¿Cómo se produce la potencia reactiva? ¿Cuáles son los efectos de la potencia reactiva en la red?

Answer 1

El poder activo es el poder que hace un trabajo útil. Es bastante fácil de entender y visualizar.

Sin embargo, el concepto de potencia reactiva nos resulta un tanto confuso porque la potencia reactiva no contribuye a realizar un trabajo útil. Desde nuestra infancia se nos enseña que el poder es la tendencia a hacer el trabajo. Si no contribuye a hacer un trabajo útil, ¿cómo puede ser “Poder”?

En caso de una carga puramente resistiva como una lámpara incandescente, la energía eléctrica se convierte directamente en un trabajo útil (energía de luz y calor en este caso particular), no se requiere ningún campo eléctrico o magnético intermedio. Y, por lo tanto, no se desperdicia energía en la creación de campos eléctricos o magnéticos. Por lo tanto, el Poder total es un Poder completamente activo que hace un trabajo útil y no hay ningún requisito de Poder reactivo.

Sin embargo, en el caso de cargas inductivas como motores, la energía eléctrica no puede convertirse directamente en trabajo útil (rotación del motor en este caso particular). Esto se debe a que, para convertir la energía eléctrica en energía de rotación, se debe crear un campo magnético entre los espacios del estator y el rotor del Motor. Por lo tanto, se debe utilizar cierta cantidad de energía para crear un campo magnético. La porción de potencia que contribuye a crear un campo magnético se conoce como potencia reactiva. Desde el punto de vista de la eficiencia, la potencia reactiva puede verse como una pérdida de potencia porque su función se limita a crear un campo magnético y no contribuye a impulsar la carga. Sin embargo, la potencia reactiva no es realmente una pérdida porque crea un campo magnético sin el cual la energía eléctrica en el estator no podría haberse convertido en energía rotacional en el rotor.

Tratemos de comprender el concepto de Poder Reactivo tomando el ejemplo simple de un avión que transporta a una multitud de pasajeros del lugar A al lugar B. El propósito principal del vuelo es transportar a los pasajeros del lugar A al lugar B. El combustible gastado en el transporte El peso total de todos los pasajeros combinados es análogo a Active Power. Este combustible hace el trabajo principal. Sin embargo, también se gasta cierta cantidad de combustible en levantar el peso del avión. Esto no se puede evitar. Sin levantar su propio peso, el avión no puede transportar pasajeros del lugar A al lugar B. Este combustible (utilizado para levantar su propio peso) es análogo al Poder Reactivo.

Analogía entre ejemplo de Motor y Avión

Por lo tanto, las cargas inductivas como el motor exigen cierta cantidad de potencia reactiva para crear un campo magnético. Mayor es el volumen de carga inductiva en el sistema de potencia, mayor será la demanda de potencia reactiva.

Answer 2

LA POTENCIA REACTIVA ASISTE EL FLUJO DE ENERGÍA EN CIRCUITOS DE CA.

A continuación se muestra la explicación en términos simples:

Considere que hay un pequeño río que divide dos ciudades y necesita construir un puente sobre él para conectar ambas ciudades. Después de construir el puente, también debes construir una casa al otro lado del río.

Para todo el trabajo, incluido el puente y la casa, solo tiene 100 tablas de madera, de las cuales 10 se utilizan para crear un puente sobre el río. Los trabajadores usarán este puente para cruzar el río y transportar artículos y construir una casa al otro lado. Aquí el trabajo principal es construir la casa en el otro lado para el cual hemos creado un puente para mover de un punto a otro. En este caso, ¿los tablones de madera utilizados en la construcción del puente contribuyen directamente a la construcción de la casa? NO. Hemos usado 10 tablas de madera para el puente y eso no se puede usar para construir la casa.

Y esto: THE BRIDGE es lo que hace el poder reactivo.
100 tablones de madera es la potencia compleja total de la cual se usa una cierta cantidad para crear un puente (10 tablones) y el poder activo restante (90 tablones) hace el trabajo útil. Es por eso que decimos que la potencia reactiva no hace un trabajo útil.

