Что такое компенсация коэффициента мощности?
Коэффициент мощности (cos φ) показывает, насколько эффективно электроэнергия преобразуется в полезную работу. Низкий cos φ означает, что из сети потребляется больше реактивной мощности — растут ток, потери в линиях, а энергоснабжающая компания нередко начисляет штрафы за низкий коэффициент мощности. Компенсация заключается в установке конденсаторов, которые вырабатывают реактивную мощность непосредственно на месте, поднимая cos φ ближе к единице и снижая потребляемую полную мощность.
Как пользоваться калькулятором
Введите активную мощность (кВт), текущий (измеренный) коэффициент мощности, целевой cos φ, к которому хотите прийти, а также напряжение и частоту сети. Калькулятор покажет реактивную мощность (кВАр), которую должна выдавать конденсаторная батарея, и соответствующую ёмкость в микрофарадах.
Разбор формулы
Необходимая реактивная компенсация рассчитывается так:
$$Q_C = P\left(\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2\right)$$ где \(\varphi = \arccos(\cos\varphi)\).
Зная Qc (в ВАр), ёмкость для однофазной сети находят по формуле:
$$C = \frac{Q_C}{2\pi \cdot f \cdot V^{2}}$$
Здесь \(f\) — частота сети в Гц, а \(V\) — напряжение сети в вольтах.
Пример расчёта
Нагрузка 100 кВт с cos φ 0,70 нужно скорректировать до 0,95 в сети 400 В, 50 Гц:
\(\tan(\arccos 0{,}70) = 1{,}0202\), \(\tan(\arccos 0{,}95) = 0{,}3287\). $$Q_C = 100 \times (1{,}0202 - 0{,}3287) = 69{,}15 \text{ кВАр}$$ $$C = \frac{69\,152}{2\pi \times 50 \times 400^{2}} = 0{,}001376 \text{ Ф} \approx 1375{,}7 \text{ мкФ}$$
Частые вопросы
Почему не довести cos φ до 1,0? Чрезмерная компенсация приводит к опережающему коэффициенту мощности и повышению напряжения; энергоснабжающие компании обычно требуют значение около 0,95.
Это для однофазной или трёхфазной сети? Приведённая формула ёмкости — однофазный эквивалент для указанного напряжения V. Для трёхфазной сети разделите Qc на 3 (на фазу) и используйте фазное напряжение.
В каких единицах ведётся расчёт? Мощность — в кВт, напряжение — в вольтах, частота — в Гц; результаты — в кВАр и мкФ.
