cos φ приёмников: как считать
Коэффициент мощности приёмника определяется его устройством: индуктивные — двигатели, трансформаторы, дроссели, индукционные печи — потребляют реактивную мощность и имеют cos φ ниже единицы; активные — нагрев сопротивлением, лампы накаливания — cos φ = 1; электронные с корректором коэффициента мощности — 0,95–0,99. Асинхронный двигатель при номинальной нагрузке даёт 0,8–0,9, при половинной — около 0,7, на холостом ходу — 0,2–0,3: реактивная составляющая тока почти не зависит от нагрузки, а активная падает вместе с ней, поэтому недогруженные двигатели — главная причина низкого cos φ на предприятиях.
Худшие приёмники — сварочные трансформаторы (0,4–0,55), индукционные печи промышленной частоты (0,2–0,5), люминесцентные и газоразрядные лампы с электромагнитными ПРА без компенсирующих конденсаторов (0,5–0,6), металлорежущие станки с большой долей холостого хода (0,5–0,65). Их компенсируют индивидуально или на групповых щитах; для сварки и печей нужны установки, стойкие к гармоникам. Лучшие — частотно-регулируемые приводы (0,95–0,98 на входе), ИБП и серверы с активным ККМ (0,95–0,99), светодиодные светильники с ККМ (0,9–0,98) — но они вносят гармоники, и компенсация уступает место фильтрации.
Таблица типовых значений — ориентир для предпроектной оценки: калькулятор считает tg φ и мощность компенсации до 0,95 на 100 кВт для каждого типа (для сварочного трансформатора — 140 кВАр на 100 кВт, для люминесцентного освещения — 120, для двигателя при полной нагрузке — 29). Для проекта берут фактические замеры или паспортные данные: у двигателей одной мощности cos φ различается на 0,05–0,1 в зависимости от класса энергоэффективности и частоты вращения (тихоходные — хуже).
Типовые коэффициенты мощности электроприёмников
Ориентировочные значения по справочникам и практике проектирования; для проекта — паспортные данные и замеры.
cos φ → tg φ и компенсация до 0,95
Реактивная мощность на 100 кВт активной и нужная компенсация.
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
- Недогруженный двигатель — cos φ 0,5–0,7 вместо паспортных 0,85: сначала проверьте загрузку (клещами по току) и замените избыточные двигатели, потом компенсируйте.
- Сварочные трансформаторы и индукционные печи компенсируют отдельными установками с реакторами — вместе с общей АУКРМ они дают резонансы.
- Освещение с ЭмПРА без конденсаторов — cos φ 0,5–0,6: проще заменить светильники на LED с ККМ, чем ставить УКРМ.
- ЧРП и ИБП реактивную мощность почти не потребляют, но искажают ток — для них нужен анализ гармоник, а не компенсация.
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.
- 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.
