Компенсация реактивной мощности

При нормальных рабочих условиях некоторые виды электрического оборудования (электромоторы, сварочные аппараты, люминесцентные светильники) потребляют из сети не только активную, но и реактивную энергию. С точки зрения физики, это необходимо для обеспечения правильного функционирования этих видов оборудования. Однако, результирующая обоих типов энергии нагружает передающие сети. Поэтому необходимо подсоединить к потребителю правильно подобранный конденсатор, который будет создавать реактивную энергию непосредственно у потребителя. Таким образом уменьшится величина реактивной энергии, передаваемой по сети. Такое решение называют компенсацией реактивной энергии.
Качество компенсации характеризуется коэффициентом cosφ, который представляет собой соотношение между активной и мнимой мощностью. В идеальном состоянии cosφ = 1. На потребителя в ЧР накладывается штрафная санкция при значении коэффициента меньше 0,95.
Применяются следующие виды компенсации:
Индивидуальная, групповая и центральная. При индивидуальной компенсации конденсатор подключается непосредственно к потребителю. Групповая и центральная компенсации подходят для более развёрнутых электрических систем с переменной нагрузкой. Включение конденсаторов регулируется микропроцессорным регулятором, который обеспечивает достижение оптимального значения коэффициента мощности.
Реактивная мощность, необходимая для достижения требуемого коэффициента:
 Qk = Р х (tgarcos φ1 - tgarcos φ2)
Qk - реактивная мощность требуемого компенсационного конденсатора
Р - активная мощность потребителя
cos φ1 - исходный коэффициент мощности
cos φ2 - итоговый коэффициент мощности
Развитие полупроводниковой технологии оказывает негативное влияние на сеть переменного тока. Отбор реактивной энергии с несинусоидальным изменением тока приводит к искажению синусоидальной формы тока сети. Искажение можно выразить содержанием высших гармоник. Наличие гармоник приводит к повышению тока конденсатора, так как его импеданс падает с повышением частоты. В результате может произойти повреждение конденсатора, отключение защитного выключателя, неправильное функционирование концевого оборудования. Решением в данном случае может быть установка конденсаторов с дросселями (защищенная компенсация).
Таким образом подавляется резонансный контур. Кроме того такая конструкция имеет частичный фильтрационный эффект -снижает степень искажения в сети. Везде, где доля оборудования, генерирующего высшие гармоники, превышает 20% общей компенсируемой нагрузки, рекомендуется применение данного вида компенсации. Для устранения из сети более высокого процента гармоник используются фильтрационные контуры. Конденсатор при защищенной компенсации подвержен более высокому напряжению, чем напряжение сети, что обусловлено последовательным включением дросселя и конденсатора.
Конденсаторы изготовлены в исполнении типа МКР или MKV. Оба типа являются самовосстанавливающимися.
Металлизированный слой в случае пробоя напряжением выпаривается в месте пробоя. Образовавшаяся поверхность изоляции очень мала и не оказывает влияние на нормальную работу конденсатора.
Секции конденсатора помещены в алюминиевый корпус. Конденсатор имеет разъединитель по давлению.
Конденсаторы МКР изготовлены из полипропиленовой пленки, металлизированной с одной стороны.
Контактные поверхности секций шопированы цинком. Это сухое исполнение, без масляного наполнителя.
В конденсаторах MKV электроды образует металлизированная с двух сторон бумага, диэлектриком служит РР пленка. Все секции импрегнированы минеральным маслом. Поэтому MKV конденсаторы пригодны для более высокой нагрузки по мощности и более высокой температуры окружающей среды.
В настоящее время конденсаторы изготавливаются, главным образом, в исполнении МКР. Конденсаторы MKV изготавливаются редко, только для специальных проектов.
Предохранители и сечение проводника
Компенсационные конденсаторы должны быть защищены предохранителями с замедленной характеристикой (gG). Сечение проводника должно быть рассчитано по крайней мере на 1,6-1,8 номинального тока (см.таблицу - рекомендуемые сечения проводников и установление параметров предохранителей).