Зачем считают мощность конденсаторной установки

Потребители с индуктивной нагрузкой — асинхронные двигатели, трансформаторы, сварочные аппараты, дроссели ламп — потребляют из сети не только активную, но и реактивную мощность. Активная мощность совершает полезную работу, реактивная расходуется на создание магнитных полей и пользы не приносит. При этом реактивная мощность загружает сеть: увеличивает ток в кабелях, загружает трансформаторы и генераторы, повышает потери.

Отношение активной мощности к полной называется коэффициентом мощности cos φ. Чем он ниже, тем больше реактивная составляющая и тем больше «лишний» ток протекает по сети при той же полезной нагрузке.

Конденсаторная установка компенсирует реактивную мощность: конденсаторы вырабатывают её на месте, и она перестаёт поступать из сети. В результате cos φ растёт, а потребляемый ток снижается. Расчёт мощности установки — это определение того, сколько реактивной мощности нужно скомпенсировать, чтобы получить требуемый cos φ.

Как работает расчёт

Мощность компенсирующего устройства определяется по формуле:

где:

• Q — требуемая мощность конденсаторной установки, квар;
• P — активная (потребляемая) мощность нагрузки, кВт;
• tg φ₁ — тангенс угла, соответствующий существующему cos φ₁;
• tg φ₂ — тангенс угла, соответствующий требуемому cos φ₂.

То есть расчёт отвечает на вопрос: сколько реактивной мощности нужно добавить, чтобы перейти из текущего состояния в целевое. Именно эту формулу реализует калькулятор выше.

Что нужно знать для расчёта

В калькуляторе предусмотрен выбор типа нагрузки — от асинхронных двигателей до электродуговых печей. Это помогает определить текущий cos φ, когда инструментальных замеров нет: для типовых производств известны характерные значения коэффициента мощности.

Какой cos φ считается нормальным

Единого значения для всех объектов нет: нормируемый cos φ зависит от требований электроснабжающей организации и от условий присоединения. Ориентиры, которые применяются на практике:

Что даёт компенсация реактивной мощности

• Снижение тока в сети. При той же активной мощности потребляемый ток падает, а значит уменьшаются потери в кабелях.
• Разгрузка трансформаторов. Освободившаяся мощность может быть использована для подключения новых потребителей без замены трансформатора.
• Уменьшение потерь электроэнергии. Потери в проводниках пропорциональны квадрату тока.
• Стабилизация напряжения. Реактивная мощность, передаваемая по сети, вызывает падение напряжения; компенсация на месте его уменьшает.
• Экономия по тарифу. Устранение надбавок за низкий cos φ и получение скидки за поддержание нормируемого значения.

Как выбрать тип установки

По результату расчёта подбирается конкретная установка. Различают исполнения:

Ключевое различие — способ регулирования. В установках с ручным управлением ступени включаются по необходимости. В автоматических регулирование выполняется контроллером: он измеряет текущий cos φ и подключает или отключает ступени конденсаторов так, чтобы поддерживать заданное значение. Для предприятий с переменной нагрузкой применяются автоматические установки.

Что учитывается при подборе

• Расчётная мощность Q — результат расчёта выше.
• Напряжение сети — 0,4 кВ.
• Способ регулирования — ручное или автоматическое.
• Число ступеней — определяется диапазоном изменения нагрузки: для постоянной нагрузки достаточно нескольких ступеней, при резких изменениях их требуется больше.
• Наличие высших гармоник. Если нелинейная нагрузка значительна, применяются установки с фильтрами или реакторами — иначе гармоники повреждают конденсаторы.
• Условия размещения — отапливаемое помещение или улица, доступная площадь.

Что нужно для точного расчёта и подбора

Калькулятор на этой странице даёт предварительную оценку мощности по введённым параметрам. Для подбора конкретной установки направьте:

• активную мощность нагрузки, кВт;
• текущий cos φ — из замеров, показаний счётчика реактивной энергии или по типу нагрузки;
• требуемый cos φ по техническим условиям;
• напряжение сети и её схему;
• график нагрузки — постоянная она или меняется в течение суток;
• состав нелинейной нагрузки: преобразователи частоты, источники питания, дуговые печи;
• условия размещения установки.

Компания «НПО Промэлектроавтоматика» выполняет расчёт реактивной мощности, подбор и поставку конденсаторных установок, а также их монтаж и пусконаладку. Если нужна помощь с расчётом — направьте параметры объекта, специалист выполнит проверочный расчёт и подберёт установку из каталога.