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?

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


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Światło dzienne, nasz naturalny regulator - odwzorowanie opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Nowe rozdzielnice Practibox S - wysoka jakość i nagrodzony design w przystępnej cenie»

nowe rozdzielnice Rozdzielnice dedykowane są przede wszystkim dla budownictwa mieszkaniowego (prywatnego jak i deweloperskiego), hoteli i obiektów biurowych. Rozdzielnice otrzymały ... czytam dalej »


Wprawiają w ruch tysiące różnych pojazdów na świecie - znasz ich?

Rozdzielnice średniego napięcia (SN) - przegląd 2019

pojazdy elektryczne Medcom Rozdzielnice 2019 porównanie
Zmieniają sposób myślenia o energii elektryczne i nie tylko... czytam więcej » Rozdzielnice średniego napięcia (SN), tak jak i inne rozdzielnice energetyczne, budowane są na napięcia znamionowe w zakresie od 7,2 do 36 kV o wartościach 7,2; 12; ... czytam dalej »

Kamery termowizyjne w cenach promocyjnych - tylko do 30 czerwca! »

Promocje na kamery termowizyjne Przy pracach instalacyjnych, a także w przemyśle, kamera termowizyjna jest nieodzownym narzędziem pracy ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Ochrona przed przepięciami systemów alarmowych»

Wszyscy elektryczni producenci w jednym miesjcu - zobacz!

Ochrona przepięciowa systemów alarmowych Elektryczni producenci w jednym miejscu
Jak ochronić różnorodne elektroniczne systemy ochrony mienia przed skutkami przepięć(...) czytam dalej » Zobacz ponad 100,000 produktów elektromechanicznych w ofercie (...) czytam dalej »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Ograniczniki przepięć, które wybrać?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne 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 » Układy SPD typu 1 (ograniczniki przepięć typu 1) powinny być stosowane do ochrony instalacji elektrycznej oraz urządzeń przed zagrożeniami stwarzanymi(...) 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 »
5/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Stacje ładowania pojazdów elektrycznych
  • - Oświetlenie boisk piłkarskich zgodnie z wymaganiami klas oświetleniowych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
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