Cladiri de birouri

Fluxul de putere reactivă la un client Cladire de Birouri

Conceptul de putere reactivă a fost definit iniţial pentru stările sinusoidale şi a fost legat de prezenţa elementelor inductive şi capacitive în reţeaua electrică. Deşi puterea reactivă nu dezvoltă lucru mecanic util, transferul de putere reactivă la reţeaua electrică cauzează pierderi active. Prin urmare, au fost căutate soluţii pentru a atenua fluxul de putere reactivă în reţeaua electrică, factorul de putere fiind definit şi valorile optime pentru acesta fiind stabilite.

Cu toate acestea, în cazuri practice, incapacitatea de a supraveghea consumul de energie reactivă sau incorecta stabilire a monitorizării factorului de putere poate duce la un fenomen de supracompensare, din cauza excesului de producţie a energiei capacitive reactive a bateriei de condensatoare. Analiza efectuată s-a bazat pe un caz real al unui mare consumator, pentru care au fost efectuate studii teoretice şi experimentale cu scopul de a evidenţia problemele specifice legate de un consumator industrial, caracterizat prin modificări semnificative în consumul de energie reactivă şi, prin urmare, o variaţie importantă a factorului de putere.

Figura 1 este o diagramă schematică a structurii analizate. Consumul de energie reactivă este controlat de bateria de condensatoare, conectată la inele de joasă tensiune.

Consumator Baterie de condensatoare

Fig. 1 – Fluxul de putere reactivă în cele trei faze ale reţelei analizate a consumatorului.

Măsurătorile experimentale, realizate la bornele transformatorului MT/JT (Fig. 2), au arătat o sarcină dezechilibrată semnificativă a celor trei faze şi funcţionarea necorespunzătoare a sistemului de compensare a energiei reactive (bateria de condensatoare este trifazată, cu o conexiune trifazată).

Astfel, faza A (Fig. 2a) este încărcată cu un consum mare de energie reactivă. Bateria de condensatoare este setată pe faza A, în funcţie de factorul de putere, şi asigură punerea în aplicare corespunzătoare a factorului de putere impus în această fază.

Fazele B şi C (Fig. 2b) şi Fig. 2 c)) au o sarcină redusă (atât putere activă cât şi putere reactivă), astfel încât conectarea bateriei de condensatoare duce la apariţia fenomenului de supracompensare în această etapă.

Astfel, puterea reactivă capacitivă este transmisă la reţea şi consumatorul este penalizat pentru funcţionarea în stare capacitivă. Această situaţie de supracompensare a puterii reactive este adesea întâlnită de consumatorii mari şi necesită, de la faza de proiectare, implementarea sistemelor de control pentru fiecare fază a bateriei de condensatoare.

În mod curent, inegalitatea de consum a celor trei faze şi utilizarea bateriei de condensatoare, cu o funcţionare trifazată şi un semnal de control pe baza informaţiilor monofazate, conduce la fenomenul de supracompensare.

Putere reactivă Timp [Calcule 10 minute]

Fig. 2 Puterea reactivă pe cele trei faze ale transformatorului de alimentare (partea de joasă tensiune)

Utilizarea necorespunzătoare a bateriei de condensatoare duce la penalizarea unui utilizator, chiar dacă utilizatorul are dispozitive de compensare a puterii reactive.

Prin urmare, simpla posesie a dispozitivelor de compensare a puterii reactive este insuficientă, aşadar, chiar dacă sunt utilizate corect, există riscul de a plăti penalităţi operatorului de distribuţie pentru abateri de la factorul de putere neutru.

Gestionarea necorespunzătoare a utilizatorilor conectaţi la fazele B şi C, cu un număr insuficient de consumatori inductivi şi lipsa de control de fază a bateriei de condensatoare duce la supracompensarea puterii reactive, astfel încât consumatorul este taxat pentru introducerea unui surplus de putere reactivă capacitivă în reţeaua distribuitorului.

Există două situaţii importante cu care se confruntă consumatorii importanţi în ceea ce priveşte fluxul de putere reactivă:

Situaţia în care utilizatorul este taxat pentru puterea inductivă reactivă adusă în reţea, obţinând un factor de putere mai mic decât neutru, adică sub 0,92;
Situaţia în care utilizatorul are dispozitive de compensare a puterii reactive şi aici vom întâlni trei situaţii distincte:
utilizatorul plăteşte pentru energia reactivă capacitivă, datorită supracompensării (Fig.2);
utilizatorul plăteşte o penalizare pentru energia reactivă inductivă, dar şi pentru energia reactivă capacitivă, în caz de supracompensare;
utilizatorul respectă valorile optime ale factorului de putere neutru.

Fluxul de putere reactivă în reţeaua electrică are o influenţă semnificativă asupra nivelului de tensiune în nodurile reţelei electrice.

Fluxul de putere reactivă este furnizat consumatorilor racordaţi în noduri, astfel încât consumatorul de energie electrică, prin receptoarele sale, are o contribuţie foarte importantă la fluxul de putere reactivă.