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


Inżynier w lesie - zobacz video! »

Inżynier w lesie Materiały stworzone przez inżynierów dla inżynierów. Testy produktów od kluczowych dostawców (...) chcę zobaczyć »


Jednoobwodowy licznik energii - jaki wybrać?»

Zobacz co nowego poznamy na targach Energetab 2019 »

Licznik energii jaki wybrać Energetab 2019 logo
Zasilacze awaryjne trzeciej generacji z bardzo wysoką sprawnością 96% w trybie On-Line oraz ze znakomitym współczynnikiem mocy 1(...) czytam więcej » ENERGETAB – największe w Polsce targi nowoczesnych urządzeń, aparatury i technologii dla przemysłu energetycznego, to miejsce jednych z najważniejszych spotkań czołowych przedstawicieli branży elektrotechnicznej w Polsce.(...) czytam dalej »

 


Specjalne ramki do specjalnych wnętrz »

Kamery termowizyjne Perfekcyjne dopełnienie nowoczesnego wnętrza.
Prosta, ponadczasowa forma, jakość wykonania, niezawodny system, to tylko niektóre (...)
czytam dalej »


Automatyka przemysłowa i sterowanie - na jakie produkty zwrócić uwagę »

Jak zmniejszyć swój rachunek za energię »

automatyka przemysłowa zmniejsz rachunki za prąd
Jak sztuczna inteligencja wspomoże pracę elektrowni i fabryk? Aż 63 proc. respondentów twierdzi, że sztuczna inteligencja pomoże zwalczyć (...) czytam więcej » Oszczędzaj na rachunkach za prąd w domu lub firmie. Wystarczy Po Prostu Energia (...) zobacz ile możesz oszczędzić »

 


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 »

 


Potrzebujesz pomocy w wyborze UPS-a? Sprawdź ten przewodnik »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

UPS zasilacze bezpanelowa energia słoneczna
Urządzenia elektroniczne, których używasz do codziennej komunikacji, rozrywki i zapewnienia rodzinie bezpieczeństwa, są narażone na uszkodzenia spowodowane nieoczekiwanymi przerwami w dostawach energii elektrycznej, (...) 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 »

Szybki i łatwy sposób na budowę Twojego indywidualnego systemu wizyjnego»

zasilanie gwarantowane Badania przeprowadzone przez Computer Business Review wykazały, że od 2013 roku mamy do czynienia z dynamicznym wzrostem przenoszenia przez przedsiębiorców zasobów danych do tzw. chmury obliczeniowej (cloud computing). W związku z tym stale wzrastają wydatki przeznaczan ... czytam dalej »


Automatyka przemysłowa - zobacz najlepsze rozwiązania »

Kontenerowa stacja transformatorowa Minibox »

Czujniki i automatyka Rozdzielnice kontenerowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Zasilane są najczęściej z sieci SN o napięciu znamionowym od 6 do 36 kV. Ze względu na budowę stacje mogą być wnętrzowe lub napowietrzne. Funkcją stacji transformatorowej SN/nn jest transformacja ... czytam dalej »

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?

Osprzęt elektroinstalacyjny dla elektryka »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Zobacz jaki osprzęt wybrać i porównaj parametry... czytam dalej »


Transformatory oraz dławiki dostosowane do indywidualnych wymagań »

transformatory ei Mają zastosowanie w sieciach przesyłowych i rozdzielczych. Stosowane są do zasilania układów trakcyjnych w pojazdach szynowych, w instalacjach wykorzystujących napędy (...) czytam dalej »


Liczniki energii elektrycznej - poznaj nowe »

Switch zarządzalny – czy warto? Jaki wybrać?

Liczniki energii jakie wybrać Switche niezarządzalne
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Switch zarządzalny daje możliwość nie tylko stworzenia siecilokalnej, ale daje wiele innicf możliwości. Między innymi pozwala także dostosować porty, a więc i parametry sieci do... 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 »
7-8/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Obciążalność prądowa ciągła przewodów szynowych wielkoprądowych SN
  • - Instalacje elektryczne w osiedlowych budynkach wielorodzinnych
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