Компенсация реактивной мощности статическими конденсаторами на промышленных предприятиях позволяет минимизировать потери активной мощности. После установки оборудования этот показатель составляет около 0,3–0,45 кВт на 100 квар. Статические конденсаторы имеют небольшой вес, поэтому их можно монтировать без устройства основательного фундамента. В оборудовании отсутствуют вращающиеся части, а эксплуатация статических конденсаторных установок обходится дешевле по сравнению с другими компенсирующими устройствами. Перед выбором оборудования необходимо выполнить расчет компенсации реактивной мощности с учетом параметров электрической сети.
Реактивная мощность до и после компенсации, отдаваемая установкой КРМ Q1 и Q2, определяется по формуле:
Q = Q1 − Q2
Активная мощность, потребляемая компенсирующим устройством из сети, рассчитывается по формуле:
Pk = P2 − P1
Чтобы определить необходимую мощность конденсаторных батарей, используется формула:
Qк = P × (tg φ1 − tg φ2)
Конденсатор для компенсации реактивной мощности целесообразно устанавливать на цеховых или общезаводских трансформаторных подстанциях. Чем ближе устройство расположено к приемнику реактивной энергии, тем эффективнее происходит разгрузка энергосистемы от реактивного тока.
Чтобы подобрать конденсаторную батарею необходимой мощности, следует использовать формулу:
Q = Pa × (tg φ1 − tg φ2) — реактивная мощность установки КРМ, кВАр.
Также применяется формула:
Q = Pa × K, где:
Активная мощность рассчитывается по формуле:
Pa = S × cos φ, где:
Значения tg φ1 и tg φ2 согласуются со значениями cos φ, приведенными в таблице.
Ниже представлена таблица определения реактивной мощности КРМ, необходимой для достижения заданного значения cos φ.
Расчет конденсатора для компенсации реактивной мощности начинается с определения мощности, которую необходимо компенсировать. Для этого выполняется замер активной и реактивной мощности в электрической системе. Затем определяется угол сдвига фаз между током и напряжением, после чего рассчитывается требуемый коэффициент компенсации. На основании полученных данных и приведенных выше формул определяется необходимая емкость и мощность установки КРМ.
Правильно выполненный расчет компенсации реактивной мощности позволяет подобрать конденсаторную установку с подходящими характеристиками, снизить нагрузку на сеть и избежать недостаточной или избыточной компенсации.
Рассмотрим пример расчета компенсации реактивной мощности для предприятия с активной нагрузкой 500 кВт. Допустим, исходный коэффициент мощности составляет cos φ1 = 0,75, а после компенсации его необходимо повысить до cos φ2 = 0,95. Для этих значений tg φ1 приблизительно равен 0,88, а tg φ2 — 0,33. Подставляем данные в формулу: Qк = 500 × (0,88 − 0,33) = 275 кВАр. Следовательно, для данного объекта требуется конденсаторная установка мощностью около 275 кВАр. При выборе оборудования обычно принимают ближайшее стандартное значение с учетом режима нагрузки, поэтому может быть установлена КРМ мощностью 300 кВАр. Окончательный подбор следует выполнять по результатам измерений параметров электросети и с учетом наличия высших гармоник.
