Putere activa & Putere reactiva

Monitorizarea consumurilor de energie electrică pentru fiecare proces tehnologic şi compararea valorilor astfel obţinute cu anumite valori prestabilite, cunoscute sau corespunzătoare unor condiţii optime.

Utilizatorul final de energie electrică este un factor hotărâtor în gestionarea responsabilă a puterii şi energiei active, având în vedere că, în această etapă, energia electrică fiind o formă intermediară de energie, este transformată în formele finale de energie, respectiv lucru mecanic, lumină, caldură şi procese chimice. În acest sens trebuie acordată o atenţie deosebită utilizării cu responsabilitate a puterii şi energiei electrice, ceea ce este specific economiei moderne.

Condiţiile specifice industriei moderne, în care consumatorul pune un accent deosebit pe calitatea energiei electrice, iar furnizorul împreună cu distribuitorul urmăreşte ca perturbaţiile electromagnetice, care apar la funcţionarea consumatorului, să fie cele admise, necesită informaţii corecte privind mărimile electrice, determinate în prezenţa unor importante perturbaţii electromagnetice.

1. Puterea Activa

Puterea activă se defineşte că fiind energia electrică activă consumată într-o unitate de timp şi poate fi determinată ca valoare momentană, măsurată într-un moment oarecare sau poate fi exprimată prin valorii medii, pentru diferite intervale de timp, necesare pentru anumite evaluări. Astfel, se poate menţiona valoarea medie pentru un sfert de oră sau peste o oră, convenită prin contract, care este considerată la stabilirea puterii de vârf (maxime), pentru tarifarea energiei consumate la utilizatorii captivi, în cazul folosirii tarifului binom diferenţiat.

Urmărirea valorilor puterii de vârf şi adoptarea măsurilor necesare pentru limitarea acesteia, în special pentru consumul riguros al consumurilor în orele de vârf de sarcină, pe fiecare interval de facturare, poate avea efecte importante asupra facturii de energie electrică.

Urmărirea variaţiei puterii de vârf, la diferitele intervale de facturare, poate pune în evidenţă si unele abateri ale procesului de producţie.

Se poate afirmă astfel cu certitudine că printr-o analiză aprofundată şi obiectivă a modului de gospodărire a puterii şi energie active la orice consumator, indiferent de mărimea lui, sunt examinate şi evidenţiate toate detaliile, fără excepţie ale tuturor activităţilor tehnice, economice, administrative, sociale în mod deosebit cele manageriale , din conturul analizat.

Valorile medii utile se pot stabili pentru o oră, reprezentând direct consumul de energie activă pe durata unei ore, utilizată pentru stabilirea curbelor de sarcină zilnice sau pot fi stabilite pentru o zi, o săptămână, o lună şi un an, folosite pentru diferite analize ale consumului de energie electrică.

Pentru a putea defini şi analiza indicatorii principali ai unui grafic de sarcină se consideră, în figura de mai jos, un grafic de putere activă, zilnică, construit pe baza valorilor medii orare, pentru o întreprindere care funcţionează în trei schimburi, inegal încărcate, cel de dimineaţa (schimbul 1) fiind cel mai încărcat, după care urmează cel de după amiază (schimbul 2) şi cel de noapte (schimbul 3), cel mai descărcat.

Fig. 1 Graficul de sarcină al unui consumator cu funcţionare în trei schimburi.

O mărime caracteristică a graficului, care nu aparţine curbei de sarcină, dar care pune în evidenţă consecinţe tehnice importante, o reprezintă puterea instalată P_i, care reprezintă suma puterilor nominale ale tuturor receptoarelor de energie electrică din întreprinderea auditată sau ale tuturor receptoarelor din sectorul din întreprindere pentru care se realizează graficul de sarcină, inclusiv a receptoarelor (utilajelor energotehnologice) care sunt în rezervă .

De exemplu, dacă sunt montate trei grupuri de compresoare, din care, în mod normal, funcţionează numai două, în valoarea P_i , se consideră suma puterilor nominale ale tuturor celor trei grupuri.

Informaţiile necesare şi valoarea P_i , se stabilesc, în cadrul lucrării de audit, în etapa de analiză a dotării energotehnologice a întreprinderii, în ansamblu, precum şi pe secţii şi, eventual, pe ateliere. În puterea instalată P_i sunt incluse toate receptoarele de putere şi de iluminat din conturul corespunzător graficului de sarcină.

În principiu, valorile puterilor medii orare maxime sunt folosite pentru di men sio narea conductoarelor în etapa de proiectare sau pentru instalaţiile în funcţiune, respectiv în cazul întocmirii auditului, pentru calculul încărcării conductoarelor, precum şi pentru calculul pierderilor de putere şi al căderilor de tensiune.

Fig. 2 − Graficul de sarcină anual P = f(t) şi durata de utilizare a puterii active maxime t_m .

Se defineşte durata de utilizare a puterii active maxime t_m ca fiind durată fictivă (în ore) în care consumul cu puterea maximă P_max determină aceeaşi energie anuală ca şi consumul conform graficului anual de sarcină real (aria suprafeţei haşurate este egală cu aria P_max⋅t_m)

Durata de utilizare a puterii active maxime t_m este mărimea de bază pentru determinarea pierderilor active anuale pe circuitele sistemului electroenergetic industrial.

Fig 3 − Grafic de sarcină zilnică, teoretic a) şi determinat pe baza înregistrărilor de energie b).

Deoarece fiecare consumator are curba sa de sarcina specifica, din motive practice, se urmăreşte încadrarea formei acesteia într-o categorie, numit profil, de forma asemanatoare. Profilul de sarcina al unui consumator poate determina pretul de achizitie a energiei electrice.

Pentru incadrarea unui consumator într-un anumit profil de sarcina sunt utilizati o serie de indicatori ce caracterizeaza forma graficului de sarcina.

Aliura profilului curbei de sarcină urmăreşte profilul tehnologic al utilizatorului şi avem deci profiluri diferite ale curbei de sarcina, astfel : avem utilizatori care funcţionează din punct de vedere energetic într-un singur schimb, in două schimburi sau două schimburi prelungite, respectiv în trei schimburi (aici utilizatorul reuşeşte să prindă toate palierele orare din sistemul energetic national respectiv : varf de dimineata, varf de seara, rest ore si ore de gol ).

Puterea Reactiva

Puterea reactiva prin definitie este produsul dintre valoarile efective ale tensiunii si intensitatii si sinusul unghiului de defazaj dintre tensiunea instantanee de la bornele circuitului si intensitatea instantanee.
Puterea reactiva este o marime legata de energia care se acumuleaza in elementele reactive ale circuitului L, C. In bobina de inductanta L se acumuleaza energia reactiva sub forma de energie a campului magnetic, iar in condensator sub forma de energie a campului electric.

Spre deosebire de puterea activa care se pierde sub forma de caldura, puterea reactiva se conserva sub forma de energie a campului magnetic sau electric, asociate bobinei de inductanta L, respectiv condensatorului de capacitate C si aceasta putere reactiva poate fi cedata integral generatorului in alte momente de timp fata de cele in care s-a acumulat.
Puterea reactiva este puterea oscilanta intre generator si sarcina sau receptor (circuitul alimentat) a puterii totale asociate generatorului.