En las líneas de transmisión, la potencia reactiva mantiene el nivel de voltaje de la línea para que la potencia activa pueda fluir para hacer un trabajo útil y es por eso que compensamos la potencia reactiva por medios externos. Es muy necesario que la línea funcione, que fluya la potencia activa.

Y para saber cómo se hace, un condensador (para suministrar potencia reactiva para aumentar el perfil de voltaje) o un inductor (para absorber potencia reactiva para disminuir el perfil de voltaje) está conectado en paralelo a la línea de transmisión.
Hoy en día, los compensadores electrónicos de potencia se utilizan para compensación automática y de grado variable.

Espero eso ayude.

Answer 3

Gracias por A2A.

Para una explicación simple, tomaré un ejemplo:
Considere si tiene $ 1000 y le prestó a sus amigos (A) $ 500.
Él te devuelve el dinero. Pero vuelve a pedir $ 500 en otra media hora. Considere que este ciclo se repite para siempre.
( Suponga que tiene que dar dinero, siempre que él lo pida ).

¿Cuál será el resultado? – no podrás usar esos 500 $ en otro lugar porque tu amigo te pide dinero muchas veces al día.
Esto resulta en un desperdicio total de $ 500.
Si compara esto con el escenario del sistema de energía.
$ 1000 = capacidad total disponible de una planta de energía
$ 500 (que le está prestando a su amigo) = potencia reactiva total suministrada por el sistema de alimentación,
solo $ 500 restantes son útiles y eso es … = potencia activa.
En realidad, esta potencia reactiva nunca se usa, pero viaja hacia adelante y hacia atrás entre el lado de la generación y el lado de la carga (al igual que sus $ 500 están viajando entre usted y su amigo, pero nadie puede utilizar esos $ 500). Esto crea un gran dolor de cabeza para las plantas de energía para suministrar esta energía reactiva (similar a la difícil situación de dar y recibir $ 500 miles de veces al día) y causa el desperdicio de la capacidad de la planta de energía.
No puede descuidar la demanda de la potencia reactiva del consumidor, de lo contrario, provocará un cambio de voltaje a gran escala. Pueden llegar situaciones de bajo voltaje (en caso de que la potencia reactiva suministrada sea inferior a la demandada) o de sobretensión (cuando la potencia reactiva suministrada es mayor que la demandada).
En realidad, los sistemas de alimentación de CA no se pueden esperar sin demanda / suministro de energía reactiva. La demanda de potencia reactiva ocurre debido a la presencia de cargas inductivas / capacitivas (sin embargo, en su mayoría son inductivas; 99%).
Sin embargo, podemos compensar la demanda utilizando compensación (dispositivos FACTS). Nos ayuda a evitar el desperdicio de la capacidad de la planta de energía.

PD: He respondido la misma pregunta antes. ¿Qué es el poder real, reactivo y aparente?

Answer 4

Para una pequeña vista de la potencia reactiva, considere un motor en el ventilador de su ventana. Enchufa su cable eléctrico a una toma de corriente y la electricidad fluye hacia el motor del ventilador cuando lo enciende.

Esa electricidad hace tres cosas.

1. Produce corriente en el motor.
2. Produce magnetismo en el motor para reaccionar con la corriente y hacer que el motor gire y haga girar el ventilador.
3. Hace que el motor se caliente.

Las partes 1 y 3 se consideran potencia real porque produce efectos como la velocidad, el par y la temperatura que puede medir directamente. También es la parte que le cobra la compañía eléctrica.

La parte 2 es el poder reactivo. Pone el motor en condiciones de trabajar pero no funciona por sí mismo. Es análogo a que tengamos ‘actitud’. Si tenemos una actitud para hacer algo de trabajo, las cosas se hacen. Si no hay actitud, solo somos teleadictos.

