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

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Aspekty techniczne i ekonomiczne kompensacji mocy biernej w obiektach użyteczności publicznej

Technical and economic aspects of reactive power compensation in public utility facilities
Szacunkowy, procentowy udział podstawowych źródeł i odbiorników mocy biernej
Szacunkowy, procentowy udział podstawowych źródeł i odbiorników mocy biernej
Fot. Redakcja EI

W ostatnich latach coraz większego znaczenia nabiera problem jakości energii elektrycznej. Jednym z głównych powodów wzrostu zainteresowania jakością jest rosnąca liczba urządzeń wymagających zasilania energią elektryczną o odpowiednich parametrach. Jednym z działań mogących przyczynić się do zwiększenia efektywności energetycznej jest odpowiednie zarządzanie przepływem mocy biernej w systemie elektroenergetycznym. Zachowanie odpowiedniego bilansu zarówno mocy czynnej, jak i biernej jest gwarancją prawidłowo funkcjonującego systemu.

Podstawy teoretyczne

Racjonalna gospodarka mocą i energią elektryczną stanowi podstawowe kryterium oceny ekonomicznej działalności przedsiębiorstw i gospodarki. Większość urządzeń elektrycznych zasilanych napięciem przemiennym oprócz energii elektrycznej czynnej pobiera również energię bierną.

Pierwsza z nich powstaje w efekcie przemian surowca energetycznego i może być ona zamieniona na inne postaci energii, takie jak cieplną, mechaniczną czy świetlną. Natomiast energia elektryczna bierna nie wykonuje żadnej pracy, potrzebna jest jednak do wytworzenia pola elektromagnetycznego, niezbędnego do poprawnego działania szeregu elementów systemu elektroenergetycznego, takich jak: transformatory, silniki, dławiki czy linie elektroenergetyczne.

  • dla odbiorników jednofazowych:

(1)

  • dla odbiorników trójfazowych:

(2)

gdzie:

Uf, If – wartości skuteczne napięć i prądów fazowych,
U, I – wartości skuteczne napięć i prądów przewodowych.

Rys. 1. Trójkąt mocy; rys. K. Strzałka-Gołuszka, M. Gołuszka, J. Strzałka
Rys. 1. Trójkąt mocy; rys. K. Strzałka-Gołuszka, M. Gołuszka, J. Strzałka

Czytaj też: Kompensacja mocy biernej - zagadnienia wybrane - odbiorniki i źródła mocy biernej - cz. 1 >>

Na rys. 1. przedstawiono graficzną interpretację zależności pomiędzy mocami, tzw. trójkąt mocy. Wynika z niego, że doskonałym rozwiązaniem jest sytuacja, kiedy moc czynna i moc pozorna są sobie równe, wtedy moc bierna jest równa zeru.

Miarą składowej biernej prądu jest współczynnik mocy cos φ, często wyrażany również wartość współczynnika tg φ, podawanego zwłaszcza w dokumentach dotyczących warunków technicznych przyłączenia do sieci elektroenergetycznej, taryfie za energię elektryczną i innych dokumentach. Przy znanej wartości współczynnika tg φ można wyznaczyć wartość współczynnika mocy cos j ze wzoru:

(3)

Tab. 1. Przykładowe wartości współczynnika mocy cos φ dla różnych odbiorników [22]
Tab. 1. Przykładowe wartości współczynnika mocy cos φ dla różnych odbiorników [22]

Przykładowe wartości współczynnika mocy cos φ dla różnych odbiorników przedstawiono w tab. 1.

Praca odbiorników przy małej wartości współczynnika mocy cos j powoduje zwiększony pobór prądów roboczych w stosunku do pracy przy tej samej mocy czynnej i współczynniku mocy bliskim jedności. Niski współczynnik mocy powoduje szereg skutków ujemnych, takich jak:

  • konieczność instalowania urządzeń wytwórczych i przetwórczych o większych mocach znamionowych,
  • konieczność stosowania aparatów o większych prądach znamionowych oraz większych dopuszczalnych prądach zwarciowych,
  • konieczność stosowania przewodów i kabli o większych przekrojach,
  • zmniejszenie przepustowości sieci zasilających,
  • zwiększenie strat energii czynnej w transformatorach, sieciach oraz instalacjach odbiorczych,
  • zwiększenie spadków napięcia w transformatorach i liniach zasilających.

W nowoczesnych urządzeniach energetycznych dąży się do ograniczenia przesyłu mocy biernej poprzez całkowitą lub częściową poprawę współczynnika mocy cos φ.

W zależności od odbiornika wyróżnia się dwa rodzaje energii biernej:

  • energię bierną indukcyjną (pobraną) związaną z elementami indukcyjnymi, np. silniki, piece indukcyjne,
  • energię bierną pojemnościową (oddaną) związaną z kondensatorami lub długimi odcinkami kabli będących pod napięciem.

