Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Kompensacja mocy biernej – zagadnienia wybrane (część 2) - odbiorniki i źródła mocy biernej

Reactive power compensation – selected issues. Part 2 – receivers and ­sources of reactive power
W drugiej części artykułu opisano odbiorniki oraz źródła mocy biernej.
W drugiej części artykułu opisano odbiorniki oraz źródła mocy biernej.
Rys. redakcja EI

Moc bierna nie wykonuje pracy, ale jest niezbędna do funkcjonowania odbiorników energii elektrycznej. Zapotrzebowanie dużej wartości mocy biernej zmniejsza współczynnik mocy, co wpływa niekorzystnie na zdolność produkcyjną generatorów, zwiększa straty wytwarzania i przesyłu energii, zmniejsza „przepustowość” układu przesyłowego oraz zwiększa spadki napięć w sieci.

W artykule:

• Jak wyliczać kompensację mocy biernej w jej odbiornikach?
• Źródła mocy biernej

Z powyższej tezy wynika, że układ elektroenergetyczny nie może ekonomicznie pracować przy niskim współczynniku mocy, co zmusza do stosowania specjalnych środków powodujących zwiększanie cos φ do wartości nie mniejszej od wymaganej przez Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007 roku w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania  systemu elektroenergetycznego (DzU nr 93/2007, poz. 623).

Odbiorniki mocy biernej

Linie elektroenergetyczne mogą być zarówno odbiornikiem mocy biernej (straty mocy biernej na reaktancji linii), jak i źródłem mocy biernej (generacja mocy biernej na susceptancji pojemnościowej linii). O tym, czy linia jest odbiornikiem, czy źródłem mocy biernej indukcyjnej, decyduje wartość napięcia znamionowego oraz stopień obciążenia linii:

  • jeśli linia jest obciążona mocą większą od mocy naturalnej (mocy, jaka popłynie linią, która na końcu jest obciążona impedancją równą impedancji falowej linii), to jest odbiornikiem mocy biernej indukcyjnej,
  • jeśli linia jest obciążona mocą mniejszą od mocy naturalnej, to jest źródłem mocy biernej indukcyjnej.

Bilans mocy biernej w linii elektroenergetycznej określa równanie:

  (1)

gdzie:

QC – moc ładowania linii, w [var],
S – moc pozorna przesyłana linią, w [VA],
Pnat – moc naturalna linii, w [W].

Najmniejszą pojemnością wśród linii elektroenergetycznych charakteryzują się linie niskiego napięcia, w związku z czym generowana przez nią moc bierna jest bardzo mała w porównaniu z mocą traconą na indukcyjności podłużnej linii.

W liniach średniego napięcia, a zwłaszcza kablowych, należy uwzględnić moc bierną generowaną na pojemności linii.

Moc bierna pobierana przez linię jest równa różnicy mocy traconej na indukcyjności i generowanej przez pojemność linii:

   (2)

gdzie:

S – moc przesyłana przez odcinek linii, w [VA],
U – napięcie linii (w praktyce przyjmuje się napięcie znamionowe linii), w [V],
X0 – reaktancja jednostkowa indukcyjna linii, w [Ω/km],
B0 – jednostkowa susceptancja pojemnościowa linii, w [S/km],
– długość odcinka linii, w [km].

W liniach wysokich napięć moc bierna generowana na pojemności linii jest bardzo duża, co powoduje, że linie te są najczęściej źródłami mocy biernej. Moc bierną pobieraną przez linię WN można obliczyć z zależności:

  (3)

gdzie:

Sk – moc pozorna odbierana na końcu linii, w [VA],
cos φk – współczynnik mocy na końcu linii,
Uk, Up – wartości napięć przewodowych odpowiednio na końcu i na początku linii, w [V],
X0 – reaktancja jednostkowa indukcyjna linii, w [Ω/km],
B0 – jednostkowa susceptancja pojemnościowa linii, w [S/km],
l – długość odcinka linii, w [km].

Tab. 1. Moc ładowania linii kablowych średniego i wysokiego napięcia [źródło: Niebrzydowski J.: Sieci elektroenergetyczne, Wydawnictwo PB, Białystok 1997]
Tab. 1. Moc ładowania linii kablowych średniego i wysokiego napięcia [źródło: Niebrzydowski J.: Sieci elektroenergetyczne, Wydawnictwo PB, Białystok 1997]

tab. 1. przedstawiono wartości mocy ładowania linii kablowych średniego i wysokiego napięcia.

Do innych urządzeń o znacznym poborze mocy biernej indukcyjnej należą niektóre urządzenia grzejne, prostownicze, aparaty spawalnicze i dławiki zwarciowe. Spośród urządzeń grzejnych najniższą wartość współczynnika mocy mają piece indukcyjne, przy czym:

  • piece indukcyjne rdzeniowe o mocy znamionowej 30–400 kVA mają współczynnik mocy cos φ = 0,4–0,85,
  • piece indukcyjne bezrdzeniowe o mocy znamionowej do 1200 kVA mają współczynnik mocy cos φ = 0,1,
  • nagrzewnice indukcyjne skrośne o mocy znamionowej 100–400 kVA mają współczynnik mocy cos φ = 0,3–0,4,

Urządzenia prostownicze o mocach rzędu kilkudziesięciu MW (stosowane w hutach metali nieżelaznych oraz do zasilania trakcji prądu stałego) mają współczynnik mocy cos φ = 0,8–0,95, natomiast proste prostowniki trójfazowe mają, przy pełnym obciążeniu, współczynnik mocy cos φ = 0,7.

