För att reda ut begreppen.
VAr är mätetalet för rent reaktiv effekt, då är strömmen 90° fasförskjuten mot spänningen, och innebär ingen nyttig energi, utan bara att ström snurrar runt i ledningarna utan något bra händer.
Denna ström värmer förvisso upp ledningar och säkringar och gör att allt måste dimensioneras upp.
Uppvärmningen orsakar dock en liten fasförskjutning i sig och gör att man ändå måste betala för denna onyttiga uppvärmning.
Nätägaren vill ju också ha så liten reaktiv effekt som möjligt, den värmer ju även upp hans ledningar och transformatorer, utan att nätägaren får betalt för detta.
Rent reaktiv effekt finns bara teoretiskt, då det i praktiken alltid finns lite resistans. Men en kondensator som växelströmmatas med korta grova ledare är ganska nära rent reaktiv.
Aktiv effekt mäts med W. Det är den effekten som vanliga konsumenter betalar för.
Rent aktiv effekt är det när fasvridningen är 0, dvs ström och spänning kommer i fullständig fas med varandra. Och detta är fallet i rent resistiva laster. (denna är ju iofs också lite teoretisk, då det väl alltid är något lite induktans i ledningar och kapacitans mellan ledare)
Vid rent aktiv effekt blir all ström och spänning nyttigt arbete.
I praktiken har vi väl ofta en kombination av reaktiv effekt och aktiv effekt, denna kallas skenbar effekt och mäts med VA.
Tar man och mäter strömmen med ett instrument och spänningen med att annat och bara multiplicerar så får men fram den skenbara effekten, vilket även skulle vara den aktiva effekten om det inte skulle vara någon fasförskjutning alls.
Men som sagt, ofta finns det någon reaktiv komponent bland lasterna och därför är det ofta åtminstone någon grads fasvridning mellan ström och spänning
Ty jag skulle gärna debiteras med kVArh av min nätägare, då skulle jag få ruggigt låg elräkning, och skulle jag ordna lite faskompensering på de laster som förbrukar reaktiv effekt så skulle jag nog kunna komma ner till nära noll i elräkning.
Det jag verkligen inte vill är att bli debiterad med kVah, ty då kan jag inte komma undan högre elräkningar än nu.
Men hur nu -MH- menade vet jag faktiskt inte längre, dvs jag vågar inte ens ha en misstanke om vad det var.
VAr är mätetalet för rent reaktiv effekt, då är strömmen 90° fasförskjuten mot spänningen, och innebär ingen nyttig energi, utan bara att ström snurrar runt i ledningarna utan något bra händer.
Denna ström värmer förvisso upp ledningar och säkringar och gör att allt måste dimensioneras upp.
Uppvärmningen orsakar dock en liten fasförskjutning i sig och gör att man ändå måste betala för denna onyttiga uppvärmning.
Nätägaren vill ju också ha så liten reaktiv effekt som möjligt, den värmer ju även upp hans ledningar och transformatorer, utan att nätägaren får betalt för detta.
Rent reaktiv effekt finns bara teoretiskt, då det i praktiken alltid finns lite resistans. Men en kondensator som växelströmmatas med korta grova ledare är ganska nära rent reaktiv.
Aktiv effekt mäts med W. Det är den effekten som vanliga konsumenter betalar för.
Rent aktiv effekt är det när fasvridningen är 0, dvs ström och spänning kommer i fullständig fas med varandra. Och detta är fallet i rent resistiva laster. (denna är ju iofs också lite teoretisk, då det väl alltid är något lite induktans i ledningar och kapacitans mellan ledare)
Vid rent aktiv effekt blir all ström och spänning nyttigt arbete.
I praktiken har vi väl ofta en kombination av reaktiv effekt och aktiv effekt, denna kallas skenbar effekt och mäts med VA.
Tar man och mäter strömmen med ett instrument och spänningen med att annat och bara multiplicerar så får men fram den skenbara effekten, vilket även skulle vara den aktiva effekten om det inte skulle vara någon fasförskjutning alls.
