Dalam rangkaian AC, ada dua jenis daya listrik yang disuplai ke beban oleh catu daya: satu adalah daya aktif dan yang lainnya adalah daya reaktif. Tegangan dan arus berada dalam satu fasa, catu daya menyuplai daya ke beban, dan beban mengubah energi listrik menjadi energi lain yang disebut daya aktif. Bagian dari tegangan dan arus dalam fase yang berbeda, catu daya dan beban bertukar energi listrik. Bagian energi listrik ini (kecuali rugi-rugi saluran) tidak diubah menjadi energi lain (selain elektromagnetik), yang disebut daya reaktif.
Kekuatan aktif
Daya aktif adalah daya listrik yang diperlukan untuk mempertahankan pengoperasian normal peralatan listrik, yaitu daya listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi lain (energi mekanik, energi cahaya, energi panas). Misalnya: motor berkekuatan 5,5 kilowatt mengubah energi listrik sebesar 5,5 kilowatt menjadi energi mekanik untuk menggerakkan pompa air untuk memompa air atau perontok untuk mengirik biji-bijian; berbagai peralatan penerangan mengubah energi listrik menjadi energi cahaya untuk menerangi kehidupan dan pekerjaan masyarakat. Simbol daya aktif dilambangkan dengan P, dan satuannya meliputi watt (W), kilowatt (kW), dan megawatt (MW).
Daya aktif: Dalam rangkaian AC, nilai rata-rata daya sesaat yang dipancarkan oleh catu daya dalam satu siklus (atau daya yang dikonsumsi oleh resistor beban) disebut "daya aktif". Daya aktif rendah yang berlebihan menyebabkan peningkatan kehilangan saluran, penurunan kapasitas, dan penurunan pemanfaatan peralatan, yang menyebabkan peningkatan pemborosan energi listrik.
Kekuatan reaktif
Beban induktif pada jaringan listrik (seperti motor, tersedak, trafo, pemanas induksi dan mesin las, dll.) akan menghasilkan berbagai tingkat histeresis listrik, yang disebut induktansi.
Beban induktif memiliki karakteristik sedemikian rupa sehingga meskipun tegangan yang diberikan berubah arah, histeresis beban induktif masih dapat mempertahankan arah arus (misalnya maju) untuk jangka waktu tertentu. Ketika perbedaan fasa antara arus dan tegangan ada, daya negatif dihasilkan dan diumpankan kembali ke jaringan. Ketika arus dan tegangan berada pada fasa yang sama lagi, jumlah energi listrik yang sama diperlukan untuk membentuk medan magnet pada beban induktif. Medan magnet yang membalikkan energi listrik ini disebut daya reaktif.
Definisi: Dalam rangkaian dengan induktor atau kapasitor, dalam setiap setengah siklus, energi catu daya diubah menjadi energi medan magnet (atau medan listrik) dan disimpan, kemudian dilepaskan, dan energi medan magnet (atau medan listrik) yang disimpan adalah kembali ke sirkuit. Catu daya hanya melakukan pertukaran energi ini dan tidak benar-benar mengonsumsi energi. Kami menyebut nilai daya pertukaran ini sebagai “daya reaktif”.
Daya reaktif relatif abstrak. Ini adalah tenaga listrik yang digunakan untuk menukar medan listrik dan medan magnet dalam suatu rangkaian dan untuk membentuk serta memelihara medan magnet pada peralatan listrik. Ia tidak melakukan kerja secara eksternal, namun diubah menjadi bentuk energi lain. Peralatan listrik apa pun dengan kumparan elektromagnetik mengkonsumsi daya reaktif untuk membentuk medan magnet. Misalnya, lampu neon 40-watt memerlukan daya aktif lebih dari 40 watt (ballast juga mengonsumsi sebagian daya aktif) untuk memancarkan cahaya, dan juga memerlukan daya reaktif sekitar 80 watt agar koil pemberat dapat menghasilkan medan magnet bolak-balik. Karena tidak melakukan kerja eksternal, maka disebut “reaktif”. Simbol daya reaktif dilambangkan dengan Q dan satuannya adalah Var (Var) atau kVar (kVar).