Spawarki transformatorowe o mocach 2–60 kVA mają współczynnik mocy cos j = 0,4–0,85.

Spawarki prostownikowe mają współczynnik mocy cos φ = 0,5–0,6.

Obciążone spawarki wirujące mają współczynnik mocy cos φ = 0,8–0,9, ale na biegu jałowym tylko cos φ = 0,25–0,30.

Czytaj też: Kompensacja mocy biernej - zagadnienia wybrane (część 1) - odbiorniki i źródła mocy biernej >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja!

Termowizja z wizytą w rozdzielnicy Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) czytam dalej »


Innowacyjne wnętrzowe stacje transformatorowe ICZ-E?

Jak monitorować i sterować procesami przemysłowymi »

Stacje termotranferowe procesy przemysłowe
Materiały dla Projektantów oraz Wykonawców (...) czytam więcej » DWiększość wyświetlaczy jest zaprojektowana do montażu panelowego, ale niektóre urządzenia mogą być również montowane zarówno w panelu (...) czytam dalej »

Jaka jest funkcja enkodera i czujnika ruchu »

Czujniki ruchu i enkodery Enkodery i czujniki nachylenia umożliwiają dokładny i wydajny pomiar prędkości oraz ustalenie(...) czytam dalej »


Jakie wybrać wsporniki do mocowania przewodów instalacji odgromowej?

Jaki jest najlepszy hermetyk na rynku »

Wsporniki ochrony odgromowej Ebook
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i(...) zobacz więcej  » Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom konstrukcyjnym oprawa charakteryzuje się szczelnością oprawy IP66. Podstawa i klosz wykonany z poliwęglanu zapewnia oprawie wysoki stopień odporności na uderzenia IK09.
(...)
czytam dalej »

System zarządzania energią EMS CX3 »

System zarządzania energią EMS CX3 składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami (...) czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Energetyka i OZE. Ważna rola miedzi »

Przewody elektryczne i kable spełniające normy CPR »

Miedź i fotowoltaika Kable przeowdy lapp
Miedź jest jednym z najlepszych przewodników elektryczności i ciepła, więc trudno się dziwić, że na te zastosowania przypada około 60% całkowitego...  czytam więcej » Nieposiadanie Deklaracji Własności Użytkowych na kabel lub przewód jako wyrób budowlany oznacza brak możliwości wprowadzenia go na rynek Unii Europejskiej jako wyrób budowlany, a w konsekwencji niemożliwość (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Zobacz nowości na ELEKTROTECHNIKA 2019 »

PRzewody i kable standardy Ochrona przepięciowa systemów alarmowych
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...)  czytam dalej » Targi ELEKTROTECHNIKA skierowane są do producentów i użytkowników sprzętu niskiego, średniego i wysokiego napięcia oraz systemów alarmowych i rozwiązań umożliwiających instalację przewodów elektrycznych w nowoczesnych budynkach. Równolegle odbędą się Targi ŚWIATŁO oraz Wystawa TELETECHNIKA..(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
Switche niezarządzalne są to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) czytam dalej »

dr inż Grzegorz Hołdyński
dr inż Grzegorz Hołdyński
Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. Od 1997 roku pracuje w Zakładzie Elektroenergetyki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej, gdzie w 2006 roku uzyskał stopień d... więcej »
dr inż. Zbigniew Skibko
dr inż. Zbigniew Skibko
Absolwent Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. Od 2001 roku pracuje w Zakładzie Elektroenergetyki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Białostockiej, gdzie w 2008 roku uzyskał stopień d... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
1-2/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 1-2/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania transformatorów elektromedycznych bloku operacyjnego szpitala
  • - Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych
Zobacz szczegóły

Nowelizacja w sprawie etykiet energetycznych przyjęta

Rada Ministrów przyjęła projekt ustawy o zmianie ustawy o informowaniu zużycia energii przez produkty wykorzystujące energię oraz o kontroli realizacji programu znakowania urządzeń...

Nowa kamera termowizyjna FLIR T840

FLIR Systems wprowadziła na rynek nową kamerę termowizyjną FLIR T840 należącą do serii T. Wysokiej rozdzielczości model T840 ma jaśniejszy wyświetlacz oraz wbudowany wizjer pomagający...
System zarządzania energią EMS CX 3

System zarządzania energią EMS CX3

Firma Legrand wprowadziła do sprzedaży nową, innowacyjną ofertę urządzeń do pomiaru, stałej kontroli i sterowania instalacją elektryczną w budynku, zarówno lokalnie w...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl