Как устроен расчёт компенсации
Компенсация реактивной мощности решает три задачи: снять повышающий коэффициент к тарифу на передачу (для потребителей с максимальной мощностью от 150 кВт при tg φ выше предела приказа № 380), снизить ток и потери в собственной сети и разгрузить трансформатор и кабели. Основа расчёта — Qc = P·(tg φ₁ − tg φ₂): активная мощность, умноженная на разность тангенсов фактического и требуемого угла. Для цеха 200 кВт с cos φ 0,72 (tg φ 0,964) и целью 0,95 (tg φ 0,329) это 127 кВАр — ближайший стандартный номинал снизу 125 кВАр даёт cos φ 0,947.
Нормативная рамка: приказ Минэнерго России от 23.06.2015 № 380 — предельные tg φ 0,35 (0,4 кВ), 0,4 (6–35 кВ), 0,5 (110 кВ) в часы больших нагрузок и 0 в часы малых (генерация запрещена); п. 14 Правил недискриминационного доступа (ПП № 861) — обязанность соблюдать соотношение для потребителей от 150 кВт; приказ ФСТ от 31.08.2010 № 219-э/6 — К = 1 + П − С с составляющей повышения П = 0,2·(tg φф − tg φп)·d к ставке на содержание сетей. Потребитель с tg φф 0,867 на 0,4 кВ платит на 10,3 % больше за передачу — при 180 тыс. ₽ в месяц это 18,6 тыс. ₽, за год 223 тыс. ₽.
Режимы инструмента: мощность УКРМ с подбором номинала и оценкой эффекта; перевод cos φ ↔ tg φ с таблицей коэффициентов; конденсатор для двигателя по току холостого хода; норматив и повышающий коэффициент по показаниям счётчиков с доплатой в рублях; ступени автоматической установки; потери, ток и высвобожденная мощность трансформатора; типовые cos φ электроприёмников. Формулы — с номерами документов, чтобы результат можно было вложить в проект или письмо сетевой организации.
Коэффициент компенсации kₙ для типовых целей
Мощность установки Qc = P·kₙ, где kₙ = tg φ₁ − tg φ₂: строка — фактический cos φ, столбец — цель.
Подбор стандартной установки по мощности нагрузки
При cos φ 0,72 → 0,95 и 400 В: расчётная Qc, ближайший номинал снизу, cos φ после него и эффект в токе и потерях.
Нормативы tg φ и повышающий коэффициент
Приказ Минэнерго № 380 задаёт пределы по напряжению в точке поставки; приказ ФСТ № 219-э/6 — коэффициент к ставке на содержание сетей за превышение.
Типовые cos φ электроприёмников
Ориентир для предпроектной оценки; для проекта — паспортные данные и замеры.
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
- Считайте по фактическим P и cos φ (замеры или счётчик: tg φ = Wр/Wа), а не по установленной мощности — иначе установка будет вдвое больше нужной и уйдёт в перекомпенсацию.
- Цель в сети 0,4 кВ — cos φ 0,92–0,95: норматив tg φ 0,35 (cos φ 0,944) с запасом, без риска генерации ночью.
- Автоматическая установка со ступенями 10–20 % от Qc для переменной нагрузки; фиксированные батареи — только на двигатели (≤ 0,9·Q₀) и постоянную нагрузку.
- При нелинейной нагрузке больше 15–20 % — установка с расстроенными реакторами (7 или 14 %), конденсаторы на 440 В.
Каждый режим разобран на своей странице: мощность УКРМ, cos φ ↔ tg φ, двигатель, норматив tg φ, надбавка к тарифу, ступени, потери и ток, с 0,7 до 0,95, cos φ приёмников.
- 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.
- Приказ ФСТ России от 31.08.2010 № 219-э/6 «Об утверждении Методических указаний по расчету повышающих (понижающих) коэффициентов к тарифам на услуги по передаче электрической энергии в зависимости от соотношения потребления активной и реактивной мощности…» — К = 1 + П − С, составляющая повышения с коэффициентом 0,2. ФСТ России. 2010.
- Постановление Правительства РФ от 27.12.2004 № 861 «Правила недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии…» — п. 14: обязанность потребителей с максимальной мощностью не менее 150 кВт соблюдать соотношение активной и реактивной мощности. Правительство РФ. 2004.
- 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.
- 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.
- Электроснабжение промышленных предприятий — компенсация реактивной мощности, индивидуальная и групповая, выбор Qc ≤ 0,9·Q₀ для двигателей. Кудрин Б. И.. Интермет Инжиниринг. 2005.
