Появление реактивной мощности (Q) в промышленных системах нередко приводит к дополнительными материальными и энергетическими затратами. Решить проблему призваны компенсирующие установки. Однако каждая модель должна решать определенный круг задач. Соответственно, произвести расчет реактивной мощности позволяет только комплексный подход, учитывающий ряд факторов.
Реактивная мощность — показатель, характеризующий способность элементов системы аккумулировать или отдавать электроэнергию. Чем выше процент индуктивных нагрузок, тем выше энергия, возвращающаяся к генераторам и трансформаторам, что приводит к перегрузкам, перегреву и уменьшению КПД силовых установок. Избыточная электроэнергия снижает пропускную способность системы.
Для определения уровня Q используется такой показатель, как cos φ. Это коэффициент, отражающий отношение активной и полной мощности. Определив его значение, можно произвести расчет компенсации реактивной мощности, необходимой для проектирования наиболее эффективной КРМ. Для удобства расчета устройства компенсации реактивной мощности используется специальная таблица. Ключевыми параметрами в данном случае выступают реальный и требуемый cos φ. Они позволяют определить коэффициент k, через который найти мощность соответствующей установки.
Суммарную мощность КРМ можно подсчитать по формуле:
Qc = P x (tg(ф1)-tg(ф2)),
где Р – потребляемая активная мощность;
Qс – требуемая емкостная мощность;
а разница tg(ф1) и tg(ф2) зависит от значений cos(ф1) и cos(ф2);
cos(ф1) – фактический коэффициент мощности (до установки КРМ);
cos(ф2) – требуемый коэффициент (после монтажа компенсирующего Q оборудования).
Из вышесказанного можно вывести следующую формулу:
Qc = P x K,
где k – определенный по таблице коэффициент.
Реактивная мощность возникает локально, в системах с высоким процентом силовых установок, электродвигателей и других источников нелинейных нагрузок. В большинстве случаев напряжение системы мгновенно реагирует на повышение Q, что затрудняет передачу реактивной мощности на большие расстояния. Следовательно, для компенсации этого фактора предпочтительны локальные КРМ, блокирующие Q на локальном уровне, что обязательно учитывать при расчете конденсаторной установки любого типа. Вне зависимости от модели КРМ должна предотвращать распространение реактивной мощности и появление гармоник высшего порядка.
На распространение и уровень Q влияют не только конфигурация системы, но и эксплуатационный режим электрооборудования. Чем выше напряжение в сети и вероятность сбоев, тем сложнее и эффективнее потребуется установка.
В системах с нестабильным сетевым напряжением для компенсации реактивной мощности используются превентивные и корректирующие установки. В первом случае расчет мощности конденсаторной установки осуществляет заранее, еще до того, как проявится нестабильность системы. Во втором — после аварийного снижения напряжения. Корректировка осуществляется за счет коммутации компенсирующих реакторов, распределения параметров вторичной цепи и ряда других методов.
