Усиление активной мощности с помощью реактивной мощности

В этой теме буду выкладывать теоретические обоснования использования реактивной мощности для увеличения активной.

Все обсуждения прошу вести в другой теме с таким же названием.

Читая теорию по резонансу, в частности по резонансу напряжений, где написано что на индуктивности напряжение опережает ток на пи/2. Активная мощность P (active power = real power =true power) измеряется в ваттах (Вт, W) и это та мощность, которая потребляется электрическим сопротивлением системы на тепло и полезную работу. Для сетей переменного тока:
P=U*I*cosφ, где U и I - действующие= эффективные= среднеквадратичные значения напряжения и тока, а φ- сдвиг фаз между ними Реактивная мощность Q (reactive power) измеряется в вольт-амперах реактивных (вар, var) и это электромагнитная мощность, которая запасается и отдается обратно в сеть колебательным контуром системы. Реактивная мощность в идеале не выполняет работы, т.е. название вводит в заблуждение. Легко догадаться глядя на рисунок, что: P=U*I*sinφ, где U и I - действующие=эффективные=среднеквадратичные значения напряжения и тока, а φ- сдвиг фаз между ними cos(пи/2)=0 sin(пи/2)=1
Отсюда на индуктивности реактивная мощность равна произведению напряжения на ток и максимальна, а активная равна 0. Пишут что реактивная мощность в идеале не выполняет работы, но в лекциях по ТОЭ опять же пишут что при резонансе горят трансформаторы и индуктивности и другие страшные вещи. Отсюда возник вопрос: если реактивная мощность в идеале не выполняет работы, то почему горят трансформаторы?

Реактивная мощность
А что это такое. Например пишут: "В электрических цепях при чисто активной нагрузке протекающий ток не опережает и не запаздывает от напряжения. При индуктивной нагрузке ток отстает от напряжения, при емкостной - опережает напряжение. При работе электродвигателей, компрессоров, электромагнитов и др., что наиболее типично для большинства потребителей нагрузка имеет индуктивный характер и в общей потребляемой мощности присутствует реактивная мощность. В этом случае снижается коэффициент мощности и для его повышения необходимо подключать емкостную нагрузку, которая компенсирует индуктивную составляющую. Результирующая нагрузка приближается к чисто активной и коэффициент мощности приобретает максимальное значение." Т.е. нагрузка-индуктивность. Посмотрим как включаются конденсаторы для компенсации реактивной мощности

Добавим на схему нагрузку-индуктивность

Фактически у нас образовался параллельный колебательный контур!!! И что теперь сказать?! В нагрузке индуктивности гуляет реактивный ток, но он не работает?
А что пишут про параллельный колебательный контур:
Сопротивление колебательного контура относительно источника колебаний будет иметь чисто активный характер. То есть не будет проявляться ни емкостная, ни индуктивная составляющая. И сдвиг фаз между током и напряжением будет отсутствовать.
В тоже время ток через индуктивность будет отставать от напряжения на 90 градусов. А ток в емкости буде опережать напряжение на те же 90 градусов. Таким образом, токи в реактивных элементах контура будут сдвинуты по фазе на 180 градусов друг относительно друга.
Кстати в 40-х годах прошлого века это называли компенсацией реактивного сопротивления, что более правильно. Налицо подмена понятий.


Вот ещё документ МЭИ где сказано что "Выработка реактивной мощности не требует непосредственного расхода топлива".
<a class="postlink" href="http://rudocs.exdat.com/docs/index-66621.html" onclick="window.open(this.href);return false;">http://rudocs.exdat.com/docs/index-66621.html</a>
Читая дальше про реактивную энергию нашёл, что для производства реактивной энергии не затрачивается активная мощность а следовательно и топливо. И то что называется "компенсацией реактивной энергии" есть производство реактивной энергии возле её потребителя.
<a class="postlink" href="http://sdsauto.com/electrotehnika.html" onclick="window.open(this.href);return false;">http://sdsauto.com/electrotehnika.html</a>

Из диаграммы компенсации реактивной мощности



Получается что при компенсации реактивной мощности активная мощность потребляемая из сети не увеличивается. Откуда тогда берётся реактивная мощность необходимая для работы например асинхронного двигателя для создания в нём магнитных полей?<br /><br />-- 20 фев 2013, 09:47 --<br /><br />Без реактивной мощности эти потребители с индуктивной нагрузкой бы не работали. А потери при передаче энергии неизбежны, и, разумеется, никакой от этого пользы не наблюдается. Вопрос "можно ли использовать с пользой реактивную мощность?". Ответ - любое использование реактивной мощности идет на пользу просто потому, что без нее не обойтись. Теперь ответьте, пожалуйста, почему потребление реактивной мощности зло? Потому что потребление реактивной мощности приводит к увеличению полного тока со всеми вытекающими? Нет. Потому что есть способ ее компенсировать на шинах потребителя и не передавать по сети от генератора, тем самым уменьшив потери. Если бы этого способа не было, то к реактивной мощности относились бы также, как к активной (т.е. не считали бы злом). Да, реактивная энергия не совершает работу, но нельзя утверждать, что она бесполезна.
Опять же, для обеспечения получения мощного магнитного поля нужен большой ток. Увеличение активной мощности вызовет увеличение расхода угля на ТЭЦ (увеличение расхода воды на ГЭС и т.д.). А реактивная мощность позволит практически бесплатно увеличить величину тока до требуемой (по крайней мере экономические затраты будут на несколько порядков меньше).