Men som sagt, ofta finns det någon reaktiv komponent bland lasterna och därför är det ofta åtminstone någon grads fasvridning mellan ström och spänning
När jag skrev som jag skrev så trodde jag att -MH- faktiskt menade kVA, men att det råkade bli kVAr.M -MH- skrev:
Ty jag skulle gärna debiteras med kVArh av min nätägare, då skulle jag få ruggigt låg elräkning, och skulle jag ordna lite faskompensering på de laster som förbrukar reaktiv effekt så skulle jag nog kunna komma ner till nära noll i elräkning.
Det jag verkligen inte vill är att bli debiterad med kVah, ty då kan jag inte komma undan högre elräkningar än nu.
Men hur nu -MH- menade vet jag faktiskt inte längre, dvs jag vågar inte ens ha en misstanke om vad det var.
Har vi övertoner i ström eller spänning så blir det ännu mer komplicerat med förhållandet mellan effektfaktor, aktiv och reaktiv effekt (där den senare både kan vara av induktiv och kapacitiv karaktär).Mikael_L skrev:
Har man dålig effektfaktor (att kvoten mellan aktiv effekt (P) och skenbar effekt (S) är mindre än 1) så kan det bero på två saker:
1. en fasförskjutning mellan grundtonens spänning och ström (visas i figuren i artikeln)
2. kurvformsdeformering av spänningen och strömmen (övertoner)
Med en kondensator (eller en induktans) kan vi bara påverka en dålig effektfaktor som beror på punkten 1 (det vi kallar faskompensering).
Finns övertoner i spänningen och strömmen som försämrar effektfaktorn (punkten 2) så måste vi hantera detta separat.
Vi kan alltså ha en dålig effektfaktor utan någon reaktiv effekt. Detta inträffar om grundtonens ström och spänning passerar nollgenomgången på samma ställe (utan fasförskjutning), men att vi samtidigt har en kurvformsdeformering av strömmen (och/eller spänningen)
De flesta som läst ellära har lärt sig att räkna ut reaktiv effekt med ”effekttriangeln”. Men ”effekttriangeln” kan vi bara använda för att beräkna reaktiv effekt när det inte är några övertoner d.v.s. ingen kurvformsdeformering av spänningen och strömmen.
Att mäta (och beräkna) elektriska storheter som effekt och reaktiv effekt innehåller många fallgropar. Om vi inte ser upp finns det en risk att vi blir lurade.
Det diskuteras mycket om EFFEKTFAKTOR i tråden men det verkar inte vara någon som reflekterat över vilken reaktiv effekt en liten kondensator på ynka 3 uF (mikrofarad) kan tillföra jämfört med den normala effekt som förbrukas i en vanlig villa (om jag inte missat detta bland alla kommentarerna i tråden).
Reaktansen X i en kondensator är
Xc = 1 / (w*C) = 1 / (2*pi*f*C)
där tecknet w skall föreställa "lilla omega".
=> Xc = 1 / (2 * 3,1416 * 50 * 3 * 10^6) = ca 1061 Ohm
Den reaktiva effekten Q från samma kondensator = Q
Q = U*Ic = [Ohms lag på kondendatorn] = U^2 / Xc
=> Q = 230^2 / 1061 = ca 50 VAr
Dvs kondensatorn har en förmåga att reducera en reaktiv induktiv effekt på 50 VA. Är detta mycket eller litet? Jag illustrerar detta med ett exempel:
Exempel
Säg att vi har en villa som förbrukar 20 000 kWh (aktiv energi) per år och att vi utöver detta har en elmotor (med effektfaktor cos(fi)=0,8) i huset som förbrukar (den aktiva) effekten Pm=100 W (samt reaktiv effekt Qm i enlighet med effektfaktorn) och att vi även skulle betala för den reaktiva effekten Q.
Kommentar 1: Om vi betalar även för den reaktiva effekten så innebär detta att vi betalar för både P och Q, dvs vi betalar för den skenbara effekten S = U*I där I är den totala strömmen.
Kommentar 2: Jag valde effektfaktor 0,8 för att få jämna siffror i beräkningarna.
Kommentar 3: Valet av 100 W motsvarar en äldre cirkulationspump i ett vattenburet värmesystem.
Kommentar 4: Jag bortser också från eventuella övertoner från LED-lampor etc eftersom det är väldigt små effekter från dessa jämfört med övrig elförbrukning.
