Obliczanie energii elektrycznej zużywanej przez domowe lub przemysłowe urządzenie elektryczne jest zwykle dokonywane z uwzględnieniem całkowitej mocy prądu elektrycznego przepływającego przez mierzony obwód elektryczny. Jednocześnie rozróżnia się dwa wskaźniki, które odzwierciedlają koszty pełnej mocy podczas obsługi konsumenta. Wskaźniki te nazywane są energią czynną i bierną. Moc brutto to suma tych dwóch liczb. O tym, czym jest energia elektryczna czynna i bierna oraz jak sprawdzić wysokość naliczonych płatności, postaramy się opowiedzieć w tym artykule.
Pełna moc
Zgodnie z przyjętą praktyką konsumenci nie płacą za moc użyteczną, która jest bezpośrednio wykorzystywana w gospodarce, ale za pełną, którą zwalnia przedsiębiorstwo dostawcy. Wskaźniki te wyróżniają się jednostkami miary - całkowita moc jest mierzona w woltamperach (VA), a moc użyteczna jest mierzona w kilowatach. Aktywna i bierna energia elektryczna jest wykorzystywana przez wszystkie urządzenia elektryczne zasilane z sieci.
Elektryczność czynna
Aktywny składnik pełnej mocy wykonuje użyteczną pracę i jest przetwarzany na te rodzaje energii, których potrzebuje konsument. W przypadku niektórych domowych i przemysłowych urządzeń elektrycznych moc czynna i pozorna w obliczeniach są takie same. Wśród takich urządzeń są piece elektryczne, lampy żarowe, piece elektryczne, grzejniki, żelazka i prasy do prasowania itp.
Jeżeli w paszporcie podana jest moc czynna 1 kW, całkowita moc takiego urządzenia wyniesie 1 kVA.
Pojęcie energii biernej
Ten rodzaj elektryczności jest nieodłącznym elementem obwodów zawierających elementy reaktywne. Elektryczność bierna to część całkowitej mocy wejściowej, która nie jest wykorzystywana do użytecznej pracy.
W obwodach prądu stałego nie ma pojęcia mocy biernej. W obwodach prądu przemiennego składnik reaktywny występuje tylko wtedy, gdy występuje obciążenie indukcyjne lub pojemnościowe. W takim przypadku występuje niedopasowanie między fazą prądu a fazą napięcia. To przesunięcie fazowe między napięciem a prądem jest oznaczone symbolem „φ”.
Przy obciążeniu indukcyjnym w obwodzie obserwuje się opóźnienie fazowe, przy obciążeniu pojemnościowym jest ono przed nim. Dlatego do odbiorcy dociera tylko część pełnej mocy, a główne straty powstają z powodu bezużytecznego nagrzewania się urządzeń i urządzeń podczas pracy.
Straty mocy występują z powodu obecności cewek indukcyjnych w urządzeniach elektrycznych ikondensatory. Z ich powodu przez pewien czas w obwodzie gromadzi się energia elektryczna. Zmagazynowana energia jest następnie wprowadzana z powrotem do obwodu. Urządzenia, których zużycie energii obejmuje reaktywny składnik energii elektrycznej, obejmują przenośne elektronarzędzia, silniki elektryczne i różne urządzenia gospodarstwa domowego. Wartość ta jest obliczana z uwzględnieniem specjalnego współczynnika mocy, który jest oznaczony jako cos φ.
Obliczanie energii biernej
Współczynnik mocy waha się od 0,5 do 0,9; dokładną wartość tego parametru można znaleźć w paszporcie urządzenia elektrycznego. Moc pozorną należy zdefiniować jako iloraz mocy czynnej podzielonej przez współczynnik.
Na przykład, jeśli moc wiertarki elektrycznej wynosi 600 W, a wartość wynosi 0,6, całkowita moc pobierana przez urządzenie wyniesie 600/06, czyli 1000 VA. W przypadku braku paszportów do obliczania całkowitej mocy urządzenia można przyjąć współczynnik równy 0,7.
Ponieważ jednym z głównych zadań istniejących systemów zasilania jest dostarczanie mocy użytkowej do odbiorcy końcowego, straty mocy biernej są uważane za czynnik ujemny, a wzrost tego wskaźnika poddaje w wątpliwość sprawność obwodu elektrycznego jako całość. Bilans mocy czynnej i biernej w obwodzie można zwizualizować w postaci tego zabawnego obrazka:
Wartość współczynnika przy uwzględnieniu strat
im wyżejwartość współczynnika mocy, tym mniejsze będą straty energii elektrycznej czynnej - co oznacza, że końcowy odbiorca zużytej energii elektrycznej będzie kosztował nieco mniej. W celu zwiększenia wartości tego współczynnika w elektrotechnice stosuje się różne metody kompensacji niedocelowych strat energii elektrycznej. Urządzenia kompensacyjne są wiodącymi generatorami prądu, które wygładzają kąt fazowy między prądem a napięciem. Baterie kondensatorów są czasami używane w tym samym celu. Są one połączone równolegle z obwodem roboczym i służą jako kompensatory synchroniczne.
