15-БӨЛІМ. РЕАКТИВТІ ҚУАТТЫЛЫҚТЫ ӨТЕМДЕУ

185
15-БӨЛІМ. РЕАКТИВТІ ҚУАТТЫЛЫҚТЫ ӨТЕМДЕУ 
Реактивті қуаттылық түсінігін талдау үшін алдымен электр қуаттылығы деген не 
екенін еске түсірейік. Электр қуаттылығы – бұл уақыт бірлігіне электр тұтыну немесе беру, 
генерациялау жылдамдығымен сипатталатын физикалық шама [49].
Қуаттылық көп болған сайын, уақыт бірлігінде электр қондырғысы соншалықты 
көп жұмыс жасай алады. Ваттағы қуаттылық өлшенеді (туынды Вольт х Ампер). Лездік 
қуаттылық – бұл электр тізбегінің қандай да бір учаскесіндегі күштер жəне кернеулердің 
лездік мəндерінің туындысы.
Тұрақты  тоқ  тізбектерінде  лездік  жəне  орташа  қуаттылық  қандай  да  бір  уақыт 
аралығы үшін сəйкес келеді, ал реактивті қуаттылық жоқ. Айнымалы тоқ тізбектерінде егер 
жүктемес белсенді болған жағдайда ғана болады. Бұл, мысал мысалы, электр қыздырғыш 
немесе қыздыру шамы. айнымалы тоқ тізбегіндегі осындай жүктемеде сəйкес келеді жəне 
барлық қуаттылық жүктемеге беріледі.
Реактивті  қуаттылық  тоқтың,  шамадан  тыс  кернеудің  босауы  немесе  қалуы 
нəтижесінде  туындайды.  15.1-суреттен  индуктивті  жүктемеде  тоқ  кернеуден  қалса 
(трансформаторлар, электр қозғалтқыштар), ал көлемдікте (түрлі электронды құрылғылар) 
асады. Толық тоқ бұнда векторлық сомаға, белсенді жəне реактивті тоқтарға теңеледі.
205
кернеу
белсенді ток
реактивті ток (индуктивті)
ток кернеуден қалып 
келеді
ток кернеуден асып 
келеді
15.1-сурет – Реактивті қуаттылық 
Реактивті  қуаттылық  номиналдан  желі  кернеуінің  ауытқуына,  кəбілдер  қимасы 
жəне  трансформаторлар  қуаттылығының  артуына,  тоқтың  ұлғаюы  салдарынан 
өткізгіштердегі қосымша шығындарға, электр энергиясын өнім берушіге төлеуді ұлғайтуға 
əкелетін электр энергиясының сапасын төмендететін фактор болып табылады.
Реактивті  қуаттылықты  азайту  бойынша  техникалық  шешімдер  электр 
энергиясының көлігіндегі техникалық шығындар деңгейін төмендетіп қана қоймай, желі 
тораптарындағы  кернеулер  деңгейін  қалпына  келтіреді,  желінің  өткізгіштік  қабілетін 
арттырады жəне сəйкесінше жаңа тұтынушыларды қосуға мүмкіндік береді.
Айнымалы тоқ кезеңі үшін жүктемеге беру мүмкін болған толық қуаттылықтың 
бөлігі белсенді қуаттылық болып аталады. Ол тоқ жəне олар арасындағы фазаның жылжу 
бұрышының косинусына кернеудің қолданыстағы мəндерінің туындысына тең (cos φ ).
                                                            P = IUcos φ
Энергия үнемдеу жəне энергия тиімділігі

