tg φ (tangens kąta przesunięcia fazowego) jest współczynnikiem używanym do oceny relacji pomiędzy energią bierną indukcyjną a energią czynną w danym okresie rozliczeniowym. Im wyższy tg φ, tym więcej energii biernej przypada na jednostkę energii czynnej.
W rozliczeniach dystrybucyjnych tg φ ma znaczenie dlatego, że przekroczenie wartości umownej tg φ0 może powodować naliczenie opłaty za ponadumowny pobór energii biernej indukcyjnej. Technicznie nie jest to "kara" administracyjna, lecz opłata taryfowa za ponadumowny pobór energii biernej.
Jak oblicza się tg φ?
W uproszczeniu:
tg φ = Q / P
W rozliczeniu energii operator stosuje relację energii biernej do czynnej:
tg φ = energia bierna [kvarh lub Mvarh] / energia czynna [kWh lub MWh]
Przykład: jeżeli w analizowanym okresie pobrano 100 MWh energii czynnej i 50 Mvarh energii biernej indukcyjnej, to tg φ = 0,50.
Jaki jest dopuszczalny tg φ?
Rozporządzenie taryfowe stanowi, że wartość tg φ0 określa się w warunkach przyłączenia lub umowie. Jeżeli nie została określona, do rozliczeń przyjmuje się tg φ0 = 0,4. Indywidualna ekspertyza może uzasadniać niższą wartość, ale zgodnie z przepisami nie niższą niż 0,2.
Przy tg φ0 = 0,4 energia bierna indukcyjna odpowiadająca 40% energii czynnej wyznacza podstawowy poziom odniesienia dla rozliczenia. Przekroczenie tej relacji może powodować dodatkowy koszt.
Kiedy naliczane są opłaty?
Przepisy za ponadumowny pobór energii biernej uznają m.in.:
- niedokompensowanie:
tg φ > tg φ0,
- pobór energii biernej indukcyjnej przy braku poboru energii czynnej,
- przekompensowanie, czyli pojemnościowy współczynnik mocy, zarówno przy poborze energii czynnej, jak i bez niego.
Obowiązkowo rozliczenia dotyczą odbiorców zasilanych z sieci średniego, wysokiego i najwyższego napięcia. Mogą również dotyczyć odbiorców na niskim napięciu, jeżeli spełnione są warunki rozliczania.
Co najczęściej podnosi tg φ?
Typowymi odbiornikami indukcyjnymi są:
- silniki elektryczne,
- transformatory,
- sprężarki,
- pompy,
- część urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych.
Problem może się nasilać, gdy wiele silników pracuje z małym obciążeniem albo instalacja kompensacji jest źle dobrana lub niesprawna.
Jak uniknąć opłat za wysoki tg φ?
Najpierw trzeba potwierdzić problem na fakturach i w pomiarach, a następnie dobrać kompensację do rzeczywistego profilu obiektu.
- Baterie kondensatorów: stosowane do kompensacji nadmiaru energii biernej indukcyjnej.
- Dławiki kompensacyjne: stosowane, gdy występuje energia bierna pojemnościowa, np. przy rozbudowanych instalacjach kablowych, UPS lub dużej liczbie urządzeń energoelektronicznych.
- Kompensatory aktywne: układy elektroniczne reagujące dynamicznie na zmieniający się charakter obciążenia.
- Sterowanie stopniami kompensacji: przy zmiennym poborze pozwala ograniczyć ryzyko przekompensowania.
Nie warto dobierać kompensacji wyłącznie na podstawie jednej miesięcznej faktury. Przy szybkozmiennych obciążeniach potrzebne są pomiary w czasie, ponieważ zbyt duża bateria kondensatorów może spowodować przejście z niedokompensowania do energii biernej pojemnościowej.
Jak szybko sprawdzić problem na fakturze?
Jeżeli faktura pokazuje energię czynną P oraz energię bierną indukcyjną Q, można orientacyjnie policzyć Q/P. Dla przykładu:
- energia czynna: 200 MWh,
- energia bierna indukcyjna: 60 Mvarh,
tg φ = 60 / 200 = 0,30, czyli poniżej typowej wartości 0,4,- przy 100 Mvarh wynik wyniósłby 0,50, czyli powyżej 0,4.
Ostateczną ocenę trzeba oprzeć na warunkach umowy, sposobie kontroli energii biernej i taryfie właściwego OSD.
