Wstęp
W systemie elektroenergetycznym przesył mocy bierniej wpływa na pogorszenie jakości parametrów sieci energetycznej oraz powoduje zwiększenie opłat za energię elektryczną. Firma ZPUE S.A. w swojej ofercie posiada rozwiązania do kompensacji mocy biernej indukcyjnej i pojemnościowej takie jak:
- baterie kondensatorów,
- baterie kondensatorów z dławikami ochronnymi,
- baterie indukcyjne (do uzgodnienia z producentem, po wykonaniu analizy parametrów sieci elektrycznej na obiekcie).
Koompensacja mocy biernej w systemie elektroenergetycznym
Wyróżnia się trzy poziomy kompensacji mocy biernej:
- Kompensacja centralna
Bateria zabudowana przy rozdzielnicy głównej (najczęstsze zastosowanie baterii). - Kompensacja grupowa
Bateria zabudowana przy podrozdzielnicy lub przy grupie odbiorów (rozległa sieć kablowa, rozproszone odbiory). - Kompensacja indywidualna
Kondensatory zabudowane przy pojedynczych odbiorach (odbiory dużej mocy).
| Dane techniczne baterii kondensatorów: | |
| Moc znamionowa | od 40 do 600 kvar 1) |
| Moc znamionowa na stopień | od 5 do 60 kvar |
| Liczba stopni kompensacji | od 4 do 15 |
| Napięcie znamionowe pracy baterii | 400 V 2) |
| Napięcie znamionowe izolacji | 690 V 3) |
| Częstotliwość znamionowa | 50 (60) Hz |
| Prąd znamionowy krótkotrwały wytrzymywany szyn zbiorczyc | do 40 kA |
| Stopień ochrony | IP3X 4) |
| Współpraca z przekładnikami prądowymi | xx/5 |
| Doprowadzenie zasilania | z góry lub z dołu |
Uwaga:
1) Możliwe jest łączenie baterii w większe zestawy.
2) Możliwe jest wykonanie baterii na 500 V i 690 V.
3) W przypadku baterii 690 V napięcie izolacji wynosi 750 V.
4) Możliwe wykonanie do Ip54.
Podstawowe zasady doboru baterii kondensatorów
Udział mocy biernej w pobranej mocy całkowitej określają dwa współczynniki. Pierwszy z nich to współczynnik mocy cosφ, który przedstawiono w zależności (1.1)
Im cosφ bliższy jedności tym mniejszy udział mocy biernej. Dostawcy energii w umowach rozliczeniowych z reguły posługują się współczynnikiem mocy tgφ. Współczynnik mocy tgφ otrzymano z zależności (1.2)
Im tgφ bliższy 0 tym mniejszy przesył energii biernej. Na podstawie otrzymanego tgφ oraz zapotrzebowanej mocy czynnej możemy obliczyć orientacyjną moc baterii kondensatorów. Moc baterii QBat wyznaczamy z zależności (1.3)
gdzie tgφdop - współczynnik mocy wymagany przez zakład energetyczny.
Wykres mocy i energi
| P - moc czynna [kW] |
| Ea - energia czynna [kWh] |
| Q - moc bierna [kvar] |
| Er - energia bierna [kvarh] |
| S - moc pozorna [kVA] |
| Eopp - energia pozorna [kvah] |
Uwaga!
Dla prawidłowego doboru baterii kondensatorów konieczne jest wykonanie pomiarów sieci elektrycznej na obiekcie.
Zabezpieczanie baterii kondensatorów przed niekorzystnym wpływem wyższych harmonicznych
Zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach odbiorczych prostowników, falowników, konwerterów częstotliwości jest często przyczyną odkształcania napięcia i prądu powodującą, że kształt ich przebiegu nie jest sinusoidą. W ich skład wchodzą liczne harmoniczne, które są zjawiskiem niepożądanym ponieważ skracają czas działania urządzeń elektrycznych. Zjawisko to jest szczególnie niebezpieczne w baterii kondensatorowej. Reaktancja kondensatora przy wyższej częstotliwości się zmniejsza co powoduje przepływ przez kondensator prądu o dużym natężeniu i jego zniszczenie. W celu zabezpieczenia baterii kondensatorów przed niekorzystnym wpływem wyższych harmonicznych, stosuje się dławiki ochronne połączone szeregowo z kondensatorami.
Stopień zawartości zakłóceń w sieci (ilości harmonicznych) określa współczynnik THD. W zależności od współczynnika THD dobiera się typ ochrony baterii kondensatorowej.
| THD ≤ 15% | Bateria kondensatorowa z kondensatorami zwykłymi (Un Kond = 400 V) |
| 15% ≤ THD ≤ 25% | Bateria kondensatorowa z kondensatorami wzmocnionymi (Un Kond = 440 V) |
| 25% ≤ THD ≤ 50% | Bateria kondensatorowa z dławikami kompensacyjnymi |
| THD ≤ 1THD > 50% | Kompensator nadążny na bazie elementów półprzewodnikowych |
Baterie kondensatorowe produkcji ZPUE S.A są określone symbolem typu baterii i typem obudowy
| Typ baterii: | |
| BI | Bateria indukcyjna |
| BK | Bateria kondensatorowa zwykła (Un Kond = 400V) |
| BKW | Bateria kondensatorowa wzmocniona (Un Kond = 440V) |
| BKD7 | Bateria kondensatorowa z dławikami 7% |
| BKD14 | Bateria kondensatorowa z dławikami 14% |
| Typ obudowy: | |
| R | Obudowa typu RN-W |
| I | Obudowa typu INSTAL-BLOK |
| Z | Obudowa typu ZR-W |
