Dynamiczne i automatyczne kompensatory mocy biernej
Do eliminacji bądź redukcji wahań napięć, towarzyszących pracy odbiorników, służyć mogą dynamiczne kompensatory mocy biernej, takie jak:
- kompensatory wirujące mocy biernej – stanowią tradycyjne źródła regulacji mocy biernej, a mogą być też źródłem mocy mechanicznej. Istotne znaczenie ma tu szybkość zmiany prądu. Wartość ta jest też miarą szybkości korygowania przez kompensator zmian napięcia w punkcie węzłowym układu.
- kompensatory statyczne mocy biernej (baterie kondensatorów, baterie dławików kompensacyjnych ) – zazwyczaj załączają elementy bierne pojemnościowe i/albo indukcyjne. Sterowanie następuje fazowo bądź o zmiennym stopniu nasycenia rdzenia.
- kompensatory dynamiczne mocy biernej – filtry aktywne. Poprzez bezstopniową kompensację składowych podstawowych jak i wyższych harmonicznych realizują kompensację mocy biernej oraz redukcję mocy.
Ponadto do dynamicznych kompensatorów mocy biernej zaliczyć można baterie kondensatorów załączane łącznikami tyrystorowymi oraz przekształtnikowe źródła pracy o komutacji wymuszonej. Należy mieć na uwadze, że ręczne sterowanie takimi komponentami może być mało efektywne. W przypadku większych obiektów o zmiennym poborze mocy czynnej i biernej dużą skuteczność wykazują automatyczne regulatory współczynnika mocy biernej.
Moc bierna:
- zmniejsza przepustowość linii przesyłowych i transformatorów
- zwiększa straty przesyłowe oraz powoduje dodatkowe spadki napięć
Dostawcy energii przenoszą koszty związane z wytworzeniem i przesyłem energii biernej na odbiorców i rozliczają ich na podstawie przekroczeń tgφ.
W Polsce wymagane jest utrzymanie zużycia energii biernej indukcyjnej na poziomie tgφ<0,2÷0,4 przy jednoczesnym braku zużycia energii biernej pojemnościowej.
Wykres uproszczonej zależności mocy pozornej i prądu zasilającego dla odbiorców mocy czynnej P=100kW przy różnych współczynnikach tgφ. Wykres uproszczonej zależności strat mocy czynnej wydzielanej na przykładowej linii przesyłowej nn (YKYS 4×25, 100m) dla różnych wartości tgφ przy P=const.
Przesyłanie (tzw. pulsowanie) energii biernej do sieci elektroenergetycznej można skutecznie redukować poprzez stosowane kompensatory mocy biernej: automatycznych baterii kondensatorów – dla mocy biernej indukcyjnej oraz automatycznych baterii dławików kompensacyjnych – dla mocy biernej pojemnościowej
Stosując kompensatory mocy biernej pulsowanie energii biernej odbywa się w obwodzie między samym układem kompensacji, a odbiornikiem i nie obciąża dalej sieci elektroenergetycznej w kierunku źródła. Dlatego też, możliwość „lokalnego” wytworzenia energii biernej powoduje, że w aspekcie jej transportowania jest dodatkowym obciążęniem, którego należy się pozbyć. Miarą wykorzystania energii jest współczynnik cosφ= P/S zamiennie stosowany z tgφ= Q/P