Motorns aktiva effekt = Pm = 100 W
Motorns reaktiva effekt = Qm = Pm*tan(fi) = Pm*tan(arccos(cos(fi)) = 100 * tan (arccos0,8) = 75 VAr
Motorns aktiva energi på ett år = 0,1 * 24 * 365 = 876 kWh
Motorns reaktiva energi på ett år = 0,075 * 24 * 365 = 657 kVAr*h
Kondensatorns reaktiva energi på ett år = 0,050 * 24 * 365 = 438 kVAr*h
Total skenbar energi utan kondensator = rot( (20000+876)^2 + (657)^2 ) = 20886 kVAh
Total skenbar energi med kondensator = rot( (20000+876)^2 + (657-438)^2 ) = 20877 kVAh
Skillnad = 20886 - 20877 = 9 kVAh
Kommentar: Total aktiv energi i huset 20876 kWh
SLUTSATS:
Om vi som bor i villor hade betalat för reaktiv effekt, hade vår elmätare mätt den skenbara effekten (dvs den effekt som belastar våra elledningar och ger överföringsförluster). Istället för kWh (som vi använder vid aktiv effekt) så hade sorten blivit kVAh (en enhet som vi normalt inte använder) och vid en årsförbrukning på 20000 kWh (baserad på aktiv effekt) samt en elmotor på 100 W (aktiv effekt) med effektfaktorn 0,8 gående året om, skulle den patenterade "manicken" i detta inlägg sparat in hela 9 kVAh (som sannolikt skulle kosta lika mycket som dagens kWh) dvs 10-20 kr på ett år. Detta är hästlängder från de siffror som nämns i marknadsföringen och även i de fejkade kommentarerna efter deras annonser. Det orimliga i det hela är att kondensatorn är alldeles för liten (3 mikrofarad). Även om vi skulle ha betydligt större reaktiva laster i vårt hus (vilket några diskuterar ovan) som t.ex. verkstad med massor av maskiner som går dygnet om hela året så skulle besparingarna fortfarande bara bli ett par tior eftersom kondensatorn ändå är alldeles för liten.
Tilläggas kan att med de låga reaktiva effekter vi har i ordinära villor så saknar det i praktiken betydelse huruvida vi betalar för den reaktiva effekten eller ej. I vilket fall som helst så skulle den patenterade "manicken" dessutom inte ha någon praktisk inverkan p.g.a. den löjligt lilla kondensatorn. Dessutom - skulle kondensatorn varit jättestor och vi inte har någon reaktiv effekt i huset så skulle man förlora pengar på den patenterade "manicken".
Reaktansen X i en kondensator är
Xc = 1 / (w*C) = 1 / (2*pi*f*C)
där tecknet w skall föreställa "lilla omega".
=> Xc = 1 / (2 * 3,1416 * 50 * 3 * 10^6) = ca 1061 Ohm
Den reaktiva effekten Q från samma kondensator = Q
Q = U*Ic = [Ohms lag på kondendatorn] = U^2 / Xc
=> Q = 230^2 / 1061 = ca 50 VAr
Dvs kondensatorn har en förmåga att reducera en reaktiv induktiv effekt på 50 VA. Är detta mycket eller litet? Jag illustrerar detta med ett exempel:
Exempel
Säg att vi har en villa som förbrukar 20 000 kWh (aktiv energi) per år och att vi utöver detta har en elmotor (med effektfaktor cos(fi)=0,8) i huset som förbrukar (den aktiva) effekten Pm=100 W (samt reaktiv effekt Qm i enlighet med effektfaktorn) och att vi även skulle betala för den reaktiva effekten Q.
Kommentar 1: Om vi betalar även för den reaktiva effekten så innebär detta att vi betalar för både P och Q, dvs vi betalar för den skenbara effekten S = U*I där I är den totala strömmen.
Kommentar 2: Jag valde effektfaktor 0,8 för att få jämna siffror i beräkningarna.
Kommentar 3: Valet av 100 W motsvarar en äldre cirkulationspump i ett vattenburet värmesystem.
Kommentar 4: Jag bortser också från eventuella övertoner från LED-lampor etc eftersom det är väldigt små effekter från dessa jämfört med övrig elförbrukning.