186
Жүктемеге  берілмеген,  сəулеленуге  жəне  қыздыру  шығындарына  əкелген 
қуаттылық,  реактивті  қуаттылық  деп  аталады.  Ол  олар  арасындағы  фазалардың  жылжу 
бұрышының синусына кернеулер жəне тоқтың қолданыстағы мəндерінің туындысына тең 
(sin φ).
Осылайша, реактивті белсенділік жүктемені сипаттайтын шама болып табылады. 
Ол реактивті вольт амперлерде өлшенеді (вар, var). Тəжірибеде электр энергиясын үнемдеу 
тұрғысынан  электр  қондырғысы  қасиетін  сипаттайтын  шама,  косинус  фи  түсінігі  жиі 
кездеседі. Шын мəнінде, cos φ жоғары болған сайын, жүктемеге көзден берілетін энергия да 
көп түседі. Демек неғұрлым аз қуатты пайдалануға болады жəне текке кететін энергия да аз 
болады.
Q = IUcos φ
15.2-сурет – Қуаттылықтардың векторлық диаграммасы
Олардың векторлары арасында бұрыштың косинусы арқылы көрінген толық жəне 
белсенді  қуаттылық  арасындағы  арақатынас  қуаттылық  коэффициенті  деп  аталады           
(15.2-сурет).
cos φ =
P
S
15.1 Реактивті қуаттылықты өтемдеу тəсілдері 
Жоғарыда  айтылғаннан  егер  жүктеме  индуктивті  болса,  онда  оны  ыдыстар 
(конденсаторлар) көмегімен өтеген жөн жəне ыдыстық жүктемегі индуктивтілік көмегімен 
өтейтіні  шығады  (дросселдер  жəне  реакторлар).  Бұл  косинус  фи  (cos  φ)  0,7-0,9 
қолданылымды  мəндеріне  дейін  ұлғайтуға  мүмкіндік  береді.  Бұл  процесс  реактивті 
қуаттылықты өтеу деп аталады.
Реактивті қуаттылықтың екі негізгі əдісін белгілеуге болады:
1)  Q=const-  тұрақты  реактивті  қуаттылықта.  Нақты  қуаттылыққа  есептелген 
компенсатор,  тұтынушыдан  немесе  оған  тікелей  жақында  қосылады.  Осындай 
тұтынушыларға  жатады:  асинхронды  электр  қозғалтқыштар,  трансформаторлық 
қондырғылар жəне өзгеріссіз параметрлермен жұмыс істейтін басқа жабдық.
2)  Q≠const–  тұрақсыз  (өзгеретін)  реактивті  қуаттылықта.  Аталмыш  жағдайда 
реактивті  құрамдас  датчигі  орнатылады  (ДРҚ),  ол  реактивті  қуаттылық  (реактивті  тоқ) 
көрсетілімдерін бекітеді жəне басқару блогына сигналды береді. Реактивті құрамдастың 
алынған мəндерін негізге ала отырып, басқару блогы өтеу қуаттылығы деңгейін реттейді.
Энергия үнемдеу жəне энергия тиімділігі

187
15.3-сурет – Реактивті қуаттылықты өтеу 
Реттелетін өтеу құрылғылары көп сұранысқа ие, себебі оларды қосуды тікелей бір 
тұтынушыға,  сондай-ақ  топқа  тікелей  жүзеге  асыруға  болады.  Мысалы,  тарату 
қалқандарына, күш трансформаторларына немесе автономды қуат көздеріне қосу. 
Реактивті қуаттылықты өтеуден экономикалық əсер 
Реактивті  қуаттылықты  өтеу  қондырғыларын  енгізуден  экономикалық  əсер  өте 
үлкен болуы мүмкін. Статистика бойынша кеңестіктен кейінгі кеңістік кəсіпорындарында 
электр  энергиясын  төлегеннен  кейін  12  ден  50%  дейінді  құрауы  мүмкін.  Реактивті 
қуаттылықты өтеу қондырғысы кем дегенде бір жылда өтеледі. 
Əзірлеу  кезеңінде  жобаланатын  объектілер  үшін  конденсаторлық  қондырғыны 
енгізу  олардың  қимасын  төмендету  есебінен  кəбілдік  желілердегі  құнын  үнемдеуге 
мүмкіндік береді. Автоматты конденсаторлық қондырғы, мысалы, cos φ с 0,6 - 0,97 дейін 
көтеруі мүмкін.
15.2 Реактивті қуаттылықты өтемдеуді есептеу 
Өтейтін  құрылғылардың  барынша  таралған  түрлері,  олар  кəсіпорындарда 
реактивті  қуаттылықтардың  жергілікті  генераторларының  рөлін  орындайды,  синхронды 
қозғалтқыштар  жəне  статикалық  конденсаторлар  батареялары  болып  табылады. 
Конденсаторлық  батареялар  төмен  немесе  жоғары  кернеу  тарапынан  цехтық  жалпы 
зауыттық трансформаторлық кіші станцияларда анықтайды. 
Өтеуші  құрылғы  реактивті  энергияны  қабылдаушыға  өтеуші  құрылғы  жақын 
болған  сайын,  реактивті  тоқтардан  электрмен  қамту  жүйелерінің  буындары  көбірек 
түсіріледі.  Алайда  орт алықт андырылған  өтеуде,  яғни  конденс аторларды 
трансформаторлық  кіші  станцияларда  орнатуда  конденсаторлық  қуаттылық  неғұрлым 
толық пайдаланылады.
Конденсаторлық  батареялар  қуаттылығы  15.4-сурет  диаграммасы  бойынша 
анықталуы мүмкін.
15.4-сурет – Қуаттылықтар диаграммасы
Энергия үнемдеу жəне энергия тиімділігі