W zakładach przemysłowych, w których występuje przewaga odbiorników silnikowych, mamy najczęściej do czynienia z obciążeniem mocą bierną indukcyjną. Obciążenie mocą bierną pojemnościową występuje w przypadku występowania rozległych sieci kablowych lub odbiorników nieliniowych.

Literatura

  1. Bielecki S.: Analiza wybranych parametrów energii elektrycznej w budynku biurowym. Elektro info, 6/2017, str. 76÷79.
  2. Dąbrowski K.: System kompensacji mocy biernej dla biurowca – wyzwanie czy rutyna. Wiadomości elektrotechniczne, 2013 nr 9, str. 39÷42.
  3. Gabrysiak R.: Kompensacja mocy biernej. Elektroinstalator, 9/2013, str. 22÷25.
  4. Gabrysiak R.: Metody i urządzenia do kompensacji mocy biernej. Elektroinstalator, 11-12/2014, str. 18÷23.
  5. Gabrysiak R.: Kompensacja mocy biernej. Elektroinstalator, 3/2016, str. 23÷29.
  6. Gabrysiak R.: Urządzenia do kompensacji mocy biernej. Elektroinstalator, 3/2017, str. 30÷32.
  7. Herlender K., Żebrowski M.: Kompensacja mocy biernej jako jeden z elementów poprawy efektywności energetycznej. Elektro info, 12/2014, str. 25÷27.
  8. Hołodyński G., Skibko Z.: Problemy kompensacji mocy biernej w nowoczesnych układach elektroenergetycznych. Elektro info, 12/2016, str. 64÷67.
  9. Hołodyński G., Skibko Z.: Kompensacja mocy biernej przy przebiegach odkształconych (część 1). Elektro info, 1-2/2017, str. 56÷58.
  10. Hołodyński G., Skibko Z.: Kompensacja mocy biernej przy przebiegach odkształconych (część 2). Elektro info, 4/2017, str. 88÷90.
  11. Hołodyński G., Skibko Z.: Kompensacja mocy biernej – zagadnienia wybrane (część 1) odbiorniki i źródła mocy biernej. Elektro info, 9/2017, str. 110÷111.
  12. Hołodyński G., Skibko Z.: Kompensacja mocy biernej – zagadnienia wybrane (część 2) odbiorniki i źródła mocy biernej. Elektro info, 10/2017, str. 46÷47.
  13. Iwanicki M.: Kompensacja mocy biernej. Jak wyeliminować opłaty za pobór energii biernej? Informator instalacyjny – murator, 2016, str. 282÷285.
  14. Kuczyński K.: Kompensacja mocy biernej w sieciach nn. Elektro info, 12.2010, str. 38÷39.
  15. Kuczyński K.: Moc bierna a opłaty za energię elektryczną. Elektro info, 12/2015, str. 30÷32.
  16. Łukiewski M.: Kompensacja mocy biernej pojemnościowej z zastosowaniem dławików indukcyjnych. Napędy i sterowanie, Nr 11, listopad 2005, str. 75÷77.
  17. Matyjasek Ł.: Nowoczesne urządzenia do kompensacji mocy biernej. Wiadomości elektrotechniczne, 2017 nr 5, str. 14÷17.
  18. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 7 czerwca 2013r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia Ministra Gospodarki w sprawie szczegółowych zasad kształtowania i kalkulacji taryf i rozliczeń w obrocie energią elektryczną (Dz.U. poz. 1200).
  19. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 4 maja 2007r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. (Dz. U. z 2007r., Nr 93, poz. 623).[20] Skibko Z., Wiśniewski R.: Kompensacja mocy biernej w obiektach przemysłowych. Wiadomości elektrotechniczne, 2015 nr 9, str. 56÷58.
  20. Skiliński R., Kołodyński G., Skibko Z.: Kompensacja mocy biernej w nowoczesnych obiektach użyteczności publicznej. Wiadomości elektrotechniczne, 2014 nr 5, str. 30÷33.
  21. Świerżewski M.: Kompensacja mocy biernej. Elektrosystem, listopad 2011, str. 116÷122.

