DSC00822 (4)

Zwiększony pobór prądu wywołany małą wartością współczynnika mocy wymaga również zastosowania prądnic i transformatorów o większej wartości mocy znamionowej, która jest podawana jako moc pozorna. Gdyby odbiornik pobierał moc czynną przy cosip -1 to moc czynna prądnicy byłaby równa mocy znamionowej i jej warunki pracy byłyby optymalne Jeżeli cosrp < I, to moc czynna jest mniejsza od mocy znamionowej mimo te prądnica pracuje przy wartości znamionowej napięcia i prądu. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej jest wówczas mała. Z tych też powodów dąży się do tego, aby współczynnik mocy był bliski jedności. Poprawa współczynnika mocy polega na kompensowaniu mocy biernej indukcyjnej mocą bierną pojemnościową. Na rys.4.5a pokazano schemat zastępczy odbiornika o charakterze RL. Przy zasilaniu napięciem U oraz prądzie Im. pobiera on z sieci moc czynną P oraz moc bierną Ql, którą należy skompensować Jedną z powszechnie stosowanych metod jest kompensacja mocy biernej za pomocą baterii kondensatorów lub silników synchronicznych. Prąd pobierany przez odbiornik Im jest opóźniony względem napięcia na jego zaciskach o kąt fazowy (pi (rys 4.5b). Jeżeli równolegle do odbiornika włączymy baterię kondensatorów o pojemności C, to prąd pobierany przez (ę baterię będzie wynosił

iMti    f§j

Prąd lc wyprzeda napięcie U o kąt fazowy it/2, zatem ma zwrot przeciwny do prądu II, który opóźnia się a napięciem U o kąt it/2 Można teraz dobrać tak wartość pojemności, aby l_c ■ Ii lub aby współczynnik mocy układu cosąij miał inną wartość, większą od wartości współczynnika mocy cosąii. W pierwszym przypadku

(W)

Moc bierna baterii kondensatorów

Q_c-Ul_c>Ul_B.sinfi_l,    (20)

a odpowiadająca tej mocy pojemność baterii wynosi

^c-&

Jest to kompensacja idealna, tzn. moc bierna indukcyjna odbiornika zostaje skompensowana mocą bierną pojemnościową baterii kondensatorów i wartość współczynnika mocy układu jest równa jedności W przypadku drugim, jeżeli lj, > lc (rys.4.5c), z wykresu wektorowego wynika, że

Ię■    - Ifctgfj - yO**- «Wi)    t²²)

Moc bierna batem kondensatorów wynosi wówczas:

Q_c - UI_C ■ P(tgfi - tgf 1).    (23)

gdzie

ipi • kąt pomiędzy Irl a U przed przyłączeniem kondensatora, ipz - kąt pomiędzy I a U po przyłączeniu kondensatora C Powyższa zależność określa pojemność kondensatora, którą należy dołączyć równolegle do odbiornika, aby uzyskać zmniejszenie kąta przesunięcia fazowego, czyli zwiększenie współczynnika mocy z cosipi do cosq>2.

Dla przypadku lc > II wchodzimy w stan przekompensowania mocy biernej indukcyjnej Odbiornik zmienia swój charakter obciążenia z indukcyjnego na pojemnościowy, a kąt * staje się ujemny Stan przekompensowania nie znajduje uzasadnienia ekonomicznego

b)

o

c) 'C-

U

U

L

R

:¹ r

RL

' •rl

Rys.4.5. Kompensacja mocy biernej; a) schemat obwodu; b) wykres wektorowy dla układu bez kondensatora, c) wykres wektorowy dla układu z dołączonym kondensatorem

⁴-2.4. Pomiar energii elektrycznej

Moc chwilowa pobierana przez rezystancję, przy wymuszeniu u(t) - Uosinow wynosi

(25)

MO = u<W0=|U||I|(l- cos2a>t)

65