Motorns aktiva effekt = Pm = 100 W
Motorns reaktiva effekt = Qm = Pm*tan(fi) = Pm*tan(arccos(cos(fi)) = 100 * tan (arccos0,8) = 75 VAr
Motorns aktiva energi på ett år = 0,1 * 24 * 365 = 876 kWh
Motorns reaktiva energi på ett år = 0,075 * 24 * 365 = 657 kVAr*h
Kondensatorns reaktiva energi på ett år = 0,050 * 24 * 365 = 438 kVAr*h
Total skenbar energi utan kondensator = rot( (20000+876)^2 + (657)^2 ) = 20886 kVAh
Total skenbar energi med kondensator = rot( (20000+876)^2 + (657-438)^2 ) = 20877 kVAh
Skillnad = 20886 - 20877 = 9 kVAh
Kommentar: Total aktiv energi i huset 20876 kWh
SLUTSATS:
Om vi som bor i villor hade betalat för reaktiv effekt, hade vår elmätare mätt den skenbara effekten (dvs den effekt som belastar våra elledningar och ger överföringsförluster). Istället för kWh (som vi använder vid aktiv effekt) så hade sorten blivit kVAh (en enhet som vi normalt inte använder) och vid en årsförbrukning på 20000 kWh (baserad på aktiv effekt) samt en elmotor på 100 W (aktiv effekt) med effektfaktorn 0,8 gående året om, skulle den patenterade "manicken" i detta inlägg sparat in hela 9 kVAh (som sannolikt skulle kosta lika mycket som dagens kWh) dvs 10-20 kr på ett år. Detta är hästlängder från de siffror som nämns i marknadsföringen och även i de fejkade kommentarerna efter deras annonser. Det orimliga i det hela är att kondensatorn är alldeles för liten (3 mikrofarad). Även om vi skulle ha betydligt större reaktiva laster i vårt hus (vilket några diskuterar ovan) som t.ex. verkstad med massor av maskiner som går dygnet om hela året så skulle besparingarna fortfarande bara bli ett par tior eftersom kondensatorn ändå är alldeles för liten.
Tilläggas kan att med de låga reaktiva effekter vi har i ordinära villor så saknar det i praktiken betydelse huruvida vi betalar för den reaktiva effekten eller ej. I vilket fall som helst så skulle den patenterade "manicken" dessutom inte ha någon praktisk inverkan p.g.a. den löjligt lilla kondensatorn. Dessutom - skulle kondensatorn varit jättestor och vi inte har någon reaktiv effekt i huset så skulle man förlora pengar på den patenterade "manicken".
Redigerat:
Hej begejoS senap skrev:
Du skriver: ” Om vi som bor i villor hade betalat för reaktiv effekt, hade vår elmätare mätt den skenbara effekten (dvs den effekt som belastar våra elledningar och ger överföringsförluster). Istället för kWh”
För de företag som debiteras för reaktiv effekt så mäts den reaktiva effekten som underlag för debiteringen. Den skenbara effekten är inte underlag för debitering av det reaktiva effektuttaget.
Jag vet men nu pratar vi om småförbrukare och skulle vi införa detta för alla förbrukare i hela Sverige så finns det ingen anledning att mäta aktiv effekt för sig och reaktiv effekt för sig när det gäller småförbrukare. Då är det enklare att mäta den skenbara effekten eftersom det är den som ger kostnader för nätägaren. Dessutom så mycket enklare att bara mäta ström och spänning.M Martin Lundmark skrev:
Men som du skriver så är det helt riktigt att storförbrukare idag betalar för Q om de har för lågt cos(fi) i förhållande till sin förbrukning.
Hej begejoS senap skrev:
Vi byter just nu mätare, (jag har en ny mätare på min villa) dessa mätare registrerar den reaktiva effekten. Även de flesta äldre mätarna kunde registrera den reaktiva effekten hos småförbrukare.
Även om du har en idé, att mätning och debitering av skenbar effekt har fördelar, så är det inte det som gäller vid debitering av reaktiv effekt.