Para que pueda hacer algo útil con este concepto, deberá comprender las matemáticas que se utilizan para describir la energía eléctrica.
Los ingenieros y técnicos eléctricos aprenden sobre voltios y amperios, reactancia inductiva y capacitiva, frecuencia y números complejos.

Answer 5

Los inductores y condensadores se comportan de manera opuesta cuando se trata de potencia reactiva.

El siguiente diagrama fasorial representa la relación voltaje-corriente de un inductor puro y un condensador puro:

Observe cómo para un voltaje aplicado, la corriente retrasa el voltaje en 90 grados en un inductor y conduce el voltaje en 90 grados en un condensador.

Esto forma la base de la convención para el consumo / generación de energía reactiva.

Tanto los condensadores como los inductores consumen corriente cuando se aplica un voltaje a través de ellos.

En aras de la convención, representamos la potencia reactiva asociada con un inductor como consumo de potencia reactiva. Por lo tanto, según la convención, la potencia reactiva asociada con un condensador se considera generación.

Para explicar más, representamos la potencia aparente extraída por una carga mediante el uso de ecuaciones de potencia complejas. La ecuación es la siguiente:

S = VI *

donde I * es el conjugado de la corriente compleja I.

Esto da como resultado una potencia compleja, que se puede representar en forma rectangular de la siguiente manera:

S = P + jQ (o) S = P-jQ

donde P y Q son potencias reales y reactivas respectivamente. La potencia real está asociada con los componentes resistivos de la carga, y Q está asociado con los componentes reactivos (inductores y condensadores) de la carga.

P = VIcos (x) y Q = VIsin (x), donde x es el ángulo entre la corriente y el voltaje a través de la carga.

En un inductor, dado que x = -90 grados (ángulo de fase de retraso), Q es negativo, lo que puede representarse como consumo.

En un condensador, dado que x = +90 grados (ángulo de fase principal), Q es positivo, lo que se puede representar como generación.

Espero que esto responda tu pregunta.

Answer 6

***** “” ¿Qué es #Power_Factor? ¿Cómo se corrige? “” *****
En este video, explicamos Tipos de potencia: # Active_power, #Reactive_power y #Apparent_Power.
¿Qué es #Power_Factor?
& El #Power_triangle
»Reactancia X (la parte que varía con la frecuencia debido a la capacitancia y la inductancia)
»Factor corrector de potencia
»Los condensadores funcionan como generadores de corriente reactiva” proporcionando “la potencia reactiva necesaria (KVAr) en la fuente de alimentación
»Explicación sobre (kW), (kVAR) y KVA
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¿Qué es el factor de potencia? ¿Cómo se corrige?

Answer 7

Una reactancia pura almacena energía y no la absorbe. Entonces hay pulsos de energía dentro y fuera de una carga reactiva. Sin embargo, la corriente adicional causa una pérdida real en la red que debe minimizarse.

En un edificio hay grandes ahorros en el uso de equipos de alto factor de potencia. Las fuentes de alimentación de alta potencia presentan una carga resistiva al rectificador que solo tiene un condensador de filtro pequeño. El voltaje se suaviza en el chopper o en la salida del convertidor. Ver 80 PSU MÁS.

El condensador divide las luces gemelas donde un circuito de lámpara es capacitivo y el otro reactivo reduce los requisitos del circuito de iluminación.

En las zonas rurales tiene el efecto Ferranti, por lo que se instala un exceso de capacidad para proporcionar una reactancia inductiva para compensar ese efecto. También proporcionará capacidad cuando esas áreas se desarrollen.

