Калькулятор компенсации реактивной мощности

1Нагрузка

Где ставим установку

Чаще всего — на шинах 0,4 кВ ТП: так разгружаются и трансформатор, и сеть 10 кВ. На 6–10 кВ компенсируют крупные двигатели и целые ГПП.

Активная мощность PкВт

20 кВт10000 кВт

Расчётная получасовая максимальная нагрузка.

Реактивная задаётся

Текущий cos φ

0.4 0.99

По счётчику: cos φ = Wа/√(Wа² + Wр²) за месяц.

Реактивная мощность Qквар

5 квар15000 квар

2Цель и установка

Целевое значение

Предельный tg φ: 0,35 для сетей до 1 кВ, 0,4 — для 6–20 кВ.

Целевой cos φ

0.85 1

Доля нелинейной нагрузки

Частотные преобразователи, выпрямители, сварка, светодиодные драйверы. От неё зависит, нужны ли антирезонансные дроссели.

Ступень регулирования

Меньше ступень — точнее держится cos φ при изменении нагрузки, но дороже установка.

Ступень регулирования

3Экономика

Нагрузочные потери выше точки установки%

1 %10 %

Нагрузочные потери (без холостого хода) в трансформаторе и питающей сети до шин, на которые ставится УКРМ, при текущем cos φ, в процентах от P — обычно 2–5 %. Потери в кабелях от шин к приёмникам компенсация на шинах не снижает.

Время использования максимумач/год

1500 ч/год8000 ч/год

Тариф на электроэнергию₽/кВт·ч

2 ₽/кВт·ч15 ₽/кВт·ч

активная Pреактивная QУКРМ и полная S

Треугольник перестраивается плавно: пунктир — до компенсации, сплошные линии — после.

Считаем…

Проверки по нормамиспользование

Нужен точный расчёт?

Расчёт оценочный — перед проектом проверьте

Нагрузка симметричная, синусоидальная составляющая, напряжение номинальное. Экономия посчитана по снижению нагрузочных потерь выше точки установки за вычетом собственных потерь УКРМ (0,4 кВ — 2 Вт/квар, с дросселями 6 Вт/квар; 6–10 кВ — 1 и 3 Вт/квар) за время Tmax, без платы за реактивную энергию. Предельный tg φ принят по напряжению точки установки. Ряд УКРМ — типовой; точную комплектацию и ступени даёт завод-изготовитель. Для проектной и рабочей документации расчёт выполняется заново в специализированном ПО, с полной расчётной схемой и сочетаниями нагрузок. Нормативы указаны справочно — сверяйте действующую редакцию.

Формулы и нормативы

Как считает калькулятор

Мощность установки — по разности tg φ до и после компенсации, эффект — по снижению полной мощности и тока.

Приказ Минэнерго России № 380, прил.

Мощность компенсации

Q_к = P·(tg φ₁ − tg φ₂)

tg φ₁ — текущий, tg φ₂ — целевой. Установка выбирается из ряда ближайшей бо́льшей, кратной ступени регулирования, но не больше всей реактивной нагрузки.

Приказ Минэнерго России от 23.06.2015 № 380

Предельный tg φ

tg φ_пред = 0,35 (ниже 1 кВ) · 0,4 (1–20 кВ)

Значения соотношения активной и реактивной мощности, которые сетевая организация указывает в технических условиях и договоре.

Тригонометрия треугольника мощностей

Связь cos φ и tg φ

tg φ = √(1 − cos²φ) / cos φ

cos φ = 0,944 соответствует tg φ = 0,35, cos φ = 0,928 — tg φ = 0,4.

ПУЭ 7, гл. 5.6

Снижение тока и разгрузка

S = √(P² + (Q − Q_к)²) · I = S / (√3·U)

Разница полной мощности до и после — это кВА, на которые разгружается трансформатор и питающая сеть.

