Reactance sa electrical engineering

Sikat sa electrical engineering Batas ng Ohm ipinaliwanag na kung ang isang potensyal na pagkakaiba ay inilapat sa mga dulo ng isang seksyon ng circuit, kung gayon ang isang electric current ay dadaloy sa ilalim ng pagkilos nito, ang lakas nito ay nakasalalay sa paglaban ng medium.

Ang mga mapagkukunan ng boltahe ng AC ay lumilikha ng isang kasalukuyang sa circuit na konektado sa kanila, na maaaring sundin ang hugis ng sine wave ng pinagmulan o ilipat pasulong o paatras ng isang anggulo mula dito.

Kung ang electric circuit ay hindi nagbabago sa direksyon ng kasalukuyang daloy at ang phase vector nito ay ganap na nag-tutugma sa inilapat na boltahe, kung gayon ang naturang seksyon ay may purong aktibong pagtutol. Kapag may pagkakaiba sa pag-ikot ng mga vector, nagsasalita sila ng reaktibong katangian ng paglaban.

Ang iba't ibang mga elemento ng kuryente ay may iba't ibang kakayahan upang ilihis ang kasalukuyang dumadaloy sa kanila at baguhin ang magnitude nito.

Reactance ng coil

Kumuha ng pinagmumulan ng boltahe ng AC na nagpapatatag at isang piraso ng mahabang insulated wire. Una, ikinonekta namin ang generator sa buong tuwid na kawad, at pagkatapos ay dito, ngunit sugat sa mga singsing sa paligid magnetic circuit, na ginagamit upang mapabuti ang pagpasa ng mga magnetic flux.

Sa pamamagitan ng tumpak na pagsukat ng kasalukuyang sa parehong mga kaso, makikita na sa pangalawang eksperimento, ang isang makabuluhang pagbaba sa halaga nito at isang phase lag sa isang tiyak na anggulo ay makikita.

Ito ay dahil sa paglitaw ng magkasalungat na puwersa ng induction na ipinakita sa ilalim ng pagkilos ng batas ni Lenz.

Sa figure, ang pagpasa ng pangunahing kasalukuyang ay ipinapakita ng mga pulang arrow, at ang magnetic field na nabuo nito ay ipinapakita sa asul. Ang direksyon ng paggalaw nito ay tinutukoy ng panuntunan sa kanang kamay. Tinatawid din nito ang lahat ng katabing pagliko sa loob ng coil at nag-uudyok ng agos sa kanila, na ipinapakita ng mga berdeng arrow, na nagpapahina sa halaga ng inilapat na pangunahing kasalukuyang habang inililipat ang direksyon nito na may kaugnayan sa inilapat na EMF.

Ang mas maraming mga liko na sugat sa likid, mas inductive reactance X.Lreduces ang pangunahing kasalukuyang.

Ang halaga nito ay depende sa dalas f, ang inductance L, na kinakalkula ng formula:

xL= 2πfL = ωL

Sa pamamagitan ng pagtagumpayan ng mga puwersa ng inductance, ang kasalukuyang coil ay nahuhuli sa boltahe ng 90 degrees.

Paglaban ng transformer

Ang aparatong ito ay may dalawa o higit pang mga coil sa isang karaniwang magnetic circuit. Ang isa sa kanila ay tumatanggap ng kuryente mula sa isang panlabas na mapagkukunan, at ito ay ipinadala sa iba ayon sa prinsipyo ng pagbabago.

Ang pangunahing kasalukuyang dumadaan sa power coil ay nag-uudyok ng magnetic flux sa loob at paligid ng magnetic circuit, na tumatawid sa mga pagliko ng pangalawang coil at bumubuo ng pangalawang kasalukuyang sa loob nito.

Dahil ito ay perpekto para sa paglikha disenyo ng transpormer ay imposible, kung gayon ang ilan sa magnetic flux ay mawawala sa kapaligiran at lilikha ng mga pagkalugi.Ang mga ito ay tinatawag na leakage flux at nakakaapekto sa dami ng leakage reactance.

Sa mga ito ay idinagdag ang aktibong sangkap ng paglaban ng bawat likaw. Ang kabuuang halaga na nakuha ay tinatawag na electrical impedance ng transpormer o nito kumplikadong paglaban Z, na lumilikha ng pagbaba ng boltahe sa lahat ng windings.

Para sa pagpapahayag ng matematika ng mga koneksyon sa loob ng transpormer, ang aktibong paglaban ng mga windings (karaniwang gawa sa tanso) ay ipinahiwatig ng mga indeks na "R1" at "R2", at ang inductive ng "X1" at "X2".

