Celem
wiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi sposobami poprawy wspó
czynnika mocy w przemys
owych urz
dzeniach odbiorczych.

ród
a mocy biernej:

Zapotrzebowanie mocy biernej w systemie elektroenergetycznym wywo
ane jest konieczno
ci
wytworzenia zmiennych pól magnetycznych w silnikach, transformatorach, liniach elektroenergetycznych, cewkach indukcyjnych. Do pokrycia tego zapotrzebowania s
u


ród
a mocy biernej takie jak:

• generatory synchroniczne,

• kompensatory synchroniczne i asynchroniczne,

• silniki synchroniczne,

• kondensatory

Najta
szymi
ród
ami mocy biernej s
kondensatory. Stosowane s
zarówno w sieciach najwy
szych jak i niskich napi

. Zalet
kondensatorów jest ich niska cena, bardzo ma
e straty mocy czynnej. Wadami za
s
: zale
no

wytwarzanej mocy biernej od kwadratu napi
cia, skokowa zmiana napi
cia przy za

czaniu lub wy

czaniu, mo
liwo

przeci

enia.

Sie
pr
du przemiennego przynosi zwykle do odbiorcy nie tylko moc czynn
P., lecz równie
moc biern
Q.

Wska
nikiem udzia
u mocy biernej Q w dostarczonej odbiorcy mocy pozornej S jest wspó
czynnik mocy, wyra
aj
cy si
stosunkiem mocy czynnej do mocy pozornej.

lub

Warto

wspó
czynnika mocy dobrze zaprojektowanego uk
adu powinna wynosi
0,85 * 0,95.

Niski wspó
czynnik mocy powoduje:

Zmniejszenie zdolno
ci produkcyjnej mocy czynnej generatorów, gdy
moc czynna zale
y od cos .

Zwi
kszenie strat przesy
u energii elektrycznej które s
odwrotnie proporcjonalne do kwadratu wspó
czynnika mocy.

Zwi
kszenie spadku napi
cia w sieci przesy
owej

Je
eli przez element sieci o rezystancji R i reaktancji X przesy
ana jest moc czynna P i bierna Q to spadek napi
cia U mo
na obliczy
wg. Wzoru:

Zwi
kszenie spadków napi

jest proporcjonalne do tg oraz stosunku
który jest warto
ci
sta

dla danego elementu sieci. Du
e spadki napi

powoduj
du
e wahania napi
cia.

Znane s
dwa podstawowe sposoby poprawy wspó
czynnika mocy: naturalny i sztuczny.

Do naturalnych sposobów nale

:

• w
  a
  ciwy dobór silników i zamiana nieobci
  
  onych silników na mniejsze,

• niedopuszczanie do pracy ja
  owej silników i transformatorów,

• instalowanie silników synchronicznych zamiast indukcyjnych,

• wy
  
  czenie odpowiedniej liczby transformatorów w godzinach ma
  ego obci
  
  enia.

Do sztucznych sposobów nale
y instalowanie baterii kondensatorów równoleg
ych. W

czenie do sieci kondensatorów powoduje kompensowanie tzn. zmniejszenie mocy biernej pobieranej z sieci.

Zasad
kompensacji mocy biernej w sieci jednofazowej przedstawia rys. 1

a) b)

Rys. 1. Kompensacja mocy biernej za pomoc
kondensatorów

Przed kompensacj
odbiornik o impedancji Z pobiera z sieci o napi
ciu U pr
d o nat

eniu I, który przesuni
ty jest wzgl
dem tego napi
cia o k
t ₁ . Sk
adowa czynna tego pr
du jest równa:

za
sk
adowa bierna:

Po w

czeniu baterii kondensatorów o pojemno
ci C p
ynie przez nie pr
d:

gdy

Wypadkowa sk
adowa bierna pr
du pobieranego z sieci po kompensacji równa jest:

Ix₂ = Ix₁ - Ic

Z wykresu wektorowego wynika,
e:

a wi
c podstawiaj
c do wzoru Ix₂ = Ix₁ - Ic wyliczamy pojemno

baterii

Poniewa
moc baterii kondensatorów jest równa:

Q=UIc=CU²

wi
c moc baterii niezb
dna do poprawy wspó
czynnika mocy z cos₁ na cos₂ wynika ze wzoru:

---