cos φ, кВт, кВАр, УКРМ и конденсаторная батарея

Калькулятор реактивной мощности и компенсации cos φ

Рассчитайте исходную реактивную и полную мощность, требуемую компенсацию Qc, ток до и после коррекции коэффициента мощности, эквивалентную ёмкость конденсаторов и риск перекомпенсации при малой нагрузке. Для трёхфазной сети доступны соединения конденсаторов «треугольник» и «звезда».

Что рассчитывается и где заканчивается предварительный подбор

Qc = P × (tg φ₁ − tg φ₂). Это базовый расчёт требуемой реактивной мощности батареи.
Ток до и после. Показывает, насколько компенсация разгружает кабель, аппарат и источник по току при той же активной мощности.
Ёмкость конденсаторов. Для 3-фазной батареи отдельно считается ёмкость одной ветви при Δ и одной фазы при Y.
Малая нагрузка. Если указать минимальную активную мощность, калькулятор проверит, не станет ли фиксированная батарея перекомпенсировать объект.
Гармоники и резонанс. Если есть частотники, ИБП, выпрямители или заметные гармоники, обычный подбор только по кВАр недостаточен. Опционально можно оценить порядок параллельного резонанса по мощности КЗ в точке подключения.

1. Исходная нагрузка

Способ задания исходного режима Активная мощность P кВт Используйте фактическую электрическую активную мощность нагрузки. Текущий cos φ₁ Целевой cos φ₂ Полная компенсация до 1,00 обычно не нужна: оставляйте запас от перекомпенсации.

2. Сеть и конденсаторная батарея

Система Напряжение В Для 3 фаз — линейное напряжение L-L. Частота Соединение конденсаторов Для низковольтных 3-фазных батарей часто применяется Δ; проверяйте конкретное оборудование.

Характер нагрузки Минимальная активная нагрузка кВт Необязательно. Нужна для проверки фиксированной батареи на перекомпенсацию. Нелинейные нагрузки / гармоники

3. Дополнительная проверка резонанса

Ток трёхфазного КЗ в точке подключения кА Необязательно. Если известен ток КЗ, калькулятор оценит S_sc и порядок параллельного резонанса. Или мощность КЗ S_sc МВА Если заполнено, имеет приоритет над током КЗ.

Это только ориентир Формула h ≈ √(Ssc/Qc) помогает увидеть потенциально опасную близость к низшим гармоникам, но не заменяет частотный расчёт сети и измерение THD.

Мощности и ток до/после компенсации

Параметр	До	После	Изменение

Эквивалентная конденсаторная батарея

Ближайшие типовые мощности

Это справочный ряд для ориентира, а не каталог конкретного производителя. Номинал и ступени выбирают по фактическому профилю нагрузки.

Что будет с фиксированной батареей на малой нагрузке

Предварительная оценка резонанса

Практические ограничения

Результат — предварительный инженерный расчёт. Перед установкой УКРМ/КРМ нужны измерения нагрузки и качества электроэнергии, проверка гармоник, коммутационной аппаратуры, кабелей, защиты, вентиляции и требований производителя батареи/реакторов.

Формулы и ограничения расчёта

Требуемая мощность компенсации определяется как Qc = P × (tg φ₁ − tg φ₂). Именно эту формулу используют ABB и производители УКРМ. При этом целевой cos φ не следует автоматически принимать равным 1,00: при меняющейся нагрузке фиксированная батарея может перейти в перекомпенсацию.

Для трёхфазной батареи ёмкость одной ветви при соединении Δ определяется из Qc = 3 · 2πf · C · U², а для Y — из Qc = 2πf · C · U². При той же реактивной мощности ёмкость каждой фазы в звезде получается примерно втрое больше, чем ветви в треугольнике.

Если в сети есть преобразователи частоты, ИБП, выпрямители и другие нелинейные нагрузки, конденсаторы могут взаимодействовать с индуктивностью сети и усиливать гармоники. ABB рекомендует применять реакторы в сетях с гармоническими искажениями, а Circutor отдельно подчёркивает необходимость учитывать мощность КЗ и фактический спектр гармоник при выборе detuned-фильтра.

Источники: ABB Power factor correction and harmonic filtering, ABB PFC capacitor manual, Circutor о detuned filters.

На Electrikman.ru также есть отдельный материал о конденсаторах и УКРМ во ВРУ МКД.