Ing. Pavel Hála Elektro Managemetn

Kompenzácia účinníka je technologicky pomerne dobre zvládnutý prostriedok, ktorý zvyšuje efektivitu odberu elektrickej energie. Pre odberateľa má význam predovšetkým z hľadiska eliminácie penalizačných nákladov za nedodržanie účinníka. Na druhej strane sa zmenšujú straty pri prenose elektrickej energie, zlepšujú sa napäťové pomery a zvyšuje sa zaťažiteľnosť jednotlivých komponentov elektrizačnej sústavy. Nástrahou, ktorá stále intenzívnejšie ovplyvňuje funkciu kompenzačných zariadení, je zvýšený výskyt vyšších harmonických v sieti.

Kompenzačný kondenzátor patrí medzi hlavné obete harmonického skreslenia. Existuje viacero mechanizmov, ako môžu byť kondenzátory poškodzované.

1.Pripojenie skresleného napätia (so skokovými zmenami) na svorky kondenzátora. Prúd kondenzátorom sa dá vyjadriť nasledovným vzťahom

Z neho vyplýva, že skoková zmena napätia vyvolá vďaka vysokej hodnote derivácie veľkú hodnotu okamžitého prúdu. Tieto prúdové zákmity vedú k zvýšenej efektívnej hodnote prúdu, ktorá skracuje životnosť kondenzátorov.

2.Kondenzátory znamenajú pri vysokých frekvenciách pre prúd cestu s nízkou impedanciou. Situácia je znázornená na obr. 1.

Obr. 1 Typická konfigurácia siete s nelineárnou záťažou s prevedením kompenzácie účinníka

Vyššie harmonické zložky prúdov tečú z nelineárnej záťaže do elektrickej sústavy. Sieť má obecne induktívny charakter, teda jej impedancia narastá s frekvenciou. Naopak, reaktancia kondenzátora klesá s frekvenciou podľa funkčnej závislosti X_C(f) = k/f.

Z tohto dôvodu znamená kondenzátor pre prúd cestu s nižšou impedanciou. Takýmto spôsobom sa prúdovo preťažuje.

3.Okrem tejto vlastnosti sa kondenzátory podieľajú na zosilnení harmonického skreslenia paralelnou alebo sériovou rezonanciou, ku ktorej dochádza vzájomnou interakciou so sieťovými indukčnými prvkami. Rezonančné javy môžu ohroziť funkčnosť kompenzačného zariadenia. To sú dôvody, ktoré si vyžadujú opatrenia pri inštalovaní kompenzačnej jednotky.

Prevedenie kompenzácie

Samotnej realizácii kompenzačnej jednotky by malo predchádzať meranie, ktoré odhalí rozsah a spektrum harmonického skreslenia. V prípade slabého skreslenia je postačujúce inštalovať kondenzátory s vyššou menovitou hodnotou napätia (440 V). Pri vyššej intenzite je nutné kompenzačný rozvádzač doplniť o tlmivky. Voľbou vhodnej tlmivky sa nastaví rezonančná frekvencia kompenzačného systému. Podľa nastavenej rezonančnej frekvencie existujú dve vyhotovenia. Ak sa rezonančná frekvencia nastaví do oblasti medzi harmonickými frekvenciami (obyčajne medzi 3. a 5. harmonickú, napr.: fr = 204 Hz), jedná sa o chránenú kompenzáciu. Ak sa frekvencia nastaví do oblasti blízko dominantnej harmonickej frekvencie, prevedie sa filtrovaná kompenzácia. Vyhotovenie sa volí podľa toho, či je záujem len chrániť kompenzačné kondenzátory alebo naviac filtrovať harmonické prúdy zo siete.

Pre odberné miesta, ktoré sú prevádzkované s intenzívnym harmonickým skreslením a s častými zmenami harmonického spektra, sa odporúča použitie aktívneho filtra. Takýto systém skĺbi kompenzáciu účinníku aj filtráciu vyšších harmonických zložiek prúdu. Princíp činnosti je založený na kontinuálnom meraní vyšších harmonických zložiek prúdu a na následnej injektáži harmonických prúdov, ktoré sú vo vzťahu k pôvodným inverzné. Dosahuje sa tým precízna filtrácia, prispôsobivá spektrálnym zmenám, avšak za vyššiu cenu.

Záver

Keď to zhrnieme, kompenzácia je potrebnou súčasťou technického zariadenia odberateľa. Prináša mu úspory v platbách za elektrickú energiu, ale aj zníženie vlastných strát v rozvode. Je však nutné, aby kompenzačné zariadenie zodpovedalo podmienkam miestnej siete, bolo vysoko spoľahlivé, s nízkymi nárokmi na údržbu. To sú dôvody, ktoré si vyžadujú uvažovanie vplyvu harmonického skreslenia na kompenzačnú jednotku.

Kontakt:

Befra elektroservis

Petőfiho 65, 941 31

Dvory nad Žitavou Slovenská republika

tel.: +421 905 626 662

e-mail: Táto adresa je chránená pred robotmi nevyžiadanej pošty. Ak ju chcete vidieť, musíte mať povolený JavaScript.

www.befra.sk