Kompenzacija jalove snage

Uređaji za kompenzaciju jalove snage

Pogoni čija namjena uvjetuje potrebu za velikim brojem induktivnih potrošača, crpe iz distributivne mreže jalovu snagu. Budući jalova snaga nepotrebno opterećuje mrežu, HEP naplaćuje jalovu energiju zabilježenu na mjernom uređaju ukoliko je njezina vrijednost veća od 1/3 utrošene radne energije. Kako bi se spriječilo uzimanje jalove snage iz mreže, a time i bespotrebno plaćanje, u pogone takve vrste instaliraju se uređaji koji će nadomjestiti potrebnu jalovu snagu. Ekonomičnost takvih uređaja je velika, investicija uložena u uređaj za kompenzaciju jalove snage u načelu se vraća u prvoj godini eksploatacije.

Što je jalova snaga?

Snaga uzeta iz mreže jednaka je umnošku napona i struje, što vrijedi za omske potrošače kod periodički promjenjivih veličina sinusnog oblika (žarulje, grijači). U ovom slučaju, struja vremenski ne kasni za naponom, odnosno, nema faznog pomaka ø pa struja i napon prolaze kroz nulu u isto vrijeme. Budući je kod ovakve vrste potrošača snaga pretvorena, koristimo termin radna, tj. djelatna snaga.

Potrebna energija za nastanak induktivnih polja ne može se pretvoriti u radnu (djelatnu) snagu, stoga snagu potrebnu za nastanak magnetskih polja zovemo jalova snaga.

Jalova struja potrebna je za rad induktivnih potrošača (motori, transformatori) čiji induktivni otpor uzrokuje fazni pomak za kut ø, odnosno, vremensko kašnjenje struje za naponom u prolasku kroz nulu.

Budući da je kod prijenosa električne energije jalovi dio beskoristan i nepotrebno opterećuje mrežu, treba ga održavati na najnižim mogućim vrijednostima. U tu svrhu koristimo uređaj za kompenzaciju jalove snage.

Uređaj za kompenzaciju jalove snage sprječava prijenos jalove snage mrežom, odnosno, stvara jalovu snagu potrebnu za rad induktivnih potrošača u neposrednoj blizini.
Kako kod kondenzatora (kapacitivni potrošači) jalova struja prethodi naponu, udjeli kapaciviteta i induktiviteta se međusobno izjednačavaju i tu pojavu koristimo za kompenzaciju jalove snage u mreži.

Drugim riječima, jalova snaga potrebna za rad induktivnih potrošača neće biti uzeta iz mreže, već iz uređaja za kompenzaciju jalove snage.
Pritom treba voditi računa da ne pretjeramo sa kompenzacijom jalove snage, budući to može izazvati gospodarsku štetu i probleme tehničke prirode. Kako bismo izbjegli navedene probleme, moramo osigurati da vrijednosti električnih i magnetskih polja (kapacitet i induktivitet) budu istih vrijednosti, ali suprotnih predznaka. To možemo postići:

• fiksnim kompenzacijama (pojedinačnim i grupnim)
• automatskim kompenzacijama

Kod fiksnih kompenzacija, pojedinačnih ili grupnih, moramo osigurati da kondenzatorska baterija bude uključena u vrijeme kada je uključen potrošač ili grupa potrošača, kako ne bi došlo do prekompenziranja. Ovakva vrsta kompenzacije jalove snage primjenjiva je kod manjeg broja jačih induktivnih tereta.

U slučaju kada imamo velik broj induktivnih potrošača, manjih snaga, sa čestim uklopima i isklopima, primjena fiksnih kompenzacija nije moguća. U tom slučaju koristimo automatske uređaje za kompenzaciju jalove snage.

Automatski uređaj jalove snage opremljen je mikroprocesorskim regulatorom koji na osnovi podataka iz mreže uklapa i isklapa određene kondenzatorske grupe, te na taj način održava faktor jalove snage (cos ø) u granicama normale (što iznosi od 0,95-1 induktivno).
Vrijednost cos ø =0,95-1 induktivno osigurava da potrošnja jalove energije ne prelazi 1/3 utrošene radne energije (što HEP ne naplaćuje).

Dakle, prilikom odabira tipa kompenzacije, moramo biti upoznati sa više čimbenika kako bi odabir kompenzacije bio pravilan.

Važno je reći da u NN i SN mrežama, osim struja standardne frekvencije 50Hz, dolazi do pojave struja viših harmonika. Pojava viših harmonika u mreži ovisi o više faktora i teško je predvidjeti njihovu pojavu. Najčešće, prisustvo viših harmonika utvrdimo tek kada oni uzrokuju ne mala oštećenja i štete na električnim uređajima i uređajima za kompenzaciju jalove snage.

Ukoliko postoji sumnja u mogućnost pojave struja viših harmonika u mreži, potrebno je odabrati uređaj za kompenzaciju jalove snage koji u sebi sadrži antirezonantne filterske prigušnice.