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


Szybkie stacje ładowania samochodów elektrycznych - gdzie ich szukać? »

Stacje ładowania

Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które służy do ładowania akumulatorów lub baterii zasilających pojazdy elektryczne. Nowoczesna technologia sprawia, że dzięki stacjom ładowania można ładować? czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania »?

Słupy oswietlenia zewnętrznego - na co zwrócić uwagę przy wyborze? »

Ranki łączniki gniazdka Szynoprzewody - małe i średnie instalacje
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia ulicznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

automatyka przemysłowa elektronika
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Dobór ograniczników przepięć typu 1 »

Energetyka wiatrowa w Polsce wady i zalety?

ograniczniki konwersja energii elektryczne
Kombinowane ograniczniki przepięć jako urządzenia do ograniczania przepięć mają za zadanie zmniejszenie do bezpiecznych poziomów napięcia w instalacji elektrycznej oraz na wejściu zasilanych urządzeń: podczas operacji łączeniowych ń (...) czytam więcej » Udział odnawialnych źródeł energii w Polsce stanowi około 14% całkowitej produkcji energii elektrycznej, z czego energetyka wiatrowa stanowi obecnie ponad... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Jaką zastosować ochronę urządzeń elektrycznych i elektronicznych przed przepięciami »

ochrona przed przepięciami Każdy ogranicznik przepięć ma pewną określoną zdolność do przenoszenia przez siebie pewnej energii udaru. Jeśli po zadziałaniu ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Pobierz darmowy ebook i usprawnij instalacje przewodów »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - przewodnik
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Poznaj najskuteczniejsze sposoby oznaczania kabli i komponentów wykorzystywanych w branżach elektrycznych i telekomunikacyjnych... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać szafy sterownicze
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... 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 »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

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