Efecto Ferranti – Wikipedia

Answer 8

En un circuito simple de corriente alterna (CA) que consta de una fuente y una carga lineal, tanto la corriente como el voltaje son sinusoidales. Si la carga es puramente resistiva, las dos cantidades invierten su polaridad al mismo tiempo. En cada instante, el producto del voltaje y la corriente es positivo, lo que indica que la dirección del flujo de energía no se invierte. En este caso, solo se transfiere el poder real.
Si la carga es puramente reactiva, entonces el voltaje y la corriente están desfasados ​​90 grados. Para la mitad de cada ciclo, el producto del voltaje y la corriente es positivo, pero en la otra mitad del ciclo, el producto es negativo, lo que indica que, en promedio, exactamente tanta energía fluye hacia la carga como fluye hacia atrás. No hay flujo de energía neta en un ciclo. En este caso, solo fluye energía reactiva: no hay transferencia neta de energía a la carga.
Las cargas prácticas tienen resistencia, inductancia y capacitancia, por lo que tanto la potencia real como la reactiva fluirán a cargas reales. Los ingenieros de potencia miden la potencia aparente como la suma vectorial de la potencia real y reactiva. La potencia aparente es el producto de la tensión y corriente cuadrática media.
Los ingenieros se preocupan por la potencia aparente, porque aunque la corriente asociada con la potencia reactiva no funciona en la carga, calienta los cables, desperdiciando energía. Los conductores, transformadores y generadores deben dimensionarse para transportar la corriente total, no solo la corriente que hace un trabajo útil.

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Answer 9

Ya he visto excelentes respuestas sobre este tema, pero tengo ganas de agregar mi pensamiento.

En cuanto a abordar su pregunta directamente, la potencia reactiva se produce debido a

1. Los condensadores de presencia y la inductancia en su sistema.
2. Debido a la excitación de CC del generador síncrono en las estaciones generadoras.

La presencia de condensadores e inductores hará que la corriente y el voltaje estén fuera de fase. En caso de carga inductiva, la corriente retrasará el voltaje y lo contrario es cierto para las cargas capacitivas.

La potencia reactiva es muy útil en sistemas que tienen equipos electromagnéticos, como motores de inducción y transformadores, ya que la potencia reactiva proporciona energía de magnetización.

Sin embargo, la potencia reactiva generada por la utilidad o la estación de generación es suficiente, si se produce en la industria debido a cargas inductivas, conduce a un factor de potencia deficiente y tiene los siguientes efectos

1. El sistema tendrá poca eficiencia. El factor de potencia es un factor que le muestra cuán eficiente es su sistema. Por ejemplo, 0.7 PF en un sistema de 100kVA significa que el sistema solo utiliza 70KW de potencia y 30KVAR se desperdicia. PERO si tiene un sistema de corrección del factor de potencia y aumenta su PF a la unidad, solo necesita un transformador de 70KVA para suministrar la carga de 70KW. MAGIA
2. Puede ser responsable de las multas de servicios públicos debido al factor de potencia deficiente.
3. Mayor huella de carbono a medida que exige más KVA para obtener el KW requerido.

Answer 10

La mayoría de las cargas son de naturaleza inductiva. La carga inductiva hace que las corrientes se retrasen con respecto al voltaje debido a que la carga obliga a extraer más corriente. Este consumo de corriente más se debe a la potencia reactiva ya que no hay efecto sobre la potencia activa antes y después de la mejora del factor de potencia. Este factor de potencia de disminución de la potencia reactiva de dibujo, para mejorar esto, se instala un condensador o banco de condensadores para proporcionar la misma potencia reactiva que la dibujada por las cargas para mejorar el factor de potencia. En palabras simples, el condensador comienza a conducir la corriente frente al voltaje y dibuja el KVAR principal para compensar el KVAR rezagado. De esta manera, el condensador se utiliza para mejorar el factor de potencia.

Answer 11

Cuando la electricidad fluye a través de un electroimán, hace un poco de trabajo para crear el campo magnético. Esto provoca una especie de inercia, donde el flujo de corriente tarda un tiempo en acumularse después de que aumenta el voltaje. Además, cuando el voltaje disminuye, la corriente sigue fluyendo por un tiempo porque es alimentada por el campo magnético colapsante.

En un sistema de alimentación de CA, obtiene el máximo rendimiento de su inversión cuando la corriente y el voltaje alcanzan su punto máximo al mismo tiempo. La corriente que fluye con voltaje bajo o cero calienta el cable, pero no puede obtener mucho trabajo de él. De aquí proviene el problema de la potencia reactiva.