Методика расчёта потерь в сетях

Снижение потерь

ΔP₂ = ΔP₁·(S₂ / S₁)² · ΔW = (ΔP₁ − ΔP₂)·τ

Нагрузочные потери выше точки установки пропорциональны квадрату тока. τ = (0,124 + T_max/10⁴)²·8760 — время наибольших потерь. Из экономии вычитаются собственные потери УКРМ: Δp_к·Q_к·T_max.

ГОСТ 32144-2013; рекомендации изготовителей УКРМ

Антирезонансные дроссели

f_р = 50 / √p · U_C = U / (1 − p)

При p = 7 % резонанс настроен на 189 Гц — ниже 5-й гармоники; p = 14 % (134 Гц) — если в сети есть 3-я гармоника. Напряжение на конденсаторах растёт, поэтому их берут на 440–480 В.

Четыре шага

Как пользоваться

01Задайте нагрузку

Активную мощность и текущий cos φ или реактивную мощность по счётчику.

02Выберите цель

Предельный tg φ по приказу № 380 для вашего напряжения или свой cos φ.

03Уточните установку

Долю нелинейной нагрузки и ступень регулирования.

04Проверьте результат

Мощность УКРМ, новый cos φ, снижение тока и потерь, экономию. Таблица сравнит соседние типоразмеры.

Частое

Вопросы и ответы

Все калькуляторы

Как рассчитать мощность конденсаторной установки?

Qк = P·(tg φ1 − tg φ2), где P — активная мощность, tg φ1 — по текущему cos φ, tg φ2 — целевой. Например, для 400 кВт при cos φ = 0,75 (tg 0,882) до tg 0,35 нужно 400·0,532 = 213 квар, из ряда берётся установка 225 квар.

Какой tg φ требует сетевая организация?

Приказ Минэнерго России № 380 устанавливает предельный tg φ 0,35 для присоединения к сети ниже 1 кВ и 0,4 для сетей 1–20 кВ. Конкретное значение записывают в технических условиях и договоре.

Когда нужны дроссели в конденсаторной установке?

Если заметная доля нагрузки нелинейная — частотные преобразователи, выпрямители, сварка, мощные светодиодные драйверы. Без дросселей конденсаторы вместе с индуктивностью сети могут войти в резонанс на 5-й или 7-й гармонике, перегреться и выйти из строя.

Как выбрать ступень регулирования?

Чем меньше ступень, тем точнее автоматика держит cos φ при меняющейся нагрузке. Обычно установку делят на 6–12 ступеней: для 150–300 квар — ступень 25 квар, для 400–600 квар — 50 квар.

Что даст компенсация кроме выполнения ТУ?

Снижается ток в трансформаторе и питающей сети выше точки установки, а с ним — нагрузочные потери, нагрев и падение напряжения. Освободившуюся мощность трансформатора можно отдать под новое оборудование без его замены.

Можно ли перекомпенсировать сеть?

Да, если конденсаторов больше, чем реактивная нагрузка, — cos φ становится опережающим, растёт напряжение, а сетевая организация может выставить требования. Поэтому установку делают регулируемой и не берут мощность больше всей реактивной нагрузки.

Смета и срок

Нужен проект УКРМ или ТП — выполним

Проведём замеры или расчёт реактивной нагрузки, подберём УКРМ с учётом гармоник, выполним схемы подключения и проект электроснабжения с компенсацией.

Расчёт нагрузок, выбор УКРМ и места установки
Однолинейные схемы, спецификации и опросные листы
Работаем по договору подряда, цена фиксируется до начала работ

Другие калькуляторы и услуги

Смежные расчёты по тем же нормам — и проект, если нужен готовый раздел.

Калькулятор мощности трансформатораВыбор числа и мощности трансформаторов 10(6)/0Калькулятор потерь в линииПотеря напряжения и потери мощности в кабеле, СИП и ВЛ 0,23–10 кВКалькулятор сечения кабеляПодбор по длительно допустимому токуКалькулятор сечения шинПодбор шин по длительному токуПроектная и рабочая документацияРазделы АР, КР, КМ, ЭОМ, ОВиК, ВК — стадии П и РВсе инженерные калькуляторы33 расчёта по разделам

InnoQuestSolutions