aktywnykompensator Kompensacja mocy biernej
Przewodnik techniczny

Aktywny kompensator mocy biernej — jak działa i kiedy jest potrzebny

Aktywny kompensator mocy biernej na bieżąco mierzy parametry instalacji i wytwarza prąd kompensacyjny, który ogranicza wymianę mocy biernej z siecią. Dopasowuje swoje działanie do włączanych urządzeń, zmian obciążenia oraz pracy instalacji fotowoltaicznej.

  • 10 rozdziałów
  • 12 pytań i odpowiedzi
  • słownik pojęć
Moc bierna
kvar

Jednostka, w której dobiera się moc kompensatora.

Energia bierna
kvarh

Wielkość rozliczana na fakturze za dystrybucję.

Typowy próg
tg φ0,4

Często stosowana granica dla energii indukcyjnej.

Rząd czasu reakcji
ms

Zależy od konstrukcji urządzenia i jego funkcji.

Wprowadzenie

Od czego zależy, czy kompensacja ma sens

Dodatkowa funkcja filtracji harmonicznych pozwala również ograniczać odkształcenia prądu powodowane przez odbiorniki elektroniczne. Urządzenia łączące obie funkcje pomagają poprawić współczynnik mocy i kształt przebiegu prądu po stronie zasilania.

Dobrze dobrana kompensacja pomaga ograniczyć opłaty za energię bierną i odciążyć zasilanie obiektu. Żeby zrozumieć jej możliwości, warto wiedzieć, skąd bierze się moc bierna, czym różni się od mocy czynnej i dlaczego jeden kompensator może być odpowiedni dla danej instalacji, a inny nie.

Zacznij od mocy biernej

Regulacja bezstopniowa

Prąd wyjściowy zmienia się płynnie, zamiast być dobierany wyłącznie przez załączanie stopni o ustalonej mocy.

Oba znaki mocy biernej

Przy obciążeniu indukcyjnym korekta ma charakter pojemnościowy, przy pojemnościowym — odwrotny.

Zasada działania

Cztery kroki, które powtarzają się bez przerwy

Aktywna kompensacja opiera się na ciągłym pomiarze i sterowaniu układem energoelektronicznym. Urządzenie dopasowuje prąd kompensacyjny do aktualnej sytuacji w instalacji.

01

Mierzy napięcia i prądy

Układ pomiarowy przekazuje informacje o obciążeniu. Do pomiaru prądu wykorzystuje się przekładniki — zewnętrzne albo wbudowane.

02

Wyznacza korektę

Sterownik określa, jaką składową prądu należy skompensować, aby osiągnąć zadane parametry w kontrolowanym punkcie instalacji.

03

Wytwarza prąd

Przekształtnik energoelektroniczny generuje odpowiedni przebieg prądu. Sieć zasilająca jest w mniejszym stopniu obciążana mocą bierną.

04

Reaguje na zmiany

Po uruchomieniu silnika, wyłączeniu oświetlenia czy zmianie produkcji PV urządzenie koryguje swoje działanie automatycznie.

Kompensacja odbywa się lokalnie. Odbiorniki nadal pracują zgodnie ze swoim przeznaczeniem, ale ograniczona zostaje wymiana mocy biernej między obiektem a siecią.

Przewodnik

Dziesięć rozdziałów — od zjawiska do odbioru instalacji

Kolejne rozdziały można czytać po kolei albo wejść od razu w temat, który dotyczy Twojego obiektu.

01

Moc bierna: czynna, bierna, pozorna

Skąd bierze się moc bierna, czym różni się od czynnej i kiedy instalacja jest indukcyjna, a kiedy pojemnościowa.

Czytaj
02

Jak działa aktywny kompensator

Pomiar, wyznaczenie korekty i wytworzenie prądu kompensacyjnego. Regulacja bezstopniowa i osobna kompensacja faz.

Czytaj
03

SVG, ASVG i filtr aktywny

Podobna energoelektronika, różne główne zadania. Na co patrzeć, porównując zakres funkcji i wydajność.

Czytaj
04

Harmoniczne i filtracja aktywna

Skąd biorą się odkształcenia prądu, jak działa filtr równoległy oraz co naprawdę mówią wskaźniki THDi i THDu.

Czytaj
05

Opłaty za energię bierną

Dlaczego operator je nalicza, czym różni się rozliczenie energii indukcyjnej od pojemnościowej i czego szukać na fakturze.

Czytaj
06

Fotowoltaika a moc bierna

Dlaczego autokonsumpcja podnosi stosunek Q/P i co to oznacza przy doborze kompensacji w obiekcie z PV.

Czytaj
07

Kiedy sprawdzić potrzebę kompensacji

Sygnały z faktur i instalacji. Aktywny kompensator a bateria kondensatorów i układy dławikowe.

