KWALIFIKACJA ELE5 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 7.
Na rysunku przedstawiono schemat układu pracy grupy silników trójfazowych w zakładzie przemysłowym. Zmiana wartości pojemności baterii kondensatorów C powoduje zmianę
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny układu pracy grupy silników trójfazowych w zakładzie przemysłowym.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zmiana pojemności baterii kondensatorów w sieci z silnikami (obciążenie indukcyjne) zmienia ilość mocy biernej kompensowanej przez kondensatory.
W efekcie zmienia się moc bierna pobierana z sieci przez cały układ (a pośrednio cos φ i prądy w liniach), natomiast nie zmienia to częstotliwości ani prędkości silników.

Pełne wyjaśnienie:

Bateria kondensatorów w układzie z wieloma silnikami trójfazowymi pełni typową funkcję kompensacji mocy biernej. Silniki indukcyjne do wytworzenia pola magnetycznego potrzebują składowej prądu opóźnionej w fazie względem napięcia, co oznacza pobór mocy biernej indukcyjnej z sieci. Dołączenie kondensatorów (o charakterze pojemnościowym) powoduje wytworzenie mocy biernej o przeciwnym znaku, dzięki czemu część mocy biernej "krąży" lokalnie między odbiornikiem a kondensatorami.

Dlatego odpowiedź "mocy biernej pobieranej przez układ." jest poprawna: zmieniając pojemność C (lub liczbę załączonych stopni baterii), zmieniamy wartość mocy biernej dostarczanej przez kondensatory, a więc i wynikowy bilans mocy biernej widziany od strony zasilania. W praktyce przekłada się to na poprawę (lub pogorszenie przy złym doborze) współczynnika mocy cos φ oraz na poziom prądów w przewodach zasilających.

  • "prądu rozruchowego silników." – prąd rozruchowy zależy głównie od konstrukcji silnika, napięcia zasilania i sposobu rozruchu (bezpośredni, gwiazda–trójkąt, softstart, falownik). Bateria do kompensacji nie jest elementem sterującym rozruchem; może wpływać na warunki sieciowe pośrednio, ale nie jest to podstawowy i jednoznaczny skutek zmiany C.
  • "częstotliwości napięcia w układzie." – częstotliwość w sieci jest narzucona przez źródło zasilania (system elektroenergetyczny lub przekształtnik). Zmiana pojemności w odbiorze nie zmienia częstotliwości źródła.
  • "prędkości obrotowej silników." – prędkość silnika asynchronicznego zależy przede wszystkim od częstotliwości zasilania i liczby par biegunów (oraz poślizgu zależnego od obciążenia). Sama zmiana pojemności baterii kondensatorów nie zmienia częstotliwości zasilania, więc nie jest bezpośrednią przyczyną zmiany prędkości.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniu pojawia się bateria kondensatorów przy wielu silnikach, najczęściej sprawdzana jest umiejętność rozpoznania, że dotyczy to mocy biernej i cos φ, a nie parametrów źródła (częstotliwość) ani parametrów mechanicznych napędu (prędkość).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moc bierna to część mocy w prądzie przemiennym związana z wytwarzaniem pola magnetycznego i elektrycznego, która nie zamienia się bezpośrednio na pracę użyteczną. Silniki indukcyjne zwykle pobierają moc bierną indukcyjną, co obniża cos φ i zwiększa prądy w sieci.
Bateria kondensatorów wytwarza moc bierną pojemnościową o przeciwnym znaku niż moc bierna pobierana przez obciążenia indukcyjne. Dzięki temu zmniejsza się zapotrzebowanie na moc bierną pobieraną z sieci, poprawia się cos φ i często spada prąd obciążenia linii zasilającej.
Moc bierna wytwarzana przez kondensator zależy od jego pojemności i warunków pracy w sieci AC. Zwiększenie pojemności oznacza większą "zdolność" do wytwarzania mocy biernej pojemnościowej, więc bilans mocy biernej widziany od strony zasilania ulega zmianie.
Nie. Częstotliwość jest ustalana przez źródło zasilania (system elektroenergetyczny lub przekształtnik). Elementy odbiorcze, takie jak kondensatory, mogą zmieniać przepływy mocy i prądy, ale nie "przestawiają" częstotliwości napięcia w typowej sieci zasilającej.
Bezpośrednio nie. Prędkość silnika asynchronicznego zależy głównie od częstotliwości zasilania i liczby biegunów, a pośrednio od obciążenia (poślizgu). Kompensacja poprawia warunki energetyczne (cos φ), ale nie jest mechanizmem regulacji prędkości.
Najczęściej obserwuje się niski cos φ, większe prądy w przewodach, większe spadki napięcia przy obciążeniu oraz wyższe obciążenie transformatorów i aparatów łączeniowych. W zakładach przemysłowych może to skutkować koniecznością zwiększania mocy przyłączeniowej lub dodatkowymi opłatami za energię bierną.
Sygnałem są słowa: "bateria kondensatorów", "kompensacja", "cos φ", "moc bierna" oraz obecność odbiorników indukcyjnych (silniki, transformatory). W takich pytaniach zwykle sprawdza się związek kondensatorów z bilansem mocy biernej, a nie z częstotliwością czy prędkością.
Nadkompensacja występuje, gdy kondensatory wytwarzają zbyt dużo mocy biernej pojemnościowej w stosunku do zapotrzebowania odbiorników. Może to prowadzić do niepożądanego wzrostu napięcia, pracy z cos φ "pojemnościowym" oraz problemów z automatyką kompensacji. Dlatego baterie często mają stopnie i regulator.
Najczęściej jest to regulator mocy biernej (automatyka kompensacji), który na podstawie pomiaru cos φ lub mocy biernej załącza i wyłącza kolejne stopnie kondensatorów. Utrzymuje w ten sposób zadany poziom kompensacji mimo zmian obciążenia silnikami.
Typowo w rozdzielnicy głównej, na szynach zasilających część instalacji lub lokalnie przy grupie odbiorników. Wybór miejsca zależy od celu (kompensacja globalna lub lokalna) i od tego, gdzie chcemy ograniczyć przepływ mocy biernej oraz spadki napięć w przewodach.
info

Około 47% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Moc bierna" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Moc_bierna (dostęp: 2026-03-05)
  • Wikipedia: "Kompensacja mocy biernej" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Kompensacja_mocy_biernej (dostęp: 2026-03-05)
  • IEC 60831-1:2014, Shunt power capacitors of the self-healing type for AC systems having a rated voltage up to and including 1 000 V – Part 1: General (zakres: zastosowanie kondensatorów do kompensacji w sieciach AC)

Materiały:

  • Podręczniki/kompendia z elektrotechniki i energoelektroniki dotyczące mocy w obwodach AC oraz współczynnika mocy
  • Materiały dydaktyczne o kompensacji mocy biernej i doborze baterii kondensatorów w sieciach nN/SN
  • Karty katalogowe baterii kondensatorów i regulatorów mocy biernej (zasady stopniowania, warunki pracy)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego