Повышение коэффициента мощности в электрической цепи
Активная мощность потребителя определена формулой
P = U I cos φ.
Величину cos φ здесь называют коэффициентом мощности. Ток в линии питающей потребителя с заданной мощностью Р равен
I = P / (U cos φ).
и будет тем больше, чем меньше cos φ. При этом возрастают потери в питающей линии. Для их снижения желательно увеличивать cos φ. Большинство потребителей имеет активно-индуктивную нагрузку. Увеличение cos φ возможно путем компенсации индуктивной составляющей тока путем подключения параллельно нагрузке конденсатора
Расчет емкости дополнительного конденсатора для обеспечения заданного cos φ проводится следующим образом:
Пусть известны параметры нагрузки Pн, U и Iн . Можно определить cosφн
cos φн = P / (U Iн).
Подключение емкости не изменяет активную составляющую нагрузки
Iна = Iн cos φн = Pн / U
Реактивная составляющая нагрузки Iнр может быть выражена через tg φн
Iнр = Iна tg φн.
При подключении емкости величина Iнр уменьшается на величину IC.
Если задано, что коэффициент мощности в питающей линии должен быть равен cos φ, то можно определить величину реактивной составляющей тока в линии
Iр = Iа tg φ.
Уменьшение реактивной составляющей нагрузки с Iнр до Iр определяет величину тока компенсирующей емкости
IC = Iнр - Iр = Iа (tg φн - tg φ).
Подставляя в уравнение, значение Iна и учитывая, что IC = U / XC = U ωC, получим U ωC = Pн / U · (tg φн - tg φ), откуда для емкости конденсатора имеем
2
C = Pн / ωU · (tg φн - tg φ).
Для больших значений Pн величина емкости C может оказаться слишком большой, что технически трудно реализовать. В этом случае используют синхронные компенсирующие машины.