Ang impedance sa bawat coil ay:

• Z1 = R1 + jX1;

• Z2 = R1 + jX2.

Sa expression na ito, ang subscript na «j» ay nagpapahiwatig ng isang haka-haka na yunit na matatagpuan sa patayong axis ng kumplikadong eroplano.

Ang pinaka-kritikal na rehimen sa mga tuntunin ng inductive resistance at ang paglitaw ng isang reaktibong bahagi ng kapangyarihan ay nilikha kapag ang mga transformer ay konektado sa parallel na operasyon.

Paglaban ng kapasitor

Sa istruktura, kabilang dito ang dalawa o higit pang mga conductive plate na pinaghihiwalay ng isang layer ng materyal na may mga katangian ng dielectric. Dahil sa paghihiwalay na ito, ang direktang kasalukuyang ay hindi maaaring dumaan sa kapasitor, ngunit ang alternating kasalukuyang maaari, ngunit may isang paglihis mula sa orihinal na halaga nito.

Ang pagbabago nito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng prinsipyo ng pagkilos ng reaktibo - capacitive resistance.

Sa ilalim ng pagkilos ng isang inilapat na alternating boltahe, nagbabago sa isang sinusoidal form, isang pagtalon ay nangyayari sa mga plato, isang akumulasyon ng mga singil ng elektrikal na enerhiya na may kabaligtaran na mga palatandaan. Ang kanilang kabuuang bilang ay limitado sa laki ng device at nailalarawan sa kapasidad. Kung mas malaki ito, mas matagal itong mag-charge.

Sa susunod na kalahating cycle ng oscillation, ang polarity ng boltahe sa mga capacitor plate ay nababaligtad.Sa ilalim ng impluwensya nito, mayroong pagbabago sa mga potensyal, isang muling pagkarga ng mga nabuong singil sa mga plato. Sa ganitong paraan, ang daloy ng pangunahing kasalukuyang ay nilikha at ang pagsalungat sa pagpasa nito ay nalikha habang ito ay bumababa sa magnitude at gumagalaw sa kahabaan ng anggulo.

May biro ang mga electrician tungkol dito. Ang direktang kasalukuyang sa graph ay kinakatawan ng isang tuwid na linya, at kapag ito ay dumaan sa kahabaan ng kawad, ang electric charge, na umaabot sa capacitor plate, ay nakasalalay sa dielectric, na napupunta sa isang dead end. Ang balakid na ito ay humahadlang sa kanya sa pagdaan.

Ang sinusoidal harmonic ay dumadaan sa mga obstacle at ang singil, na malayang lumiligid sa pininturahan na mga plato, ay nawawala ang isang maliit na bahagi ng enerhiya na nakuha sa mga plato.

Ang biro na ito ay may nakatagong kahulugan: kapag ang isang pare-pareho o naayos na pulsating boltahe ay inilapat sa mga plato sa pagitan ng mga plato, dahil sa akumulasyon ng mga singil sa kuryente mula sa kanila, isang mahigpit na pare-pareho ang potensyal na pagkakaiba ay nilikha, na nagpapakinis sa lahat ng mga pagtalon sa suplay ng kuryente sirkito. Ang pag-aari na ito ng isang kapasitor na may tumaas na kapasidad ay ginagamit sa pare-pareho ang mga stabilizer ng boltahe.

Sa pangkalahatan, ang capacitive resistance Xc, o ang pagsalungat sa pagpasa ng alternating current sa pamamagitan nito, ay nakasalalay sa disenyo ng capacitor, na tumutukoy sa capacitance «C», at ipinahayag ng formula:

Xc = 1/2πfC = 1 / ω° C

Dahil sa recharging ng mga plato, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng kapasitor ay nagpapataas ng boltahe ng 90 degrees.

Reaktibiti ng linya ng kuryente

Ang bawat linya ng kuryente ay idinisenyo upang magpadala ng elektrikal na enerhiya. Nakaugalian na irepresenta ito bilang katumbas na mga seksyon ng circuit na may mga distributed na parameter ng active r, reactive (inductive) x resistance at conductance g, per unit length, kadalasan isang kilometro.

Kung pinabayaan natin ang impluwensya ng capacitance at conductance, maaari tayong gumamit ng isang pinasimple na katumbas na circuit para sa isang linya na may mga parallel na parameter.

Overhead na linya ng kuryente

Ang paghahatid ng kuryente sa mga nakalantad na hubad na kawad ay nangangailangan ng malaking distansya sa pagitan ng mga ito at mula sa lupa.

