Co je to jalový výkon a jeho kompenzace

Asynchronní motory, transformátory, plynové výbojky a zářivky, indukční a obloukové pece atd. svými fyzikálními vlastnostmi spotřebovávají spolu s činnou energií i jalovou energii ze sítě, která je nezbytná k vytvoření elektromagnetického pole. Na rozdíl od aktivní energie se jalová energie nepřeměňuje na jiné druhy – mechanickou nebo tepelnou – a nevykonává užitečnou práci, ale způsobuje ztráty při jejím přenosu. Na Obr Jsou zobrazeny směry toku proudu při práci s jalovou zátěží.
Obr.1. Plný výkon.
Přítomnost jalového výkonu v síti (Q, Var) je charakterizována účiníkem (PF, cos f) a je poměrem činného (P, W) k celkovému (S, VA). Níže vidíte závislost celkového výkonu na jeho složkách jak na vektorovém diagramu, tak na všednější úrovni – sklenice piva, kde pivo je aktivní složkou a pěna je reaktivní. Nikdo nechce mít sklenici pouze s pěnou, že? Obr.2. Silový trojúhelník. Výpočet účiníku.
Při nízkých hodnotách účiníku dojde v síti k řadě nežádoucích jevů, které mohou vést k výraznému snížení životnosti zařízení. Doporučuje se mít cos f alespoň 0,9 (např. v ČR dostanete pokutu za cos f menší než 0,95). Za tímto účelem byla vyvinuta řada opatření pro regulaci bilance jalového výkonu v síti – kompenzace jalového výkonu.

Kompenzace jalového výkonu (RPC).

• Individuální kompenzace

Umístění kondenzátorů do blízkosti zařízení s nízkými cos f a jejich současné zapnutí.

• Skupinová kompenzace

Umístění kondenzátorů v blízkosti skupiny zařízení (například požárních čerpadel).

• Centralizované odškodnění

Umožňuje instalaci KU na hlavní rozvodnou desku. Pokud předchozí možnosti mohly být buď nastavitelné, nebo ne, pak tato je zpravidla nastavitelná.

Obr.3. Způsoby kompenzace.

Při správném výběru KU vám opatření kompenzace jalového výkonu umožňují:

• výrazně snížit zatížení transformátorů, a tím snížit jejich zahřívání a zvýšit jejich životnost
• při zahrnutí CU do výpočtu při návrhu nových objektů výrazně zmenšit průřez vodičů
• při připojení CP ke stávajícím sítím je odlehčit, zvýšit propustnost bez rekonstrukce
• snížit náklady na energii snížením ztrát ve vodičích
• zvýšit stabilitu napětí (vše) a kvalitu napájení (při použití PKU)

Kde můžeme ušetřit, je vidět pouhým okem, ale nejdříve budeme muset utratit peníze.

Nejprve si musíte objednat projekt, který by měl být svěřen důvěryhodné organizaci. Která zase provede řadu měření nebo provede výpočty pro nové objekty a na jejich základě dá doporučení ke způsobu kompenzace, typu HRSG a jejich parametrů.

Zadruhé byste si měli vybrat montážní organizaci, která naše řídicí systémy sestaví, nainstaluje a nakonfiguruje.

<img src=“https://lsys.su/upload/medialibrary/7e2/7e23f82f713607bc34d073894571dfe1.png“ />Co lze do CU zahrnout? <br />

Zvažme maximální možnou konfiguraci kondenzátorové jednotky:

1. Vstupní zařízení – jistič, bezpečnostní odpojovač nebo zátěžový vypínač (pokud je jiné vstupní zařízení např. v hlavním rozvaděči).
2. Stupňovité jištění – většina výrobců (například ZEZ Silko) doporučuje použití pojistkových vložek s charakteristikou gG (viz tabulka níže), ale často se můžete setkat s jištěním pomocí jističů.
3. Spínací zařízení (pro statickou kompenzaci nn) je stykač s nástavcem omezujícím proud (předpínací kontakty s odpory). Je důležité vybrat si kvalitního výrobce, protože. Při zapnutí stupně procházejí stykačem obrovské proudy (až 200Ie) v důsledku nabití kondenzátoru, např. Benedikt-Jáger nebo Eaton.
4. Antirezonanční tlumivky (tlumivky) – slouží k ochraně před proudovým přetížením kondenzátorů při výskytu vyšších harmonických v síti.
5. Kompenzační kondenzátory jsou hlavní součástí celé instalace – kapacitní prvek. Přečtěte si více o aplikaci, konstrukci a instalaci nízkonapěťových válcových kompenzačních kondenzátorů v předchozím článku.
6. Regulátor jalového výkonu je druh síťového analyzátoru s funkcí krokového řízení. V závislosti na modelu řídí různé regulátory kromě hlavních parametrů (U, I, P, cos f, počet připojených stupňů) také řadu doplňkových (nelineární zkreslení, teplota atd.). Mohou existovat také další funkce, například komunikace nebo automatické ladění.

