Rosnące ceny energii elektrycznej sprawiają, że właściciele sklepów wielkopowierzchniowych coraz częściej szukają sposobów na ograniczenie kosztów eksploatacyjnych. Jednym z najczęściej pomijanych źródeł dodatkowych opłat jest moc bierna, która może generować wysokie koszty na fakturach za energię.

W tym case study pokazujemy, jak analiza parametrów sieci oraz montaż kompensatora mocy biernej pozwoliły przygotować skuteczne rozwiązanie problemu nadmiernego poboru mocy biernej i poprawić jakość energii elektrycznej w dużym obiekcie handlowym.

Problem – wysokie opłaty za moc bierną

Zgłosił się do nas właściciel dużego sklepu wielkopowierzchniowego, który od dłuższego czasu obserwował rosnące koszty energii elektrycznej.

W obiekcie wykonanliśmy analizę parametrów sieci w celu zweryfikowania występowania ponadumownego poboru mocy biernej pojemnościowej i możliwości naliczania z tego tytułu dodatkowych opłat.

Zakres pomiarów obejmował między innymi:

• napięcia zasilające,
• prądy fazowe,
• moc czynną,
• moc bierną,
• współczynnik mocy cos φ,
• współczynnik tg φ,
• zawartość wyższych harmonicznych THD,
• analizę harmonicznych prądu i napięcia.

Wyniki pomiarów

Przeprowadzona analiza wykazała, że napięcia zasilające mieściły się w wymaganych normach, a obciążenie poszczególnych faz było równomierne.

Znacznie większym problemem okazały się jednak parametry związane z jakością energii.

Najważniejsze wyniki pomiarów:

• występowanie mocy biernej pojemnościowej dochodzącej do około 34 kVAr,
• współczynnik tg φ osiągający wartości od -0,6 do 0,1, powodujące naliczanie opłat za moc bierną,
• bardzo wysoki poziom odkształceń prądu (THDI),
• obecność znacznych wyższych harmonicznych, zwłaszcza 3., 5. i 7. harmonicznej,
• łączna wartość harmonicznych przekraczająca 70 A.

Pomiary potwierdziły, że obiekt nie tylko ponosił dodatkowe koszty związane z mocą bierną, ale również pracował w warunkach pogorszonej jakości energii elektrycznej.

Dlaczego wysoka moc bierna jest problemem?

Moc bierna nie wykonuje użytecznej pracy, jednak obciąża sieć elektroenergetyczną. Jej nadmierna ilość powoduje między innymi:

• naliczanie dodatkowych opłat przez operatora systemu dystrybucyjnego,
• większe obciążenie transformatorów,
• wzrost strat energii,
• szybsze zużycie aparatury elektrycznej,
• wyższą temperaturę pracy przewodów i urządzeń,
• pogorszenie jakości energii.

W przypadku dużych sklepów wyposażonych w rozbudowane instalacje chłodnicze, klimatyzację, oświetlenie LED oraz liczne zasilacze impulsowe problem ten występuje bardzo często.

Rozwiązanie – kompensator mocy biernej REACTO PRO 50 kVAr

Na podstawie wykonanych pomiarów zaprojektowano rozwiązanie polegające na zastosowaniu kompensatora mocy biernej o mocy 50 kVAr, dobranego do rzeczywistych parametrów pracy obiektu.

Dobór urządzenia uwzględniał nie tylko kompensację mocy biernej, ale również wysoką zawartość wyższych harmonicznych występujących w instalacji.

Dzięki temu zastosowany układ pozwala jednocześnie:

• kompensować moc bierną,
• poprawiać współczynnik mocy,
• ograniczać wpływ wyższych harmonicznych,
• poprawiać jakość energii elektrycznej,
• odciążać transformator oraz wewnętrzną instalację elektryczną.

Efekty wdrożenia
Po wdrożeniu odpowiednio dobranego kompensatora można oczekiwać następujących korzyści:

Eliminacja opłat za moc bierną

Najważniejszym efektem jest ograniczenie lub całkowite wyeliminowanie dodatkowych opłat wynikających z przekroczenia dopuszczalnego współczynnika tg φ.

Poprawa współczynnika mocy

Stabilizacja wartości cos φ przekłada się na bardziej efektywne wykorzystanie energii elektrycznej oraz prawidłową pracę instalacji.

Poprawa jakości energii

Ograniczenie wpływu wyższych harmonicznych zmniejsza zniekształcenia przebiegów prądu i poprawia parametry pracy sieci.

Ochrona infrastruktury

Mniejsze obciążenie transformatorów, rozdzielnic i przewodów przekłada się na niższą temperaturę pracy urządzeń oraz wydłużenie ich żywotności.

Niższe koszty eksploatacyjne

Oprócz oszczędności wynikających z likwidacji opłat za moc bierną przedsiębiorstwo ogranicza również ryzyko kosztownych awarii instalacji elektrycznej.

Dlaczego warto wykonać analizę jakości energii?

W wielu obiektach handlowych problemy związane z mocą bierną pozostają niezauważone przez długi czas. Dopiero analiza parametrów sieci pozwala określić rzeczywistą przyczynę wysokich rachunków za energię.

Profesjonalny pomiar jakości energii umożliwia:

• wykrycie przekroczeń mocy biernej,
• analizę współczynnika mocy,
• ocenę poziomu harmonicznych,
• dobór odpowiedniego kompensatora mocy biernej,
• oszacowanie możliwych oszczędności.

Przedstawiony przykład pokazuje, że kompensacja mocy biernej jest jednym z najbardziej opłacalnych sposobów ograniczania kosztów energii w dużych obiektach handlowych.

Przeprowadzone pomiary wykazały występowanie znacznej mocy biernej pojemnościowej oraz wysokiego poziomu wyższych harmonicznych. Dobór kompensatora mocy biernej o odpowiedniej mocy pozwala wyeliminować dodatkowe opłaty, poprawić jakość energii elektrycznej i zwiększyć bezpieczeństwo pracy całej instalacji.

Jeżeli na fakturach za energię pojawiają się opłaty za moc bierną lub podejrzewasz, że instalacja pracuje nieefektywnie, warto rozpocząć od profesjonalnej analizy jakości energii. To pierwszy krok do trwałego obniżenia kosztów eksploatacyjnych przedsiębiorstwa.

Raport

Przyrząd pomiarowy: Analizator jakości zasilania Sonel PQM-702, Klasa A

Parametry mierzone:

• Wartość skuteczna napięć;
• Wartość odkształcenia napięć THDu
• Wartość odkształcenia prądów THDI
• Spektrum wyższych harmonicznych;
• Pobór mocy czynnej;
• Pobór mocy biernej i jej charakter, wartość współczynnika mocy cos φ i współczynnika tg φ.

Chcesz, abyśmy przeprowadzili profesjonalną analizę energetyczną w Twoim przedsiębiorstwie? Skontaktuj się z nami!