ElektroPrůmysl.cz, říjen 2012

30 ElektroTrh.cz, říjen 2012 Kompenzace jalové elektrické energie Za normálních provozních podmínek některé elektrické zátěže (např. transformátory, asynchronní motory, zářivková svítidla či svářečky) nevyžadují od zdroje pouze dodávku činné, ale také jalové ener- gie. Tato energie je sice nutná ke správnému provo- zování zátěže, není však přeměněna v užitečnou prá- ci, a proto je považována za nežádoucí. Jelikož se tato energie přenáší mezi zdrojem a spotřebičem, způso- buje zvýšení nákladu na prvky elektrizační soustavy, zvětšení úbytku napětí a v neposlední řadě zhoršení zkratových poměrů v síti. O podílu jalové složky na celkovém zdánlivém vý- konu vypovídá účiník (cos ϕ). V případě, že účiník je roven 1, přenáší se pouze činná složka, zdánlivý výkon je roven činnému a provoz energetického zařízení je nejvíce ekonomický (minimální úbytky napětí, ztráty výkonu – optimální využití přenosové soustavy). Nejběžnější spotřebiče elektrické energie v prů- myslových sítích mají induktivní charakter, v první řa- dě jsou to elektrické pohony. Plně zatížený motor pracuje s účiníkem 0,7 až 0,9 (záleží na jeho velikosti, typu a technologické úrovně zpracování), ale při bě- hu naprázdno může být účiník roven až 0,3. P, Ǫ, S , ϕ – hodnoty před kompenzací P, Ǫ K , S K , ϕ K – hodnoty po kompenzaci Ǫ B – dodaný jalový výkon Ǫ B [var] je požadovaný výkon kompenzačního kondenzátoru, P [kW] činný výkon zátěže, S [V∙A] zdánlivý výkon, cos ϕ původní účiník před připojením kompenzace, cos ϕ k cílový účiník. Kompenzační výkon kondenzátoru potřebný ke změně fázového posuvu z hodnoty ϕ na hodnotu ϕ K se určí podle: Ǫ B = P ∙(tg ϕ – tg ϕ K ). Aby odběratel elektrické energie byl bezproblémo- vý podle českých zákonů, musí odebírat elektrickou energii s účiníkem v mezích neutrální hodnoty 0,95 až 1,00, to znamená, že jednak musí své zařízení kom- penzovat, jednak ho na druhé straně nesmí překom- penzovávat. Dále nesmí provozem svého zařízení zpět- ně působit na kvalitu dodávané elektřiny – nesmí ovlivňovat funkci řídicí, měřicí a zabezpečovací techni- ky a činnost systému hromadného dálkového ovládání (HDO). Kvalita elektrické energie je definována v pod- nikových normách energetiky, kde jsou uvedeny i kom- patibilní úrovně jednotlivých harmonických napětí a celkové zkreslení sinusovky napětí na jednotlivých napěťových hladinách. To znamená, žemusí eliminovat harmonické, které vznikají v jeho odběrném zařízení. Výsledkem provedené kompenzace je finální sní- žení odebíraného zdánlivého výkonu a snížení prou- du procházejícího napájecím vedením. Účinek kom- penzace se projeví vždy jen v napájecí části elektrické sítě, za místem připojení směrem ke spotřebiči se na napájecích poměrech nic nemění. Z výše uvede- ného vyplývá hlavní přínos kompenzace – napájecí část směrem ke zdroji se proudově odlehčí, a tím se získá možnost dalšího zatížení vedení bez nutnosti instalace nového vedení, ale také se zlepší napěťové poměry a hlavně se sníží ztráty ve vedení. Jedním z nejvýhodnějších opatření pro snižování ztrát při přenosu elektrické energie je paralelní kom- penzace. Kapacitní jalový výkon připojených správně dimenzovaných kondenzátorových baterií kompen- zuje induktivní jalový výkon vyžadovaný elektrickou zátěží. Tím dochází k redukci jalového výkonu odebí- raného ze zdroje. Nejobvyklejší metody kompenzace jalového výkonu Individuální kompenzace – kompenzační zařízení je v tomto případě připojeno přímo na svorky spotře- biče anebo je společně s ním připínáno k síti samostat- ným stykačem. Tímto způsobem je odlehčeno celé ve- dení od zdroje po spotřebič. Dosažené úspory jsou nejvyšší, hospodárnost kompenzace však závisí na vy- užití spotřebiče. Individuální kompenzace je vhodná pro velká zařízení s konstantním příkonem, např. kom- penzace asynchronních motorů, transformátorů, záři- vek a výbojek. Při návrhu kompenzace je v tomto pří- ELEKTROINSTALACE