Czytaj
08

Jak dobiera się moc kompensatora

Faktury, pomiary w reprezentatywnym cyklu pracy, analiza faz, rezerwa na funkcje dodatkowe i warunki montażu.

Czytaj
09

Montaż, uruchomienie i odbiór

Przekładniki, sposób przyłączenia, konfiguracja pomiaru i sprawdzenie efektów przy różnych obciążeniach.

Czytaj
10

Monitoring i efekty

Co warto obserwować po uruchomieniu i jakich rezultatów można oczekiwać — bez uogólnień, których nie da się potwierdzić.

Czytaj
FAQ

Najczęstsze pytania

Dwanaście pytań, które wracają najczęściej: praca w nocy, małe obciążenie, PV, zakres filtracji, przeglądy.

Czytaj
A–Z

Słownik pojęć

Krótkie definicje wielkości i skrótów używanych w opisach kompensacji: P, Q, S, cos φ, PF, tg φ, THDi, THDu.

Czytaj
Trzy rodziny urządzeń

Podobna energoelektronika, inne główne zadanie

Filtracja harmonicznych, kompensacja mocy biernej i symetryzacja korzystają z dostępnego prądu wyjściowego. Jeśli mają działać równocześnie, trzeba uwzględnić to przy doborze.

Urządzenie Pełna nazwa Główne zadanie Funkcje dodatkowe
SVG Aktywny kompensator mocy biernej Dynamiczna kompensacja mocy biernej indukcyjnej i pojemnościowej zależnie od wykonania, np. ograniczanie asymetrii prądów
ASVG Kompensator z funkcją filtracji harmonicznych Kompensacja mocy biernej połączona z ograniczaniem wybranych harmonicznych prądu obie funkcje w jednym urządzeniu
AHF Aktywny filtr harmonicznych Ograniczanie odkształceń prądu wybrane wykonania: kompensacja mocy biernej i symetryzacja

Przy porównywaniu urządzeń warto sprawdzić zakres funkcji i ich wydajność w pracy jednoczesnej. Pełne porównanie

Sygnały z instalacji

Kiedy warto przyjrzeć się kompensacji

Najbardziej czytelnym sygnałem są powtarzające się opłaty za energię bierną. Analiza jest przydatna również po rozbudowie instalacji albo zmianie sposobu użytkowania obiektu.

  • na fakturach regularnie pojawiają się opłaty za energię bierną;
  • w różnych okresach występuje zarówno energia indukcyjna, jak i pojemnościowa;
  • obciążenie często się zmienia, np. wskutek cyklicznej pracy maszyn;
  • uruchomiono fotowoltaikę, nowe napędy, oświetlenie lub większą liczbę zasilaczy;
  • istniejąca bateria kondensatorów nie utrzymuje oczekiwanych parametrów;
  • pomiary wskazują na nierównomierne obciążenie faz albo nadmierne harmoniczne.

Rozwinięcie tematu

kW / kvar doba szczyt produkcji PV moc czynna z sieci moc bierna
Rys. 1 Ilustracja poglądowa: gdy produkcja PV zmniejsza pobór mocy czynnej z sieci, a zapotrzebowanie na moc bierną pozostaje podobne, rośnie stosunek Q/P.
Pytania i odpowiedzi

Zacznij od tego, co wraca najczęściej

Czy jeden kompensator obsługuje moc bierną indukcyjną i pojemnościową?

Tak. Aktywne kompensatory SVG i ASVG przeznaczone do regulacji w obu kierunkach dopasowują charakter kompensacji do obciążenia. Trzeba jednak sprawdzić ich dostępną moc i możliwości regulacji poszczególnych faz.

Czy mały lokal również może potrzebować kompensacji?

Tak. Potrzeba kompensacji nie zależy wyłącznie od wielkości obiektu. Także niewielki sklep, gabinet czy biuro może ponosić opłaty za energię bierną. Punktem wyjścia są faktury i pomiary.

Czy kompensator działa w nocy?

Tak, jeśli jest zasilany i instalacja wymaga kompensacji. Nocna praca może mieć znaczenie w obiektach, w których po wyłączeniu głównych odbiorników pozostają zasilacze, UPS, serwery lub inne urządzenia o odmiennym charakterze obciążenia.

Czy po montażu opłaty zawsze spadną do zera?

Nie można tego zagwarantować dla każdej instalacji. Wynik zależy od doboru, nastaw, toru pomiarowego, zmian obciążenia i zasad rozliczeń. Za mała wydajność urządzenia lub nieprawidłowy pomiar mogą pozostawić część zapotrzebowania bez kompensacji.

Wszystkie 12 pytań

Rozdział pierwszy

Zacznij od tego, skąd bierze się moc bierna

Trzy wielkości — P, Q i S — oraz różnica między mocą a energią bierną porządkują wszystko, co dzieje się dalej: dobór, rozliczenia i ocenę efektów.