Por lo tanto, cualquier “inercia” inductiva en su sistema de alimentación hará que la corriente se retrase del voltaje, lo cual es ineficiente. Algunas cargas, como los motores, contienen electroimanes a propósito, pero de hecho, cada cable es un electroimán. Las líneas de transmisión tienen muchas millas de largo, por lo que no puede evitar la potencia reactiva.

Los condensadores también tienen “inercia” eléctrica, pero en la dirección opuesta a los inductores: cuando comienzas a enviar una corriente a un condensador, el voltaje aumenta con el tiempo. Entonces, si tiene demasiada inducción (demasiados electroimanes) en su sistema de alimentación, puede agregar condensadores para volver a poner en fase la corriente y el voltaje.

Si observa los postes de alimentación, ocasionalmente verá cajas rectangulares pequeñas conectadas a las líneas de alto voltaje. Esos son probablemente condensadores, colocados allí para equilibrar la inductancia de los cables.

Answer 12

Para decirlo simplemente, la potencia reactiva existe en un circuito de CA cuando la corriente y el voltaje no están en fase. Por lo general, se multiplica con el seno del ángulo de fase.

Q = VI sin (ángulo de fase)

Su unidad es VAR.

En la transmisión de potencia, dado que la mayoría de las cargas son de naturaleza inductiva, siempre hay potencia reactiva presente en el sistema. Dado que la potencia reactiva no hace ningún trabajo real, la corriente extra suministrada para proporcionar la potencia reactiva significa mayores pérdidas de línea y altos límites térmicos para los equipos también, lo que se traduce en un mayor costo para los operadores, razón por la cual las industrias se cobran si tienen un factor de potencia bajo. .

La gestión del flujo de potencia reactiva además del flujo de potencia real se convierte en una tarea muy importante para los operadores para garantizar la estabilidad del voltaje en todo el sistema. En términos generales, la disminución de un suministro de energía reactiva al sistema hace que el voltaje disminuya, mientras que al aumentarlo, aumenta el voltaje. Un colapso de voltaje ocurre cuando el sistema sirve a una carga que tiene una demanda de potencia reactiva más alta que la que el sistema puede suministrar.

Answer 13

Con la alimentación de CA, obtendrá un 100% de uso de energía (PF = 1.0) a una carga puramente resistiva. Si la carga es inductiva como el motor eléctrico, el PF será menor a 1.0. Digamos que el PF = 0.85 significa que se está desperdiciando el 15% debido a la potencia reactiva. Cuanto menor sea la potencia reactiva, mayor será el factor de potencia. Entonces, ¿cómo podemos reducir la potencia reactiva? Un inductor tiene una corriente que está retrasando el voltaje en 90 grados, mientras que en un condensador la corriente conduce en 90 grados, por lo que ambos se cancelan entre sí si su reactancia es igual. El problema es que no podemos permitir que sean iguales ya que en la resonancia tendrá un efecto perjudicial que puede dañar el motor o cualquier carga inductiva. Por lo tanto, el FP siempre debe ser inferior a 1.

Answer 14

La potencia reactiva es la velocidad a la que se consume energía reactiva para establecer el campo eléctrico que permita la propagación de la energía eléctrica almacenada en los campos em. La potencia reactiva es el trabajo requerido para hacer esto en oposición a la potencia real, que es la potencia transmitida entre la fuente y la carga.

Si se produce una escasez de energía reactiva o potencia, se manifiesta como un colapso de voltaje, por lo que los campos em no pueden sostenerse para almacenar la energía necesaria para propagarse a través de la red eléctrica.

Esta es la razón por la cual la energía / potencia reactiva es tan importante en las redes eléctricas, ya que constituye la base para el almacenamiento y la propagación de energía eléctrica dentro de los campos em.