Kerugian dari daya reaktif yang terlalu tinggi:
1) Daya reaktif akan menyebabkan peningkatan daya arus dan daya semu, sehingga mengakibatkan penurunan kapasitas sistem;
2) Peningkatan daya reaktif akan meningkatkan arus total, sehingga meningkatkan kerugian peralatan dan saluran;
3) Penurunan tegangan saluran meningkat, dan dampak beban reaktif juga akan menyebabkan tegangan berfluktuasi dengan hebat.
Setelah peralatan listrik induktif pada jaringan distribusi, seperti trafo, motor, tukang las, AC, mesin cuci, lemari es, lampu natrium, lampu neon, dan lain-lain, dioperasikan, tidak hanya harus menyerap daya aktif dari daya. jaringan untuk bekerja, tetapi juga menyerap daya inert. Tenaga kerja menciptakan medan magnet, yang mengakibatkan rendahnya faktor daya alami bagi pelanggan listrik. Negara kita menetapkan standar faktor daya yang harus dipenuhi untuk konsumsi listrik oleh pelanggan listrik.
Daya reaktif bukanlah daya yang tidak berguna, ia memiliki kegunaan yang besar. Motor perlu membentuk dan mempertahankan medan magnet yang berputar untuk memutar rotor, sehingga mendorong gerakan mekanis. Medan magnet rotor motor dibentuk dengan memperoleh daya reaktif dari sumber listrik. Transformator juga memerlukan daya reaktif untuk membangkitkan medan magnet pada kumparan primer transformator dan menginduksi tegangan pada kumparan sekunder. Oleh karena itu, tanpa daya reaktif, motor tidak akan berputar, trafo tidak akan berubah tegangannya, dan kontaktor AC tidak akan menutup. Untuk menggambarkan masalah ini dengan jelas, berikut ini contohnya: pembangunan pemeliharaan air pedesaan memerlukan penggalian dan pengangkutan tanah. Saat mengangkut tanah, keranjang bambu diisi dengan tanah. Tanah yang diambil itu seperti tenaga aktif, dan keranjang bambu yang kosong seperti tenaga reaktif. , Keranjang bambu bukannya tidak ada gunanya. Bagaimana tanah bisa diangkut ke tanggul tanpa keranjang bambu?
Dalam keadaan normal, peralatan listrik tidak hanya perlu memperoleh daya aktif dari sumber listriknya, tetapi juga perlu memperoleh daya reaktif dari sumber listriknya. Jika daya reaktif dalam jaringan listrik kekurangan pasokan, peralatan listrik tidak akan memiliki daya reaktif yang cukup untuk menghasilkan medan elektromagnetik normal. Kemudian, peralatan listrik tersebut tidak akan mampu mempertahankan pengoperasiannya pada kondisi pengenal, dan tegangan terminal peralatan listrik tersebut akan turun. Hal ini mempengaruhi pengoperasian normal peralatan listrik.
Daya reaktif mempunyai dampak buruk tertentu terhadap pasokan dan konsumsi listrik, terutama pada:
(1) Kurangi keluaran daya aktif generator.
(2) Mengurangi kapasitas pasokan listrik pada peralatan transmisi dan transformasi tenaga listrik.
(3) Menyebabkan peningkatan kehilangan tegangan saluran dan peningkatan kehilangan daya.
(4) Menyebabkan rendahnya faktor daya pengoperasian dan jatuh tegangan, sehingga kapasitas peralatan listrik tidak dapat dimanfaatkan secara maksimal.
Daya reaktif yang disuplai dari generator dan saluran transmisi tegangan tinggi masih jauh dari memenuhi kebutuhan beban. Oleh karena itu, beberapa perangkat kompensasi daya reaktif harus dipasang di jaringan listrik untuk melengkapi daya reaktif guna memenuhi kebutuhan pengguna akan daya reaktif. Dengan cara ini, peralatan listrik hanya dapat bekerja pada tegangan pengenal. Inilah sebabnya mengapa jaringan listrik perlu memasang perangkat kompensasi daya reaktif.
