Kompensacja mocy biernej

KOMPENSACJA MOCY BIERNEJ

 

Energia w ogólnym pojęciu, definiowana jest jako moc pobierana przez odbiornik w jednostce czasu.

W obwodach prądu trójfazowego m.in. rozróżniamy:

Moc czynną - jest to część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła i zamienia na pracę lub ciepło.

Moc bierną – jest to ta część mocy, która pulsuje między źródłem energii a odbiornikiem i nie jest zamieniana na użyteczną pracę lub ciepło, niemniej jest ona konieczna do funkcjonowania urządzeń elektrycznych (np. transformatorów, silników).  Moc bierną dzielimy na indukcyjną i pojemnościową.

Moc bierna indukcyjna - pobierana z sieci np. przez silniki indukcyjne, piece indukcyjne czy transformatory. Czas pracy mocą bierną jest energią bierną indukcyjną mierzoną przez licznik [kvarh-]

Moc bierna pojemnościowa – oddawana jest do sieci przez kondensatory czy też długie odcinki kabli będących pod napięciem. Mierzona jest przez licznik [kvarh+]

Zarówno moc bierna indukcyjna, jak i pojemnościowa wpływa na zwiększenie strat cieplnych oraz ogranicza sprawność transformatorów i linii kablowych, zatem usunięcie z sieci mocy biernej powoduje zmniejszenie współczynnika mocy, jak również spadek składowej prądu i wydłużenie żywotności kabli, transformatora oraz innych elementów sieci zasilającej.

Nadwyżka mocy biernej = dodatkowy koszt do naszego rachunku za energię

Większość operatorów sieci energetycznej w Polsce ustala tolerowaną przez nich wartość współczynnika mocy w granicach 0,2-0,4. Po przekroczeniu tych wartości naliczane są opłaty za nadmierny współczynnik mocy. Koszty z tym związane w niektórych przypadkach mogą stanowić 1/3 wartości miesięcznej faktury za energię elektryczną. Opłaty za ponad umowny pobór energii biernej indukcyjnej, niemal w całości można zredukować instalując kondensatory (wykonując kompensacje energii biernej).

Najbardziej popularną i efektywną metodą kompensacji energii biernej indukcyjnej są automatycznie regulowane baterie kondensatorów. Kompensacja energii biernej w dużym skrócie polega na wytworzeniu potrzebnej mocy biernej w pobliżu odbiornika zamiast na przesyłaniu jej siecią elektroenergetyczną. Usunięcie z sieci mocy biernej poza zmniejszeniem współczynnika mocy tg φ, powoduje również spadek składowej prądu a co za tym idzie wydłużenie żywotności kabli czy transformatora.

Kompensacja bezpośrednia

Jedną z możliwości kompensacji energii biernej jest zainstalowanie odpowiedniej wielkości kondensatorów bezpośrednio przy urządzeniu powodującym wzrost wskaźnika tg φ. Kondensatory        włączają się przy uruchomieniu maszyny, a przestają pracować wraz z jej wyłączeniem. Sposób ten byłby najbardziej korzystny, lecz nie można stosować go przy występowaniu wielu odbiorników o stosunkowo małych mocach, a często również ze względu na brak miejsca przy odbiorniku.

Kompensacja grupowa

Jest najczęściej stosowanym sposobem instalowania kondensatorów w dużych i małych zakładach przemysłowych kondensatory instalowane są w rozdzielni zasilającej grupę odbiorników. Bateria kondensatorów jest zwykle w tym przypadku sterowana automatycznie. Automatyzacja procesu kompensacji energii biernej wymaga zastosowania regulatorów automatycznych i styczników.

Kompensacja centralna

Polega na zainstalowaniu baterii kondensatorów w stacji zasilającej po stronie niskiego lub wysokiego napięcia. Sposób ten stosowany           jest w większych zakładach przemysłowych. Podobnie jak przy kompensacji grupowej, stosuje się zwykle automatyczną regulację polegającą na utrzymywaniu          wypadkowego współczynnika mocy na zadanym poziomie, aby uniknąć przypadku przekompensowania, czyli stanu w którym będzie pobierana moc bierną pojemnościowa.