Sa kasong ito, ang inductive resistance ng isang kilometro ng three-phase conductor ay maaaring kinakatawan ng expression na X0. Depende:

• average na distansya ng mga axes ng mga wire sa pagitan ng bawat isa asr;

• panlabas na diameter ng phase wires d;

• kamag-anak na magnetic permeability ng materyal µ;

• panlabas na pasaklaw na pagtutol ng linya X0 ';

• panloob na inductive resistance ng linya X0 «.

Para sa sanggunian: ang inductive resistance ng 1 km ng isang overhead line na gawa sa mga non-ferrous na metal ay humigit-kumulang 0.33 ÷ 0.42 Ohm / km.

Linya ng paghahatid ng cable

Ang isang linya ng kuryente na gumagamit ng isang mataas na boltahe na cable ay structurally naiiba mula sa isang overhead na linya. Ang distansya nito sa pagitan ng mga phase ng mga wire ay makabuluhang nabawasan at tinutukoy ng kapal ng panloob na layer ng pagkakabukod.

Ang nasabing isang tatlong-kawad na cable ay maaaring kinakatawan bilang isang kapasitor na may tatlong kaluban ng mga wire na nakaunat sa isang mahabang distansya. Habang tumataas ang haba nito, tumataas ang capacitance, bumababa ang capacitive resistance, at tumataas ang capacitive current na nagsasara kasama ang cable.

Ang mga single-phase na ground fault ay kadalasang nangyayari sa mga linya ng cable sa ilalim ng impluwensya ng capacitive currents. Para sa kanilang kabayaran sa 6 ÷ 35 kV network, ginagamit ang mga arc suppression reactors (DGR), na konektado sa pamamagitan ng grounded neutral ng network. Ang kanilang mga parameter ay pinili ng mga sopistikadong pamamaraan ng mga teoretikal na kalkulasyon.

Ang mga lumang GDR ay hindi palaging gumagana nang epektibo dahil sa hindi magandang kalidad ng pag-tune at mga di-kasakdalan sa disenyo. Idinisenyo ang mga ito para sa average na rate ng fault currents, na kadalasang naiiba sa mga aktwal na halaga.

Sa ngayon, ang mga bagong pag-unlad ng mga GDR ay ipinakilala, na may kakayahang awtomatikong subaybayan ang mga sitwasyong pang-emergency, mabilis na pagsukat ng kanilang mga pangunahing parameter at pagsasaayos para sa maaasahang pagpuksa ng mga alon ng earth fault na may katumpakan na 2%. Salamat dito, ang kahusayan ng operasyon ng GDR ay agad na tumataas ng 50%.

Ang prinsipyo ng kompensasyon ng reaktibong bahagi ng kapangyarihan mula sa mga yunit ng kapasitor

Ang mga power grid ay nagpapadala ng mataas na boltahe na kuryente sa malalayong distansya. Karamihan sa mga gumagamit nito ay mga de-kuryenteng motor na may inductive resistance at resistive elements. Ang kabuuang kapangyarihan na ipinadala sa mga mamimili ay binubuo ng aktibong sangkap na P, na ginagamit upang gumawa ng kapaki-pakinabang na gawain, at ang reaktibong sangkap na Q, na nagiging sanhi ng pag-init ng mga windings ng mga transformer at mga de-koryenteng motor.

Ang reaktibong sangkap na Q na nagmumula sa mga induktibong reaksyon ay binabawasan ang kalidad ng kapangyarihan. Upang maalis ang mga nakakapinsalang epekto nito noong dekada otsenta ng huling siglo, ginamit ang isang scheme ng kompensasyon sa sistema ng kapangyarihan ng USSR sa pamamagitan ng pagkonekta sa mga capacitor bank na may capacitive resistance, na nabawasan cosine ng isang anggulo φ.

Ang mga ito ay inilagay sa mga substation na direktang nagpapakain sa problema ng mga mamimili. Tinitiyak nito ang lokal na regulasyon ng kalidad ng kuryente.

Sa ganitong paraan, posible na makabuluhang bawasan ang pagkarga sa kagamitan sa pamamagitan ng pagbabawas ng reaktibong bahagi habang nagpapadala ng parehong aktibong kapangyarihan.Ang pamamaraang ito ay itinuturing na pinaka-epektibong paraan ng pag-save ng enerhiya hindi lamang sa mga pang-industriya na negosyo, kundi pati na rin sa mga serbisyo sa tirahan at komunal. Ang karampatang paggamit nito ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagiging maaasahan ng mga sistema ng kuryente.