Jag har i ett tidigare inlägg (#173) beskrivit att, i den skenbara effekten (baserad på uppmätt ström och spänning) så ingår, förutom den ström (och spänning) som hör till den aktiva effekten och den ström (och spänning) som hör till den reaktiva effekten, även den ström (och spänning) som hänförs till övertoner. En komplex situation.
Jag har i strömmen till mitt hus alla dessa tre strömkomponenter. Jag kan inte uppnå effektfaktor 1 genom att faskompensera med kondensatorer (även om jag skulle försöka att göra det individuellt på de tre faserna). Detta på grund av övertonerna ström (och spänning).
Dessutom är den reaktiva effekten delvis (tidvis och olika mellan faserna) redan kapacitiv i strömmen till mitt hus, detta kan inte kompenseras med en kondensator.
Redigerat:
Vi pratar egentligen om samma saker - man vill eventuellt även ta betalt för den reaktiva biten av effekten.M Martin Lundmark skrev:
I vilket fall som helst så har det ju ingen betydelse vilken metod man använder eftersom huvudpoängen är att vi eventuellt får betala för reaktiva effekt i någon form i framtiden.
Sedan vill jag påminna om att huvudpoängen med min kommentar ovan var att den löjligt lilla kondensator som sitter i VoltBox har ingen som helst praktiskt betydelse när det gäller faskompensering vilket en del tycks tro i denna tråd. Den lilla kondensatorn är som att pinka i medelhavet när det gäller faskompensering och då är egentligen hela diskussionen om reaktiv effekt helt oväsentlig.
Hej begejoS senap skrev:
Du skriver; ”I vilket fall som helst så har det ju ingen betydelse vilken metod man använder eftersom huvudpoängen är att vi eventuellt får betala för reaktiva effekt i någon form i framtiden.”
Skall man debitera för reaktiv effekt då måste man mäta rätt storhet.
Du talar (jämför) här om två mätmetoder för att debitera reaktiv effekt.
1. Mäter man den skenbara effekten då ingår både reaktiv effekt och förekomsten av övertoner.
2. Mäter man den reaktiva effekten då ingår bara den reaktiva effekten.
Ska man kompensera (åtgärda) för reaktiv effekt med kondensatorer (som artikeln beskriver) då minskas inte övertonshalten av den åtgärden. Förekommer då samtidigt övertoner så kan effektfaktorn inte bli 1
Använder man då mätning av den skenbara effekten som redskap för debitering av reaktiv effekt så blir resultatet missvisande. Det är då inte korrekt att debitera för reaktiv effekt.
Vitsen med faskompensering är att få upp effektfaktorn över ett visst värde, t.ex. 0,9 så att de reaktiva strömmarna inte ger signifikanta effektförluster (jämfört med överförd effekt) i elleverantörens distributionsnät. I ett ordinärt villaområde så finns det helt enkelt inte så mycket elmotorer etc så att detta är ett problem vilket innebär att effektfaktorn närmar sig 1. Det finns då två fall:M Martin Lundmark skrev:
Fall 1. Den reaktiva effekten är väldigt låg i förhållande till villans totala förbrukning (dvs effektfaktorn når uppemot värdet ett). I detta fall finns det ingen anledning för nätägaren att debitera för den reaktiva effekten och då är frågan hur man mäter den reaktiva effekten totalt ointressant.
Fall 2. Den reaktiva effekten är väldig hög i förhållande till villans totala förbrukning (dvs effektfaktorn kryper nedåt mot t.ex. 0,8). Om detta ska inträffa så måste det finnas rätt stora elmotorer, t.ex. verkstad i garaget. I detta fall finns det naturligtvis anledning för nätägaren att mäta den reaktiva effekten men om vi har så stora reaktiva effekter så har ju övertoner från t.ex. ledlampor inte så stor betydelse och då blir frågan hur man man mäter den reaktiva effekten och (i praktiken) rätt ointressant.
Men … ditt påpekande att övertoner kan påverka mätningen om man gör det via att mäta den skenbara effekten är naturligtvis korrekt men, som sagt, så är det egentligen en ointressant fråga eftersom, om man har anledning att mäta reaktiv effektförbrukning i avsikt att minska nätägaren ledningsförluster, så är ledningsförluster p.g.a. övertoner i nätet ofta försumbara i detta sammanhang.