* Uvažuje se pouze základní konfigurace bez plášťů a mikroklimatu, ochrana sekundárních obvodů.

Jmenovitý proud 3fázového kondenzátoru

3-fázový kompenzační výkon při 400 V

Doporučený průřez Cu vodičů

Jmenovitý proud pojistky

Výpočet elektrické energie spotřebované domácím nebo průmyslovým elektrickým spotřebičem se obvykle provádí s přihlédnutím k celkovému výkonu elektrického proudu procházejícího měřeným elektrickým obvodem.

V tomto případě jsou identifikovány dva ukazatele, které odrážejí náklady na plný výkon při obsluze spotřebitele. Tyto indikátory se nazývají aktivní a jalová energie. Celkový výkon je součtem těchto dvou ukazatelů.

Plný výkon.
Spotřebitelé podle zavedené praxe neplatí za užitečný výkon, který je přímo spotřebován v domácnosti, ale za plný výkon, který dodává dodavatel. Tyto indikátory se liší jednotkami měření – celkový výkon se měří ve voltampérech (VA) a užitečný výkon se měří v kilowattech. Aktivní a jalová elektřina je využívána všemi elektrickými spotřebiči napájenými ze sítě.

Aktivní elektřina.
Aktivní složka celkového výkonu vykonává užitečnou práci a přeměňuje se na takové druhy energie, které spotřebitel potřebuje. U některých domácích a průmyslových elektrických spotřebičů se činný a zdánlivý výkon ve výpočtech shodují. Mezi taková zařízení patří elektrické sporáky, žárovky, elektrické trouby, ohřívače, žehličky a žehlící lisy atd. Pokud pas uvádí aktivní výkon 1 kW, pak celkový výkon takového zařízení bude 1 kVA.

Koncept reaktivní elektřiny.
Tento typ elektřiny je vlastní obvodům, které obsahují reaktivní prvky. Jalová elektřina je ta část celkového příchozího výkonu, která není vynaložena na užitečnou práci. Ve stejnosměrných obvodech neexistuje žádný koncept jalového výkonu. Ve střídavých obvodech se reaktivní složka vyskytuje pouze tehdy, když je přítomna indukční nebo kapacitní zátěž. V tomto případě dochází k nesouladu mezi fází proudu a fází napětí. Tento fázový posun mezi napětím a proudem je označen symbolem „φ“. Při indukční zátěži v obvodu je pozorováno fázové zpoždění a při kapacitní zátěži je předsunuto. Ke spotřebiteli se tedy dostane jen část celkového výkonu a k hlavním ztrátám dochází zbytečným zahříváním přístrojů a nástrojů během provozu. Ke ztrátám výkonu dochází v důsledku přítomnosti indukčních cívek a kondenzátorů v elektrických zařízeních. Kvůli nim se v okruhu nějakou dobu hromadí elektřina. Poté je uložená energie přiváděna zpět do okruhu. Mezi zařízení, jejichž spotřeba energie zahrnuje reaktivní složku elektřiny, patří přenosné elektrické nářadí, elektromotory a různé domácí spotřebiče. Tato hodnota je vypočtena s přihlédnutím ke speciálnímu účiníku, který je označen jako cos φ.

