Popis parametru Typ měřené elektřiny (A/R) – Profsektor
V elektrických obvodech obsahujících kombinovanou zátěž se celkový výkon spotřebovaný ze sítě skládá z činného výkonu, který vykonává užitečnou práci, a jalového výkonu, který se vynakládá na vytváření magnetických polí a vytváření dodatečného zatížení napájecích vedení. Poměr mezi zdánlivým a činným výkonem, vyjádřený pomocí kosinusu úhlu mezi jejich vektory (cosφ), se nazývá účiník.
V elektrických sítích obsahujících pouze aktivní zátěže (žárovky, elektrické ohřívače atd.) se proud a napětí mění ve fázi a ze sítě se spotřebovává pouze užitečný činný výkon.
Ale v reálném životě se to stává velmi zřídka. Hlavní zátěží v průmyslových energetických sítích jsou asynchronní elektromotory a distribuční transformátory. Tato indukční zátěž za provozu je zdrojem jalové elektrické energie (jalový výkon), který vykonává oscilační pohyby mezi zátěží a zdrojem (generátorem).
Jalový výkon je charakterizován zpožděním (u indukčních prvků proud zaostává za napětím ve fázi) mezi sinusoidami napěťové a proudové fáze sítě.
Fázové zpoždění proudu od napětí v indukčních prvcích způsobuje časové intervaly, kdy napětí a proud mají opačná znaménka: napětí je kladné a proud záporné a naopak. V těchto okamžicích není energie spotřebována zátěží, ale je přiváděna zpět sítí směrem ke generátoru. V tomto případě je elektrická energie uložená v každém indukčním prvku distribuována po síti, aniž by byla rozptýlena v aktivních prvcích, ale spíše vykonává oscilační pohyby (od zátěže ke generátoru a zpět).
Ukazatelem spotřeby jalového výkonu je účiník (PF), číselně rovný kosinu úhlu (φ) mezi proudem a napětím. CM spotřebitele je definován jako poměr spotřebovaného činného výkonu k celkovému výkonu skutečně odebranému ze sítě, tzn. cos(φ)=P/S.
Vzhled reaktivní složky v síti lze zobrazit na vektorových diagramech následovně:
Tento koeficient se používá k charakterizaci úrovně jalového výkonu motorů, generátorů a podnikové sítě jako celku.
Čím blíže je hodnota cos(φ) jednotce, tím menší je podíl jalového výkonu odebraného ze sítě.
Pro většinu průmyslových spotřebitelů přítomnost jalové energie v sítích znamená následující: kromě činné energie, která vykonává užitečnou práci, proudí sítěmi mezi zdrojem energie a spotřebičem jalová energie, která nevykonává užitečnou práci a je zaměřena pouze na vytváření magnetických polí v indukční zátěži. Jalový proud protékající kabely a vinutími transformátorů snižuje v mezích jejich propustnosti podíl činného proudu, který jimi protéká, a tím způsobuje výrazné dodatečné ztráty ve vodičích ohříváním – tzn. aktivní ztráty. Z toho vyplývá, že podle moderních pravidel pro výpočet účtů za elektřinu je spotřebitel nucen zaplatit za stejné neproduktivní náklady minimálně dvakrát. Jednou – přímo za jalovou energii spotřebovanou ze sítě (podle měřiče jalové energie) a podruhé – za stejnou energii, ale nepřímo, placení za aktivní ztráty z toku jalové energie, zohledněné měřičem činné energie.
Přítomnost jalového výkonu je tedy parazitním faktorem, který je nepříznivý pro síť jako celek. V důsledku toho:
- náklady na energii se zvyšují;
- musí platit pokuty za snížení kvality elektřiny z důvodu nízkého účiníku
- ve vodičích dochází k dalším ztrátám v důsledku zvýšeného proudu;
- zvyšuje se zatížení transformátorů a spínacích zařízení a tím se snižuje jejich životnost
- zvyšuje se zatížení vodičů a kabelů – je nutné použít větší průřezy;
- Napětí sítě se odchyluje od jmenovité hodnoty (úbytek napětí v důsledku zvýšení jalové složky proudu napájecí sítě).
- zvyšuje se úroveň vyšších harmonických v síti