Urządzenia elektryczne zasilane napięciem przemiennym poza
energią czynną pobierają również bierną. Energia bierna indukcyjna jest potrzebna
do wytworzenia pola magnetycznego w transformatorach, dławikach
i silnikach. Przy obciążeniu o tg?
poniżej wartości 0,4 nie ponosimy żadnych opłat z tytułu jej użytkowania.
Z kolei energia bierna pojemnościowa jest potrzebna do wytworzenia pola
elektrycznego w kondensatorach oraz gromadzenia energii w polu
elektrycznym. W tym wypadku z opłatami jest nieco inaczej – płacimy
za każdą kvarh pobranej energii biernej pojemnościowej, która jest trzykrotnie
droższa od energii czynnej. Użytkujemy coraz więcej urządzeń pobierających moc
bierną, a producenci prześcigają się w oferowaniu kolejnych rozwiązań
jej kompensacji.

Polski producent
zasilania gwarantowanego – firma EVER z siedzibą w Swarzędzu
– otworzył nowy rozdział w dziedzinie kompensacji mocy biernej. Blisko
dwa lata temu wprowadził na rynek w swoich UPS-ach Powerline Green
10–60 kVA oraz Powerline 60-140 kVA kompensację mocy biernej
wejściowej zasilaczy. Kolejnym krokiem było wprowadzenie dynamicznej
kompensacji mocy biernej, za co firma na targach Energetab w Bielsku
Białej w 2014 r. otrzymała wyróżnienie. W tym rozwiązaniu
zasilacze UPS – oprócz kompensacji mocy biernej na wejściu (własnej)
– dodatkowo w określonym zakresie ograniczają moc bierną innych
urządzeń podłączonych do tej samej sieci. UPS może wówczas pracować jako
kompensator grupowy, a w obiektach wymagających dużej mocy jako
kompensator indywidualny.

Na rysunku obok został
przedstawiony schemat stanowiska, na którym można zasymulować pracę UPS jako
kompensatora. W celu realizacji kompensacji dynamicznej należy podłączyć
UPS do rozdzielni głównej oraz zainstalować analizatory sieci. Pierwszy
analizator trzeba podłączyć na wejściu zasilania obiektu (wskazuje on wartości
mocy pobieranej z sieci elektroenergetycznej, a w przypadku
wprowadzenia kompensacji – wartości mocy po skompensowaniu). Drugi
analizator jest usytuowany na wyjściu UPS i pokazuje moc urządzeń
zasilanych z zasilacza UPS, a ostatni zostaje włączony na wejściu
pozostałych odbiorników zasilanych ze wspólnej sieci i wskazuje pobieraną
przez nie moc bierną. Kilka sekund po rozruchu UPS automatycznie zaczyna
działać kompensacja dynamiczna. Kompensacja mocy biernej jest realizowana przez
prąd prostownika o przeciwstawnej wartości przy wykorzystaniu
skomplikowanych algorytmów zaimplementowanych w jednostce.

Ciekawym aspektem jest sposób kompensacji różnego obciążenia
biernego trzech faz. W przeciwieństwie do znanych na rynku kompensatorów,
prostownik UPS-a może jednocześnie kompensować każdą fazę obciążoną inną mocą,
dodatkowo przy różnym charakterze odbiorników. Przykładowo jeśli faza L1
zostanie obciążona indukcyjnie, a fazy L2 i L3 pojemnościowo, to taki
rozkład obciążeń zostanie skompensowany prądami układu prostowniczego UPS-a.

Przy użyciu UPS-ów można skompensować 25 proc. mocy
pozornej obiektu. I tak na przykład UPS o mocy 100 kVA może
skompensować 25 kvar mocy biernej.