Výpočet jalové elektřiny.
Účiník se pohybuje od 0,5 do 0,9; Přesnou hodnotu tohoto parametru naleznete v datovém listu elektrického zařízení. Zdánlivý výkon musí být určen jako činný výkon dělený faktorem. Pokud například pas elektrické vrtačky uvádí výkon 600 W a hodnotu 0,6, pak se celkový výkon spotřebovaný zařízením bude rovnat 600/06, tedy 1000 VA. Při absenci pasů pro výpočet celkového výkonu zařízení lze koeficient považovat za rovný 0,7. Vzhledem k tomu, že jedním z hlavních úkolů stávajících napájecích systémů je dodávat užitečný výkon koncovému uživateli, jsou ztráty jalového výkonu považovány za negativní faktor a zvýšení tohoto ukazatele zpochybňuje účinnost elektrického obvodu jako celku.

Hodnota koeficientu při zohlednění ztrát.
Čím vyšší je hodnota účiníku, tím nižší budou ztráty činné elektřiny – to znamená, že spotřebovaná elektrická energie bude konečného spotřebitele stát o něco méně. Pro zvýšení hodnoty tohoto koeficientu se v elektrotechnice používají různé techniky pro kompenzaci necílových ztrát elektřiny. Kompenzační zařízení jsou hlavní generátory proudu, které vyhlazují fázový úhel mezi proudem a napětím. Ke stejnému účelu se někdy používají kondenzátorové banky. Jsou připojeny paralelně k pracovnímu obvodu a používají se jako synchronní kompenzátory.

Kalkulace nákladů na elektřinu pro soukromé klienty.
Pro individuální použití není činná a jalová elektřina v účtech oddělena – na stupnici spotřeby je podíl jalové energie malý. Soukromí zákazníci s příkonem do 63 A tedy platí jeden účet, ve kterém je veškerá spotřebovaná elektřina považována za aktivní. Dodatečné ztráty v okruhu pro jalovou elektřinu se samostatně nepřidělují a neplatí se za ně. Účtování jalové elektřiny pro podniky Další věcí jsou podniky a organizace. Ve výrobních provozech a průmyslových dílnách je instalováno obrovské množství elektrozařízení a celková dodávaná elektřina obsahuje významnou část jalové energie, která je nezbytná pro provoz napájecích zdrojů a elektromotorů. Aktivní a jalová elektřina dodávaná podnikům a organizacím vyžaduje jasné oddělení a jiný způsob platby za ni. V tomto případě je základem pro úpravu vztahů mezi dodavatelem elektřiny a konečnými spotřebiteli standardní smlouva. Podle pravidel stanovených v tomto dokumentu potřebují organizace, které spotřebovávají elektřinu nad 63 A, speciální zařízení, které poskytuje odečty reaktivní energie pro účtování a platby. Síťová společnost instaluje jalový elektroměr a účtuje podle jeho odečtů.

Faktor reaktivní energie.
Jak již bylo zmíněno dříve, činná a jalová elektřina je v platebních fakturách zvýrazněna na samostatných řádcích. Pokud poměr objemů jalové a spotřebované elektřiny nepřekročí stanovenou normu, pak se neúčtuje žádný poplatek za jalovou energii. Poměrový koeficient lze zapsat různými způsoby, jeho průměrná hodnota je 0,15. Pokud je tato prahová hodnota překročena, doporučuje se spotřebitelskému podniku nainstalovat kompenzační zařízení.

Jalová energie v bytových domech.
Typickým odběratelem elektřiny je bytový dům s hlavním jištěním s odběrem elektřiny nad 63 A. Pokud se v takovém domě nachází výhradně obytné prostory, neplatí se za jalovou elektřinu. Obyvatelé bytového domu tak v poplatcích vidí platbu pouze za celkovou elektřinu dodanou do domu dodavatelem. Stejné pravidlo platí pro bytová družstva.

Speciální případy měření jalového výkonu.
Existují případy, kdy vícepodlažní budova obsahuje jak obchodní organizace, tak byty. Dodávku elektřiny do těchto domů upravují samostatné zákony. Dělením může být například velikost užitné plochy. Pokud v bytovém domě komerční organizace zabírají méně než polovinu užitné plochy, pak se platby za jalové energie neúčtují. Pokud je prahové procento překročeno, vzniká povinnost platit za jalovou elektřinu. V některých případech nejsou obytné budovy osvobozeny od placení za jalovou energii. Pokud má například budova přípojná místa pro výtahy pro byty, poplatky za použití jalové elektřiny se účtují samostatně, pouze za toto zařízení. Majitelé bytů stále platí pouze za činnou elektřinu.