Answer 15

Hay muchas buenas analogías aquí. Pero aquí hay uno que funciona para mí.

Imagina dos caballos tirando de un tren por una vía. La cuerda está en ángulo con la pista. Entonces, la fuerza que causa tensión en la cuerda tiene dos componentes: uno a lo largo de la pista y otro perpendicular. Juntos, estos dos hacen el trabajo de tirar del tren.

Ahora, desde la física básica, sabemos que trabajo = producto interno del vector de fuerza y ​​el vector de movimiento. Si haces eso, te das cuenta de que solo el primer componente de la tensión está haciendo algún trabajo. Sin embargo, el segundo componente todavía está allí. Entonces necesita un nombre. Por alguna razón, el nombre elegido fue “reactivo”.

Obviamente, cuanto más paralela sea la cuerda a la pista, mejor estará usted. El ángulo de la pista cambia la relación de los dos componentes. En los sistemas eléctricos, esta relación se denomina “factor de potencia”. Por razones obvias, le gustaría que el factor de potencia sea igual a la unidad. Una gran cantidad de ingeniería energética implica tratar de hacer que esto suceda. Para ello, rocíe condensadores y / o inductores en los lugares correctos. Gran parte de lo que hacen los ingenieros es responder la pregunta: “¿Cuáles son los lugares correctos y cuánto pongo allí?”

Answer 16

La potencia reactiva es la corriente que fluye fuera de sincronización con el voltaje (en la forma de onda de CA). Se produce por elementos capacitivos e inductivos en la red, tanto dispositivos de usuario final como componentes de red. El efecto en la red se reduce la entrega de energía. La potencia reactiva debe compensarse para evitar la degradación de la entrega de energía y, en el peor de los casos, la corriente que fluye hacia atrás a la planta.

Answer 17

¿Recuerdas el dabba-wala de tus días universitarios? Podemos derivar la analogía de eso. Solo ten paciencia conmigo: p

La comida en el dabba es análoga al poder activo que demanda (usted) o genera (cocinado por su dabbawala). ¡La dabba es análoga al poder reactivo que no es exigido activamente por usted, pero la dabbawala tendrá que proporcionarlo de todos modos!
Aún mejor: los dabbas se usan para transportar la comida solamente y siguen viajando de un lado a otro mientras entregan comida, es decir, un verdadero poder.

Answer 18

En el caso de CA, el voltaje y la corriente no siempre están en la misma fase. En el caso del condensador, el voltaje se retrasa a la corriente y viceversa en el caso del inductor. Hay dos formas de entender esto:
1- V = Vm sin (wt)
I = Im sin (wt + ¢)
Ahora potencia reactiva = VI sin ¢.
Ponga las magnitudes de voltaje y corriente y el valor de sen ¢. No es necesario explicar que sen ¢ sería + ve en caso de condensador y -ve en caso de inductor. Se considera que se suministra más de uno, por eso los condensadores son proveedores de VAR.
2- con la misma expresión de V y calculo la potencia neta y uso trigonometría. U obtendrá una expresión como esta
P = VIcos ¢ (1-cos2wt) / 2 + VIsin ¢ sin2wt / 2
El segundo término es potencia reactiva y, según nuestra expresión, puede ver que contiene sen ¢ y será positivo para los condensadores y, por lo tanto, suministrador de potencia reactiva.

Answer 19

Puedes escribir un montón de palabras sobre el poder reactivo y luego alguien puede responderlas y pensar que lo entienden, pero no creo que se pueda explicar completamente en términos no técnicos. Es simplemente más complicado que eso. Lo siento.

Answer 20

La mayor parte de la carga en el sistema es de naturaleza inductiva, donde la corriente atrasa el voltaje. Ahora, si usa un condensador donde la corriente conduce al voltaje, puede reducir el ángulo entre corriente y voltaje en el diagrama resultante. Recuerde que el factor de potencia es el cos del ángulo entre los dos, lo que significa que cuanto menor es el valor del ángulo, más será el valor del factor de potencia.