Przykłady użycia analizatorów Sonel PQM. Część 12. Opłaty za energię bierną

Odbiorniki nieliniowe takie jak UPS-y, zasilacze komputerowe, oświetlenie diodowe, falowniki, klimatyzatory itp. pobierają z sieci odkształcony prąd. Jednym z negatywnym skutków takiej pracy jest generacja do sieci mocy biernej pojemnościowej. Dostawcy energii elektrycznej zazwyczaj nie dopuszczają takiego działania i naliczają dodatkowe opłaty, które mają charakter kary, często o znacznych wartościach.

Opis rozpoznanego problemu

W firmie produkującej urządzenia elektroniczne, odnotowano dodatkowe opłaty o wartości kilku tysięcy złotych rocznie, z tytułu generacji energii biernej pojemnościowej. Należy zdiagnozować problem i możliwości kompensacji mocy biernej.

Zastosowane narzędzia pomiarowe

• Analizator Sonel PQM-710
• Komplet cęgów F-3A (In=3000 A)
• Oprogramowanie Sonel Analiza

 

Rys. 1. Tygodniowy wykres mocy biernej trójfazowej przed kompensacją

 

Rys. 2. Wykres tygodniowy energii biernej w poszczególnych fazach

 

Rys. 3. Wykres tygodniowy energii biernej trójfazowej (indukcyjna, pojemnościowa)

 

WNIOSKI WSTĘPNE:

1. Po przeanalizowaniu danych z okresu jednego tygodnia, można zauważyć cykliczną zmienność mocy biernej z indukcyjnej na pojemnościową i odwrotnie (zmiana znaku mocy na Rys. 1). Elektroniczny licznik energii zlicza niezależnie oba typy energii w odpowiednich rejestrach.
2. Z powodu generacji energii biernej o charakterze pojemnościowym, naliczane są opłaty (Rys. 3).
3. Pomimo poboru energii biernej o charakterze indukcyjnym, nie zanotowano dodatkowych opłat z tego tytułu.
4. Ze względu na niejednorodne obciążenia faz odbiornikami jednofazowymi (Rys. 2), do poprawy wybrano kompensator dynamiczny, który dodatkowo umożliwia poprawę innych parametrów sieci.

Po zamontowaniu kompensatora dynamicznego i jego uruchomieniu, wykonano ponownie pomiary w okresie tygodnia. Z zapisanych danych jednoznacznie wynika, że nastąpiła kompensacja mocy biernej pojemnościowej. Na Rys. 4 można zaobserwować przebieg mocy biernej o charakterze indukcyjnym, bez zmiany na pojemnościowy. Przełożyło się to na zerową wartość energii biernej pojemnościowej (Rys. 5.).

 

Rys. 4. Tygodniowy wykres mocy biernej trójfazowej po kompensacji

 

Rys. 5. Tygodniowy wykres energii biernej trójfazowej po kompensacji (indukcyjna, pojemnościowa)

 

Ponieważ w sieci po kompensacji występuje tylko moc bierna o charakterze indukcyjnym, sprawdzono współczynnik tg(φ), który nie może przekraczać wartości 0,4 wg polskich przepisów. Na Rys. 6 można zauważyć, że współczynnik jest poniżej tej wartości.

 

Rys. 6. Rozkład współczynnika tg(φ) w okresie tygodnia

 

WNIOSKI KOŃCOWE:

1. Zastosowanie kompensatora dynamicznego zlikwidowało całkowicie generację mocy biernej pojemnościowej. Powinno to przełożyć się na wyeliminowanie opłat za energię bierną pojemnościową.
2. Zmiana charakteru mocy biernej z pojemnościowej na indukcyjną, zwiększyła pobór energii biernej indukcyjnej. Ponieważ jednak współczynnik tg(φ)<0,4, nie powinny być naliczane opłaty za przekroczenia energii biernej indukcyjnej.
3. Inwestycja w diagnozę problemu oraz instalację kompensatora, zwróci się po około 18 miesiącach, przynosząc następnie oszczędności rzędu kilku tysięcy zł rocznie.

 

Autor:
Marcin Szkudniewski