اكتیو و راكتیو یك دسته بندی ذهنی است كه مهندسان برای راحتتر شدن كارشان انجام می دهند، تعریف واقعی توان همان چیزی است كه در فیزیك وجود دارد، یعنی تغییرات انرژی تولیدی نسبت به زمان (مشتق اول) كه می شود توان تولیدی، و تغییرات انرژی مصرفی نسبت به زمان (مشتق اول) كه می شود توان مصرفی. در واقع انرژی مساحت زیر نمودار توان (لحظه ای) است.
فرض كنید یك موتور الكتریكی (برق شهر) داریم كه در طول مدت زمان معینی، یك سطل آب را با سرعت ثابت و در راستای قائم، مقدار مشخصی جابجا می كند (بالا می برد). كار انجام شده را می توان محاسبه یا اندازه گیری كرد. اكنون اگر ولتاژ لحظه ای دو سر موتور و جریان لحظه ای عبوری از آن را بدانیم (مثلا با كمك اسیلوكوپ حافظه دار) و نمودار آن دو را در هم ضرب كنیم، نمودار توان لحظه ای به دست می آید. اگر مساحت زیر نمودار توان لحظه ای را در طول مدت انجام كار به دست آوریم، با صرف نظر كردن از تلفات جزئی، خواهیم دید كه مقدار انرژی الكتریكی تحویل داده شده به موتور با مقدار كار انجام شده كاملا برابر هستند.
مهندسان برق برای ساده تر كردن كار خودشان همواره دنبال راهی می گردند كه رابطه ای بین اعداد موجود و آن چیزی كه می خواهند به دست بیاورند پیدا كنند. در همین مثال بالا، با توجه به این كه برق شهر متناوب است، اگر از مفاهیم توان اكتیو و راكتیو استفاده كنیم، به راحتی می توان رابطه ای پیدا كرد كه دامنه ولتاژ و دامنه جریان را به كار انجام شده توسط موتور ربط دهد. در واقع تمام داستان توان اكتیو و راكتیو از همینجا شروع می شود.
حالا با پذیرفتن تعاریف اكتیو و راكتیو: بزرگترین مشكلی كه عبور توان راكتیو برای شبكه های برق ایجاد می كند، افزایش جریان عبوری از سیم ها بدون اینكه این افزایش جریان، كار بیشتری برایمان انجام دهد. می دانید كه سیم های انتقال، مقاومت اهمی دارند. بنابراین افزایش جریان یعنی گرم شدن سیم ها و افزایش تلفات انتقال برق.
راه حل این است كه اجازه ندهیم این توان راكتیو از خطوط انتقال عبور كند، چگونه؟ پاسخ این كه منبع تولید توان راكتیو را به جای این كه خود نیروگاه یا پست های میانی باشند، به نزدیكی مصرف كننده ببریم در این صورت، دیگر توان راكتیو از چند صد یا چند هزار كیلومتر سیم عبور نخواهد كرد.
منابع توان راكتیو، بانكهای خازنی و موتورهای سنكرون و ... هستند.
آیا می توان كاری كرد كه هیچ توان راكتیوی از خطوط انتقال عبور نكند؟ خیر، زیرا محاسبات نشان می دهد در خطوط انتقال و توزیع، دستكاری در توان راكتیو باعث كاهش یا اضافه ولتاژ می شود، كه مضر است. (البته تا آنجایی كه بنده به خاطر دارم :-) )
بنابراین توان راكتیو را می توان كاهش داد اما نباید و نمی توان از بین برد.
و باز هم بنابراین، درست است كه شركت برق بابت توان راكتیوی كه ما مصرف كننده ها، ایجاد می كنیم، هزینه ای از ما دریافت نمی كند، اما همین توان راكتیو باعث گرم شدن كابلهای انتقال تا اولین منبع جبرانساز توان راكتیو و تلفات برق می شود.
با تشكر
مهدوی / دانشجوی مهندسی الكترونیك