Obliczanie kosztów energii elektrycznej dla klientów prywatnych
Do użytku indywidualnego nie wyodrębnia się w rachunkach energii czynnej i biernej - pod względem zużycia udział energii biernej jest niewielki. Dlatego klienci indywidualni o poborze prądu do 63 A płacą jeden rachunek, w którym cała zużyta energia elektryczna jest uważana za aktywną. Dodatkowe straty w obwodzie dla energii biernej nie są oddzielnie przydzielane i nie są opłacane.
Pomiar biernej energii elektrycznej dla firm
Kolejną rzeczą są przedsiębiorstwa i organizacje. Ogromna liczba urządzeń elektrycznych jest instalowana w obiektach przemysłowych i warsztatach przemysłowych, a w całkowitej energii elektrycznej przychodzącej znajduje się znaczna część energii biernej, która jest niezbędna do działania zasilaczy i silników elektrycznych. Energia czynna i bierna dostarczana przedsiębiorstwom i organizacjom wymaga wyraźnego oddzielenia i innego sposobupłatność za to. W tym przypadku standardowa umowa służy jako podstawa do uregulowania relacji między dostawcą energii elektrycznej a odbiorcami końcowymi. Zgodnie z zasadami określonymi w niniejszym dokumencie, organizacje zużywające energię elektryczną powyżej 63 A potrzebują specjalnego urządzenia, które zapewnia odczyty energii biernej do pomiaru i płatności. Operator sieci instaluje licznik energii biernej i pobiera opłaty zgodnie z jego odczytami.
Współczynnik energii biernej
Jak wspomniano wcześniej, energia elektryczna czynna i bierna na fakturach do zapłaty jest alokowana w osobnych wierszach. Jeżeli stosunek ilości biernej i zużytej energii elektrycznej nie przekracza ustalonej normy, opłata za energię bierną nie jest naliczana. Współczynnik współczynnika można określić na różne sposoby, jego średnia wartość wynosi 0,15. W przypadku przekroczenia tej wartości progowej zaleca się przedsiębiorstwu konsumenckiemu zainstalowanie urządzeń kompensacyjnych.
Moc bierna w budynkach mieszkalnych
Typowym konsumentem energii elektrycznej jest budynek mieszkalny z głównym bezpiecznikiem, który zużywa ponad 63A. Tak więc mieszkańcy bloku widzą w opłatach tylko zapłatę za pełną energię elektryczną dostarczoną do domu przez dostawcę. Ta sama zasada dotyczy spółdzielni mieszkaniowych.
Szczególne przypadki rozliczania mocy biernej
Zdarzają się przypadki, gdy w wielopiętrowym budynku znajdują się zarówno organizacje komercyjne, jak i mieszkania. Dostawy energii elektrycznej do takich domów regulują odrębne ustawy. Na przykład podział może być wielkością powierzchni użytkowej. Jeżeli organizacje komercyjne zajmują mniej niż połowę powierzchni użytkowej w budynku mieszkalnym, opłata za energię bierną nie jest pobierana. Jeżeli próg procentowy został przekroczony, wówczas istnieją obowiązki płacenia za energię bierną.
W niektórych przypadkach budynki mieszkalne nie są zwolnione z opłat za moc bierną. Na przykład, jeśli w budynku znajdują się przyłącza windy do mieszkań, opłata za zużycie energii biernej naliczana jest osobno, tylko za ten sprzęt. Właściciele mieszkań nadal płacą tylko za prąd czynny.
Zrozumienie istoty energii czynnej i biernej umożliwia prawidłowe obliczenie efektu ekonomicznego zainstalowania różnych urządzeń kompensacyjnych, które zmniejszają straty od obciążenia biernego. Według statystyk takie urządzenia pozwalają podnieść wartość cos φ z 0,6 do 0,97. W ten sposób automatyczne urządzenia kompensacyjne pomagają zaoszczędzić do jednej trzeciej energii elektrycznej dostarczanej konsumentowi. Znaczne ograniczenie strat ciepła wydłuża żywotność urządzeń i mechanizmów w zakładach produkcyjnych oraz obniża koszty wyrobów gotowych.