Sist men inte minst så vill jag återigen påpeka att hela inlägget handlar om VoltBox som har en kondensator på ynka 3 uF vilket gör att den överhuvudtaget inte tillför något vettigt i faskompenseringshänseende som signifikant kan påverka nätägaren ledningsförluster. Min poäng med min kommentar var just att hela diskussionen (som flera har snöat in sig på) om mätning av reaktiv effekt egentligen är en icke-diskussion eftersom VoltBox ändå inte påverkar denna på ett signifikant sätt.
Slutligen undrar jag varför du hela tiden kallar mig för begejo när mitt användarnamn är senap.
Hej senapS senap skrev:
Ursäkta att jag, av misstag, kallat dig något annat.
Du skriver ”Sist men inte minst så vill jag återigen påpeka att hela inlägget handlar om VoltBox som har en kondensator på ynka 3 uF vilket gör att den överhuvudtaget inte tillför något vettigt i faskompenseringshänseende som signifikant kan påverka nätägaren ledningsförluster. Min poäng med min kommentar var just att hela diskussionen (som flera har snöat in sig på) om mätning av reaktiv effekt egentligen är en icke-diskussion eftersom VoltBox ändå inte påverkar denna på ett signifikant sätt.”
Själva inverkan av en (liten) kondensator på 3 uF i elnätet har diskuterats ett antal gånger, i denna tråd..
Boggi i kommentar, #74 och #79, jag själv i kommentar #80 och i kommentar #82.
Mikael_L räknade, i inlägg #81, ut och angav den reaktiva strömmen (vid 3µF kommer vardera dra 21mA reaktiv ström).
Av den anledningen anser jag, att jag inte, just nu, ytterligare behöver kommentera den saken.
Behovet av faskompensering för bostäder med kraftelektronikbaserade nätdelar är inte heller så stort.
I inlägg #44 skrev jag att ”Effektfaktor (PF) är idag för många hushåll nära 1” och förklarade även varför. Bl.a. krav i produktnormerna på att ha ”Power Factor Correction” (PFC), gällande nätdelar (över en viss storlek) i hemelektronik.
I inlägg #52 beskrev jag att elnäten i bostadsområden ”snarare är i behov av induktiv faskompensering än kapacitiv faskompensering” bl.a. genom att man använder ”Switching Mode Power Supply” (SMPS) och kabelnät.
Därför tar jag inte det en gång till i detta inlägg.
Du skriver: ”Men … ditt påpekande att övertoner kan påverka mätningen om man gör det via att mäta den skenbara effekten är naturligtvis korrekt men, som sagt, så är det egentligen en ointressant fråga eftersom, om man har anledning att mäta reaktiv effektförbrukning i avsikt att minska nätägaren ledningsförluster, så är ledningsförluster p.g.a. övertoner i nätet ofta försumbara i detta sammanhang.!”
Det är definitivt inte, i denna tråd som handlar om reaktiv effekt och dess eventuella (korrekta) debitering en ointressant fråga. Jag tycker, tvärtom, att det är viktigt att vi kan skilja mellan dålig effektfaktor p.g.a. övertoner eller p.g.a. reaktiv effekt. Speciellt eftersom åtgärderna är olika.
Jag hoppas att jag snart har bättre utrustning att bl.a. mäta övertonshalten i min elanslutning eftersom jag har en varvtalsstyrd bergvärmepump och mätning med de effekt- och energimätare jag har tyder på låg halt av reaktiv effekt (varierande över tid och mellan faserna) och samtidigt övertoner.
Om elbolagen skulle mäta den skenbara effekten och utifrån den ta betalt för reaktiv effekt (utan att veta om det var fasförskjutning mellan grundtonens ström och spänning eller övertoner), är inte då kunderna vilseledda?
Mätning av elektriska storheter i elnätet är komplext och jag tycker det är viktigt att vi snarare förbättrar kunskapen än att vi gör motsatsen.
Jag har ställt frågan som startade tråden och ifrågasätter fortfarande att ”VoltBox” verkligen minskar elräkningen. Det är i den tråden olämpligt att skapa ytterligare förvirring om reaktiv effekt och dess eventuella debitering.