique utilisée pour échanger des champs électriques et des champs magnétiques au sein d'un circuit et pour établir et maintenir des champs magnétiques dans un équipement électrique. Il n'effectue pas de travail externe, mais est converti en d'autres formes d'énergie. Tout équipement électrique doté de bobines électromagnétiques consomme de la puissance réactive pour établir un champ magnétique. Par exemple, une lampe fluorescente de 40- watts nécessite plus de 40 watts de puissance active (le ballast consomme également une partie de la puissance active) pour émettre de la lumière, et nécessite également environ 80 watts de puissance réactive pour que la bobine du ballast crée un champ magnétique alternatif. Parce qu’il n’effectue aucun travail externe, il est dit « réactif ». Le symbole de la puissance réactive est représenté par Q et l'unité est Var (Var) ou kVar (kVar).
Inconvénients d’une puissance réactive trop élevée :
1) La puissance réactive entraînera une augmentation de la puissance actuelle et apparente, entraînant une diminution de la capacité du système ;
2) L'augmentation de la puissance réactive augmentera le courant total, augmentant ainsi les pertes des équipements et des lignes ;
3) La chute de tension de la ligne augmente et l'impact de la charge réactive entraînera également une fluctuation violente de la tension.
Une fois mis en service les équipements électriques inductifs du réseau de distribution, tels que transformateurs, moteurs, soudeurs, climatiseurs, machines à laver, réfrigérateurs, lampes au sodium, lampes fluorescentes, etc., ils ne doivent pas seulement absorber la puissance active de l'alimentation électrique. réseau pour le travail, mais absorbe également la puissance inerte. La puissance de travail crée un champ magnétique, ce qui entraîne un facteur de puissance naturel généralement faible pour les clients d'électricité. Notre pays impose des normes de facteur de puissance qui doivent être respectées pour la consommation d'électricité par les clients d'électricité.
La puissance réactive n’est en aucun cas une puissance inutile, elle a de grandes utilités. Le moteur doit établir et maintenir un champ magnétique tournant pour faire tourner le rotor, entraînant ainsi un mouvement mécanique. Le champ magnétique du rotor du moteur est établi en obtenant de la puissance réactive à partir de la source d'alimentation. Les transformateurs nécessitent également de la puissance réactive pour générer un champ magnétique dans la bobine primaire du transformateur et induire une tension dans la bobine secondaire. Par conséquent, sans puissance réactive, le moteur ne tournera pas, le transformateur ne changera pas de tension et le contacteur CA ne se fermera pas. Afin d'illustrer de manière frappante ce problème, voici un exemple : la construction de systèmes de conservation de l'eau en milieu rural nécessite des excavations et le transport du sol. Lors du transport de la terre, les paniers en bambou sont remplis de terre. La terre ramassée est comme une puissance active, et le panier de bambou vide est comme une puissance réactive. , Les paniers en bambou ne sont pas inutiles. Comment transporter la terre jusqu’au remblai sans paniers en bambou ?
Dans des circonstances normales, les équipements électriques doivent non seulement obtenir de la puissance active de la source d'alimentation, mais doivent également obtenir de la puissance réactive de la source d'alimentation. Si la puissance réactive du réseau électrique est insuffisante, l’équipement électrique ne disposera pas de suffisamment de puissance réactive pour établir un champ électromagnétique normal. Ensuite, ces équipements électriques ne seront pas en mesure de maintenir leur fonctionnement dans les conditions nominales et la tension aux bornes de l’équipement électrique chutera. Cela affecte le fonctionnement normal des équipements électriques.
La puissance réactive a certains effets négatifs sur l’approvisionnement et la consommation d’électricité, principalement dans :
(1) Réduisez la puissance active de sortie du générateur.
(2) Réduire la capacité d’alimentation électrique des équipements de transmission et de transformation d’énergie.
(3) Provoque une perte de tension de ligne accrue et une perte de puissance accrue.
(4) Provoque un fonctionnement à faible facteur de puissance et une chute de tension, de sorte que la capacité de l'équipement électrique ne peut pas être pleinement utilisée.
La puissance réactive fournie par les générateurs et les lignes de transport à haute tension est loin de répondre aux besoins de la charge. Par conséquent, certains dispositifs de compensation de puissance réactive doivent être installés dans le réseau électrique pour compléter la puissance réactive afin de répondre aux besoins des utilisateurs en puissance réactive. De cette façon, les équipements électriques ne peuvent fonctionner qu’à la tension nominale. C'est pourquoi le réseau électrique doit installer des dispositifs de compensation de puissance réactive.
