Мощность УКРМ: как считать
Мощность конденсаторной установки для компенсации реактивной мощности считают по формуле Qc = P·(tg φ₁ − tg φ₂): P — активная мощность нагрузки, tg φ₁ — фактический, tg φ₂ — требуемый коэффициент реактивной мощности. Тангенс получают из cos φ: tg φ = √(1/cos²φ − 1). Для цеха 200 кВт с cos φ 0,72 (tg φ₁ = 0,964) и целью 0,95 (tg φ₂ = 0,329): Qc = 200 × (0,964 − 0,329) = 127 кВАр. Нагрузка сейчас берёт из сети 192,8 кВАр реактивной мощности, после компенсации останется 65,7 кВАр — разницу вырабатывают конденсаторы на месте.
Стандартный ряд установок — 2,5, 5, 10, 12,5, 20, 25, 30, 50, 75, 100, 125, 150, 200… кВАр; берут ближайший номинал снизу, чтобы не перекомпенсировать: 125 кВАр дадут cos φ 0,947, а 150 кВАр — уже 0,978 при остатке 42,8 кВАр (близко к перекомпенсации, при снижении нагрузки уйдёт в ёмкостный режим). Автоматическая установка (АУКРМ) решает это ступенями: 125 кВАр — это 5 × 25 или 10 × 12,5 кВАр, регулятор подключает столько, сколько нужно в данный момент.
Эффект: полная мощность падает с 277,8 до 210,5 кВА, ток в питающей линии — с 401 до 304 А (−24,2 %), потери в кабелях и трансформаторе снижаются на 42,6 % (потери пропорциональны квадрату тока): при потерях 3 % от P это 6 → 3,4 кВт, или 10 214 кВт·ч за 4 000 ч работы в год. Высвобождается 67,3 кВА мощности трансформатора — можно подключить ещё 63,9 кВт нагрузки без замены оборудования. И главное для потребителей от 150 кВт — уход от повышающего коэффициента к тарифу за tg φ выше 0,35 (0,4 кВ).
Коэффициент компенсации kₙ = tg φ₁ − tg φ₂ для типовых целей
Мощность установки — активная мощность, умноженная на kₙ; строка вашего cos φ₁ и столбец цели дают кВАр на каждый кВт.
Подбор УКРМ для нагрузок от 50 до 1 000 кВт при cos φ 0,72 → 0,95
Стандартный номинал снизу, cos φ после него, снижение тока и потерь при 400 В.
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
- Берите P и cos φ по фактическим замерам (анализатор сети, счётчик с профилем) за характерные смены, а не по установленной мощности — иначе установка выйдет вдвое больше нужной.
- Цель компенсации в сети 0,4 кВ — cos φ 0,92–0,95 (tg φ 0,33–0,43); выше 0,97 нет смысла: риск перекомпенсации, а тариф уже не штрафует.
- Ближайший номинал снизу плюс автоматическое регулирование: при переменной нагрузке фиксированная батарея на полную Qc ночью уйдёт в генерацию.
- При доле нелинейной нагрузки (ЧРП, выпрямители, ИБП) больше 15–20 % ставьте установку с расстроенными реакторами (7 или 14 %) — иначе резонанс с гармониками сожжёт конденсаторы.
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.
- Приказ Минэнерго России от 23.06.2015 № 380 «О Порядке расчета значений соотношения потребления активной и реактивной мощности для отдельных энергопринимающих устройств (групп энергопринимающих устройств) потребителей электрической энергии» — предельные tg φ 0,35 / 0,4 / 0,4 / 0,5 по уровням напряжения, минимум 0 в часы малых нагрузок. Минэнерго России. 2015.
- 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.
- Электроснабжение промышленных предприятий — компенсация реактивной мощности, индивидуальная и групповая, выбор Qc ≤ 0,9·Q₀ для двигателей. Кудрин Б. И.. Интермет Инжиниринг. 2005.
- 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.
- Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7-е изд., гл. 5.6 «Конденсаторные установки» — схемы, коммутация, разряд, защита. Минэнерго России. 2003.