W artykule:

• Podstawy teoretyczne mocy biernej i jej kompensacji
• Wymagania przepisów dotyczące mocy biernej
• Podstawowe rodzaje urządzeń mocy biernej (odbiorników i jej źródeł) oraz ich dobór dla obiektów uzyteczności publicznej

streszczenie

W artykule omówiono zagadnienia teoretyczne związane z mocą bierną: definicje, wymagania przepisów, źródła mocy biernej oraz metody kompensacji. W części praktycznej omówiono zasady doboru urządzeń kompensujących w szczególności dla obiektów użyteczności publicznej.



abstract

The article presents technical and economic compensations of reactive power. Theoretical foundations, requirements of regulations, as well as sources and receivers of reactive power have been described. The most attention was paid to the issue of reactive power compensation, in particular in relation to public utility facilities.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


[jakość energii elektrycznej, kompensacja mocy biernej, moc bierna, trójkąt mocy, pobór mocy czynnej i biernej]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Pakiet: dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do wszystkich treści portalu (730 dni) - 185,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Pakiet: roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do wszystkich treści portalu (365 dni) - 105,00 zł
Prenumerata + on-line w promocyjnej cenie. Zamów już dziś!
Prenumerata elektroniczna (365 dni) - 79,00 zł
Roczny dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Prenumerata elektroniczna (30 dni) - 15,00 zł
30 dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Roczny dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Dwuletni dostęp dla prenumeratorów w specjalnej cenie! - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś dwuletnią prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
30 dniowy dla prenumeratorów w specjalnej cenie - 0,00 zł
Jeśli zakupiłeś roczną prenumeratę papierową, masz możliwość skorzystania z bezpłatnego dostępu do wszystkich treści elektronicznych. Po weryfikacji danych skontaktujemy się z Tobą). Dostęp na czas trwania prenumeraty papierowej!
Prenumerata elektroniczna (730 dni) - 138,00 zł
Dwuletni dostęp do wszystkich płatnych treści naszego portalu.
Regulamin korzystania z portalu elektro.info.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 12/2018

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Kursy SEP - zobacz terminarz szkoleń »

kurs sep Stowarzyszenie Elektroenergetyków Polskich oferuje szeroki wybór szkoleń, które pozwalają zdobyć między innymi uprawnienia g1. Organizujemy specjalistyczne kursy dla osób, które w dniu przystąpienia do szkolenia ukończyły 18 lat i posiadają minimum podstawowe wykształcenie. Dostępny w naszej ofercie kurs sep 1kv (...) czytam dalej »


Metody ładowania samochodów elektrycznych a czas ładowania »

Konfigurator SPD Wiele krajów i miast przyjęło już zobowiązania do stopniowego wycofywania technologii silników spalinowych, a większość czołowych (...) czytam dalej »


Rodzaje zasilania gwarantowanego - jakie wybrać »

Konfigurator SPD W zależności od rodzaju odbiorników i stopnia ich ważności dla użytkownika stosowane są różne rozwiązania samych zasilaczy UPS oraz układów UPS zasilania (...) czytam dalej »


Szynoprzewody w instalacjach elektrycznych - jakie wybrać?

Cztery technologie energetyczne do monitorowania w 2019 r. »

szynoprzewody jak podłączyć monitorowanie energetyczne
Przyjazne instalatorom ze względu na ich intuicyjny montaż i nieskomplikowaną budowę oraz szeroki wachlarz możliwości z zakresu wykonania różnego (...) czytam więcej » Czy mikrosieci, łańcuch energetyczny, plutonowanie i zamiana baterii EV będą wielkimi zwycięzcami w 2019 roku... czytam dalej »

Jaki licznik energii elektrycznej wybrać - porównanie 2019 »

Fotowoltaika Mogą być stosowane do rozliczeń z zakładami energetycznymi, do kontroli procesów przemysłowych, do rozliczeń podnajemców oraz jako element systemów zarządzania ... czytam dalej »


Jak mocować przewody instalacji odgromowej?

Czy energii odnawialnej uda się zastąpić węgiel?

Wsporniki ochrony odgromowej energia odnawialna a węgiel
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i... czytam więcej » Według ostatniego raportu brytyjskiego koncernu BP do 2040 r. odnawialne źródła energii staną się głównym źródłem energii na świecie. Czy rzeczywiście ... czytam dalej »

Sekcja: Instaluj z Legrandem dla profesjonalisty »

System zarządzania energią Jesteś Instalatorem? W tej sekcji w szybki i łatwy sposób znajdziesz niezbędne ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Systemy alarmowe - sposób na ochronę przed przepięciami »

Sterowniki programowalne Ochrona systemów alarmowych
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 » Zobacz produkty do ochrony systemów alarmowych, sterowania i transmisji danych, w tym m.in.  SSP,  SSWiN,  KD, (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

PRzewody i kable standardy Termowizja w elektryce
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...) czytam dalej » Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można(...) 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 »

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 »
3/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 3/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Zastosowanie algorytmów ewolucyjnych do wielokryterialnej optymalizacji rozwoju sieci dystrybucyjnej SN
  • - Uproszczony projekt automatyki SZR z wydzieloną rozdzielnicą zasilania awaryjnego
Zobacz szczegóły
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