Kompensacja mocy biernej

MOC BIERNA – co to właściwie jest?

Moc bierna jest w układach energetycznych jest potrzebna do prawidłowego działania urządzeń ( np.silniki). Zwiększony przepływ mocy biernej skutkuje znacznie wyższym poborem prądu niż wynika to z prostego przekazania mocy czynnej, patrz wykres poniżej. To z kolei powoduje niepotrzebne straty w układach energetycznych. Dodatkowy przepływ mocy biernej wiąże za sobą konieczność przewymiarowania lini zasilających oraz przewymiarowanych transformatorów.

W związku z tym dostawcy energii pobierają opłaty za dostawę ponad umownej mocy biernej na podstawie wskazań układów rozliczeniowych.

KOREKTA / REGULACJA WSPÓŁCZYNNIKA MOCY

Stosując systemy kompensacji mocy biernej, odbiorcy energii mogą zmniejszyć import/eksport mocy biernej od dostawcy energii do poziomu, za który nie są pobierane opłaty. Odbiorca nie ma zatem żadnych bieżących kosztów związanych z tytułu mocy biernej. Inwestycje w systemy kompensacji mocy biernej zwracają się zwykle w ciągu pierwszego do dwóch lat eksploatacji.

Zapotrzebowanie na moc bierną (np. silnika) może być zapewnione przez system kompensacji. Moc bierna indukcyjna i pojemnościowa są wzajemnie kompensowane i nie obciążają elementów sieci. W przypadku wahań obciążeń, współczynnik mocy jest na bieżąco korygowany przez system regulacji mocy biernej, co zapewnia zgodność z wymaganiami zakładu energetycznego i pozwala uniknąć dodatkowych opłat.

Na przestrzeni ostatnich lat odbiornik stały się coraz bardziej efektywne przez zastosowanie sterowań półprzewodnikowych. Takie rozwiazania z jednej strony charakteryzyją się dużą efiektywnością, natomiast dla tradycyjnych układów kompensacji są żródłm zakłóceń, które wpływają niekorzystnie na układu kompensacji. Podwyższona zawartość wyższych harmonicznych w prądzie oraz  napięcu, uszkadzają izolacje w kondensatorach, co prowadzi do ich uszkodzenia. 

Duża zawartość THDu oraz THDi wymusza projektowanie układów kompensacji mocy biernej odpornych na zasilanie przebiegami odkształconymi. Aby dobrze zaprojektować układ kompensacji, który bedzie pracował poprawnie w takim środowisku, potrzebne są pomiary parametrów sieci.

Poniżej przykład awarii kondensatora na skutek wysokiej zawartości THD 

SVG /AHF – falownikowy generator mocy biernej

Stosowanie nowoczesnych systemów kompensacji mocy biernej opartej na generatorze mocy, ma pozytywny wpływ na poprawienie efektywności energetycznej poprzez zminimalizowanie strat w liniach zasilających czy transformatorach. Dzięki układom kompensacji mocy biernej opartej na filtrach aktywnych wydłuża się żywotność sprzętu, ogranicza straty wynikającej z przepływy mocy biernej Q oraz mocy biernej odkształceń D. Moc bierna odkształceń jest to moc biera wysokich czestotliwości ( wieloktotność czestotliwości podstawowej). Źródłem mocy biernej odkształceń są wszytkie odbiorniki nieliniowe (np. falowniki, napędy DC,UPS-y, zasilacze impulsowe,oświetlenie LED). Znaczne wartości mocy biernej odkształceń, są niszczącym paramentem dla tradycyjnych ukłądów kompensacji. 
Poprawa paramentów zasilania wydłuża czas pracy maszyn i urządzeń zasilonych z takiej linii.

Uwzględnienie zniekształcenia mocy biernej spowodowanej przez przepływ harmonicznych, całkowita moc bierna ma postać:

P = moc czynna
S = moc pozorna S
Q = wyporowa moc bierna
D = moc bierna odkształcenia D

CDN.