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


Weź udział w konkursie, zdobywaj wiedzę i atrakcyjne nagrody! »

Kable i przewody - pobierz bezpłatny Ebook »

Konkurs dla elektryków Ebook
Jesteś specjalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Weź udział w pierszej edycji Ligi Specjalistów i poczuj emocje związane z rywalizacją w konkursie! Zaglądaj na stronę ligaspecjalistow.pl i odpowiadaj na pytania ze swojej branży.  
zobacz konkurs »
Przedstawiamy nowy poradnik „Kable i przewody”! Znajdziecie w nim m.in. metody ochrony kabli przed pożarem, jak prowadzić i oznaczać trasy kablowe (...) czytam dalej »


Akumulatory do każdego typu pojazdu »

Rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce »

Akumulatory do każdego typu pojazdu Magazyny energi w polsce
Niezależnie od tego czy jeździsz samochodem osobowym, SUV-em, terenówką czy autem dostawczym, znajdziesz(...) czytam dalej » Aparatura łączeniową i sterownicza dla automatyki przemysłowej, techniki medycznej oraz automatyki budynków(...) czytam dalej »

Jak zdalnie monitorować pracę silnika?

UPS zasilacze Jak przekształcić silni elektryczny w inteligentne, połączone bezprzewodowo urządzenia. Czujnik montowany jest na kadłubie silnika indukcyjnego niskiego napięcia bez potrzeby okablowania czy wprowadzania zmian mechanicznych (...) czytam dalej »


Switche niezarządzalne - które wybrać?

Systemy fotowoltaiczne. Jak zwiększyć efektywność energetyczną?

Switche niezarządzalne Rola miedzi w energetyce słonecznej
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 » Sektor energii słonecznej umacnia się coraz bardziej. Według Solar Power Europe, w roku 2017 została zainstalowana globalnie większa moc energii fotowoltaicznej niż (...) czytam dalej »

Stacje ładowania elektryków przed własnym domem »

Co się stało z tymi kablami?

miejska stacja ładowania 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 »
12/2018

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 12/2018
W miesięczniku m.in.:
  • - Aspekty techniczne i ekonomiczne kompensacji mocy biernej w obiektach użyteczności publicznej
  • - Optymalizacja elektroenergetycznych sieci SN
Zobacz szczegóły

Do końca stycznia trwa konkurs na zakup autobusów elektrycznych

Do końca stycznia trwa nabór wniosków w konkursie dla miast na rozwój transportu publicznego. Do rozdysponowania jest 300 mln zł z Programu Infrastruktura i Środowisko. Za te pieniądze...

Torba i walizka na narzędzia Knipex 1

Każdy posiadacz dużej liczby narzędzi zdaje sobie z tego sprawę, że utrzymanie ich w porządku ułatwia i przyspiesza pracę. Dlatego torby czy też walizki na narzędzia są świetnym...
Przetestuj nową złączkę WAGO TOPJOB® S z dźwignią

Przetestuj nową złączkę WAGO TOPJOB® S z dźwignią

Unosisz dźwignię, wsuwasz przewód, opuszczasz dźwignię i gotowe. Podobnego rozwiązania jeszcze nigdy nie zastosowano w złączkach listwowych.
ZPAS ZPAS
ZPAS z siedzibą w Przygórzu to lider produkcji szaf i obudów teleinformatycznych, energetycznych i automatyki oraz kompleksowych rozwiązań...
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