Compensare energie reactiva

REGULATOARE AUTOMATE
PENTRU COMPENSAREA PUTERII REACTIVE

În cadrul sistemului energetic consumul de putere reactivă este determinat de: receptoarele electrice şi pierderile din liniile şi transformatoarele electrice. Receptoarele care consumă energie reactivă într-o instalaţie industrială sunt: tranformatoarele electrice, motoarele electrice asincrone cuptoarele cu inducţie, cuptoarele electrice cu arc, echipamentele electronice de putere (invertoare, redresoare, convertoare).
Motoarele electrice consumă energie reactivă din cauza factorului de putere redus şi funcţionării la altă sarcină decât cea nominală (redusă sau în gol)
Consumul de putere reactivă afectează sistemul energetic (producere, transport, distribuţie şi utilizare) prin: creşterea pierderilor de putere activă şi reactivă la producerea şi transportul energiei electrice, creşterea pierderilor de tensiune, creşterea curentului permanent de scurtcircuit, cheltuiele cu plata energiei reactive.
Mărimea care caracterizează consumul de putere reactivă este factorul de putere, cosj care se defineşte, într-un circuit de curent alternativ, ca raportul dintre puterea activă P şi puterea aparentă S. (j este unghiul dintre tensiune şi curent)
În practică se calculează valoarea medie ponderată, pe un anumit interval de timp (o lună, trei luni, un an, etc.), a factorului de putere, astfel:

Valoarea factorului de putere pe care trebuie să o realizeze un consumator se numeşte factor de putere neutral şi are valoarea cosj = 0,93. O valoare scăzută a factorului de putere determină un consum ridicat de energie reactivă şi efecte defavorabile asupra întregului proces e producere, transport, distribuţie şi utilizare a energiei electrice.
Valoarea factorului de putere cu care funcţionează centralele şi reţelele electrice depinde de valoarea factorului de putere al instalaţiilor de utilizare alimentate din aceste reţele. Din acest motiv utilizatorul trebuie sa aleagă măsuri tehnice sau organizatorice pentru îmbunătăţirea factorului de putere, urmărindu-se prin aceasta reducerea consumului de putere reactivă şi deformantă.
Efectele scăderii factorului de putere:
- creşterea pierderilor de putere în rezistenţa conductoarelor instalaţiilor de producere,
transport, şi distribuţie a energiei electrice. Pierderile de energie totale sunt:

- necesitatea supradimensionării instalaţiilor. De exemplu pentru cosj = 0,7 (valoarea uzuală pentru instalaţiile industriale) instalaţiile trebuie să fie supradimensionate cu peste 40% faţă de cazul când cosj = 0,93.

- reducerea posibilităţilor de încărcare cu putere activă a instalaţiilor

- creşterea căderilor de tensiune în instalaţiile de transport şi distribuţie (în linii electrice şi în transformatoare)

Se poate arăta că pentru valori ale factorului de putere mai mici de 0,7 – 0,8 căderile de tensiune
inductive depăşesc căderile de tensiune ohmice, aceste căderi de tensiune neputând fi micşorate prin
alte metode decât prin reducerea puterii reactive (deci creşterea factorului de putere).
- creşterea curentului permanent de scurtcircuit
- cheltuiele anuale ridicate datorate consumurilor de energie reactivă.
În continuare vom prezenta compensarea factorului de putere cu baterii de condensatoare comandate de regulatoare automate.

Comanda automată a comutarii treptelor se face cu regulatorul automat RA6 (şase
trepte sau RA12 (doisprezece trepte), Fig.1. Acesta măsoară parametrii instalaţiei: tensiune, curent cosj şi în funcţie de valorile acestora comandă introducerea sau scoterea din circuit a treptelor de condensatoare (C1,C2,C3,C4,C5,C6) prin intermediul contactoarelor. de energie reactivă (CR1,CR2,CR3,CR4,CR5,CR6).
2. Regulatorul automat RA6 au RA12
Regulatorul pentru compensarea factorului de putere este proiectat astfel încât să realizeze o măsurare corectă a mărimilor electrice şi să se poate vizualiza prin caractere alfa-numerice mărimea electrică măsurată. Utilizând tehnici digitale de filtrare a semnalelor, acesta poate separa de celelalte componente armonice componentele sinusoidale ale tensiunii şi curentului , pe care este măsurată defazarea. Pe rândul de sus al ecranul aparatului apare mărimea la care se face referinţă iar pe rândul de jos valoarea corespunzătoare.
Regulatorul se instalează astfel: Fig. 2, a, şi b.
- INTRARE: curentul de linie se măsoară printr-un transformator de curent (TC montat pe faza R) conectat la bornele L şi K iar tensiunea de linie direct pe fazele rămase (S şi T)
- IEŞIRE: contacte pentru comanda treptelor bateriilor de condensatoare (6 contate pentru RA6 şi 12 contacte pentru RA12) sunt ND şi un contact pentru alarmă (care se poate seta NÎ sau ND independent)

Caracteristici:
- intrarea ampermetrică pe TC, standard / 5A
- setarea curentului primar de la 5A la 10000A
- frecvenţa de alimentare 50Hz
- măsurarea valorilor eficace ale tensiunii şi curentului
- setarea factorului de putere cosj de la o,85 ind la 0,95 cap
- setarea kvar pentru fiecare baterie de la 0,1 la 6000
- setarea timpului de reconectare
- ecran cu 16 caractere, 2 rânduri cu retroluminare
- sarcina contacte 8A, 250Vca
- temperatura de funcionare 00 – 550C
- grad de protecţie frontală IP41; cu calotă IP54

3. Module pentru compensarea factorului de putere. Pentru o bună flexibilitate în realizarea tablourilor cu baterii de condensatoare propunem grupuri modulare, complet independente compuse din: baterie de condensatoare, contactoare şi siguranţe de protecţie, aceste module sunt prevăzute cu conectori de putere şi comandă şi se montează în dulapuri metalice prevăzute la rândul lor cu conectori. Se pot realiza astfel orice configutaţie de tablouri.
Caracteristici:
- Grad de protecţie IP20
- Material: tablă zincată
- Condensatori Un = 400/440V
- Dispozitiv împotriva exploziei
- Contactori de energie reactivă, număr demanevre 106

Sistemul cu module debroşabile oferă avantajul înlocuirii acestuia uşor în cazul unui defect fără ca restul tabloului să fie afectat sau decuplat de la reţea. Puterea totală a tabloului fiind egală cu suma puterilor moduleleor independente instalate în tablou.
Spaţiul redus nu ne permite să detaliem subiectul. vă putem oferii consultanţă tehnică pentru determinarea factorului de putere cât şi soluţia optimă de îmbunătăţire a factorului de putere.
Ing. Sorin Morancea
SC MELIOR ELECTROINSTAL SRL HUNEDOARA
Bd. Dacia nr7/8; 0742.633.733; 0788.572.476
meliorsim@yahoo.com

Bibliografie:
1. MORANCEA, S., Instalaţii electrice industriale, Editura Corvin, Deva, 2004
2. PETRESCU, Gh. Ş.a., Manualul inginerului electrician, Editura Tehnică, Bucureşti
3. COMŞA, D., Proiectarea instalaţiilor electrice industriale, E.D.P., Bucureşti, 1983
4. BALAURESCU, D., Îmbunătăţirea factoruluii de putere, Editura tehnică, Bucureşti.
5. VAREL, Automatic power factor improvement equipment, 2004