Появление термина «реактивная» мощность связано с необходимостью выделения мощности, потребляемой нагрузкой, составляющей, которая формирует электромагнитные поля и обеспечивает вращающий момент двигателя. Эта составляющая имеет место при индуктивном характере нагрузки. Например, при подключении электродвигателей. Практически вся бытовая нагрузка, не говоря о промышленном производстве, в той или иной степени имеет индуктивный характер.
В электрических цепях, когда нагрузка имеет активный (резистивный) характер, протекающий ток синфазен (не опережает и не запаздывает) напряжению. Если нагрузка имеет индуктивный характер (двигатели, трансформаторы на холостом ходу), ток отстает от напряжения.
Когда нагрузка имеет емкостной характер (конденсаторы), ток опережает напряжение. Реактивная мощность не производит механической работы, хотя она и необходима для работы двигателя, поэтому ее нужно получать на месте, чтобы не потреблять ее от энергоснабжающей организации. Тем самым мы снижаем нагрузку на провода и кабели, повышаем напряжение на клеммах двигателя, снижаем платежи за реактивную мощность, имеем возможность подключить дополнительные станки за счет снижения тока, потребляемого с силового трансформатора.
Параметр, определяющий потребление реактивной мощности, называется сos φ:
где: P1гарм – активная мощность первой гармоники 50 Гц;
A1гарм – полная мощность первой гармоники 50 Гц;
где:
Таким образом, сos φ уменьшается, когда потребление реактивной мощности нагрузкой увеличивается.
Необходимо стремиться к повышению сos φ, так как низкий сos φ несет следующие проблемы:
1. Высокие потери мощности в электрических линиях (протекание тока реактивной мощности).
2. Высокие перепады напряжения в электрических линиях (например 330–370 В вместо 380 В).
3. Необходимость увеличения габаритной мощности генераторов, сечения кабелей, мощности силовых трансформаторов.
Из всего вышеприведенного понятно, что компенсация реактивной мощности необходима. Чего легко можно достичь применением активных компенсирующих установок, конденсаторы в которых будут компенсировать реактивную мощность двигателей.