Двигатель: как считать
Асинхронный двигатель — главный потребитель реактивной мощности: на холостом ходу он берёт из сети ток I₀ = 30–50 % номинального, почти целиком реактивный, и эта составляющая мало зависит от нагрузки. Индивидуальная компенсация — конденсаторная батарея прямо на зажимах двигателя, включаемая вместе с ним, — снимает реактивный ток со всей питающей линии. Её мощность ограничена сверху: Qc ≤ 0,9·Q₀, где Q₀ = √3·Uн·I₀ — реактивная мощность холостого хода. Если поставить больше, при отключении от сети выбегающий двигатель самовозбуждается от конденсаторов, и напряжение на зажимах может подскочить выше номинального.
Пример: двигатель 30 кВт, 57 А, cos φн 0,86, КПД 92 %, ток холостого хода 36 % (20,5 А): Q₀ = √3 × 400 × 20,5 / 1000 = 14,2 кВАр, предел компенсации 0,9·Q₀ = 12,8 кВАр, стандартная батарея — 12,5 кВАр. При номинальной нагрузке двигатель потребляет 19,3 кВАр; после компенсации остаётся 19,3 − 12,5 кВАр и cos φ растёт с 0,86 до 0,979. Если ток холостого хода неизвестен, калькулятор оценивает его по мощности: 50 % для двигателей до 4 кВт, 42 % до 15 кВт, 36 % до 45 кВт, 30 % до 132 кВт, 25 % выше.
Индивидуальную компенсацию применяют для длительно работающих двигателей от 10–15 кВт (насосы, вентиляторы, компрессоры): конденсатор нужен небольшой, коммутируется контактором двигателя без отдельного регулятора. Не ставят конденсаторы на двигатели с частыми пусками и реверсом, с торможением противовключением, на лифты и краны, а также на двигатели с частотными преобразователями — там реактивную мощность двигателя закрывает сам преобразователь, а конденсаторы на его выходе недопустимы. Для цеха с десятками двигателей выгоднее групповая автоматическая установка.
Индивидуальная компенсация двигателей 1,5–160 кВт (400 В, cos φ 0,85, КПД 90 %)
Ток холостого хода — по ориентировочной доле от номинального; Q₀ = √3·U·I₀; батарея — стандартный номинал не выше 0,9·Q₀; cos φ после — при номинальной нагрузке.
cos φ двигателей и других приёмников
Для сравнения — типовые коэффициенты мощности и компенсация до 0,95 на 100 кВт.
Повышающий (понижающий) коэффициент к тарифу рассчитывается по формуле К = 1 + П − С, где П — составляющая повышения тарифа за потребление (генерацию) реактивной мощности сверх установленных предельных значений коэффициента реактивной мощности; С — составляющая снижения тарифа за участие потребителя по соглашению с сетевой организацией в регулировании реактивной мощности.— Приказ ФСТ России от 31.08.2010 № 219-э/6, п. 3
Как считать и что проверить
- Не превышайте 0,9·Q₀: для двигателя 30 кВт это 12,8 кВАр — берите стандартный номинал снизу (12,5 кВАр).
- I₀ ищите в каталоге двигателя; если нет — оцените по мощности (50 % для маленьких, 25–30 % для крупных) или измерьте на холостом ходу.
- Конденсаторы включайте после контактора двигателя, чтобы они отключались вместе с ним; тепловое реле настройте на ток с учётом компенсации (он станет меньше).
- Двигатели с ЧРП, частыми пусками, реверсом и электрическим торможением индивидуально не компенсируют — только групповая установка на щите.
Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе компенсации; ток и сечение линии после разгрузки проверьте в расчёте падения напряжения, защиту — в расчёте тока короткого замыкания.
- Электроснабжение промышленных предприятий — компенсация реактивной мощности, индивидуальная и групповая, выбор Qc ≤ 0,9·Q₀ для двигателей. Кудрин Б. И.. Интермет Инжиниринг. 2005.
- РТМ 36.18.32.6-92 «Указания по проектированию установок компенсации реактивной мощности в электрических сетях общего назначения промышленных предприятий» — выбор мощности и размещения конденсаторных установок. ВНИПИ Тяжпромэлектропроект. 1992.
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е изд., гл. 5.6 «Конденсаторные установки» — схемы, коммутация, разряд, защита. Минэнерго России. 2003.
- ГОСТ IEC 60831-1-2013 «Конденсаторы шунтирующие силовые самовосстанавливающиеся для систем переменного тока на номинальное напряжение до 1 кВ включительно» — номинальные параметры, перегрузки по току и напряжению. Росстандарт. 2013.
