Середньозважений коефіцієнт потужності за час t
де і -відповідно витрата активної та реактивної електроенергії за розглянутий проміжок часу.
Діяли до 1974 р настанови щодо компенсації реактивної потужності зіграли позитивну роль в істотному зниженні споживанні реактивної потужності і в підвищенні середньозваженого коефіцієнта потужності в цілому по країні з 0,75 в 1946 р до 0,93 в 1974 р У той час промислові підприємства виробляли оплату витраченої електроенергії з урахуванням cos. Вимоги електропостачальної організації були такі, що на вводах підприємства значення cos мало, знаходиться в межах 0,92-0,95.
Однак відповідно до старого керівними вказівками по компенсації реактивної потужності підприємства не були зацікавлені у відключенні КУ в години мінімальних навантажень. У зв'язку з цим в мережі живленняенергосистемі часто спостерігалася перекомпенсація реактивної потужності. Перекомпенсація- це надлишкова реактивна потужність, що виробляється установкою в періоди зниження навантажень (вночі, в обідні перерви, в неробочі та святкові дні і т.п.) і передається в мережу енергосистеми. Результатом перекомпенсації було збільшення сумарних втрат потужності і енергії в електричних мережах і ускладнення, і подорожчанняпристроїв регулювання напруги.
Наочне уявлення про сутність компенсації реактивної потужності дає (рис.1) На (рис 1 а) зображена схема електричного кола. Нехай до компенсації споживач мав активну потужність Р, відповідно струм (відрізок ОВ на рис 1, б) і реактивну потужність від індуктивного навантаження з відповідним струмом (відрізок ВА). Повної потужності відповідає вектор (відрізок ОА). Коефіцієнт потужності до компенсації
. Векторна діаграма компенсації представлена на (рис.1, в).
Після компенсації, тобто після підключення паралельно навантаженні КУ (конденсатора) з потужністю (струм), сумарна реактивна потужність споживача буде вже і відповідно знизиться кут зсуву фаз з до і підвищиться коефіцієнт потужності з cos до cos. Повна споживана потужність при тій же споживаної активної потужності Р (струмі) знизиться з (струм) до (струм) (відрізок). Отже, в результаті компенсації можна при тому ж перерізіпроводів підвищити пропускну здатність мережі при активній потужності.
До технічних засобів компенсації реактивної потужності відносяться наступні види пристроїв, що компенсують: конденсаторні батареї (КБ), синхронні двигуни, вентильні статичні джерела реактивної потужності (ДРП).
3.1 Конденсаторні батареї
Найбільшого поширення на промислових підприємствах маютьконденсатори (КБ) - великі (на відміну від конденсаторів радіотехніки) спеціальні пристрої, призначені для вироблення реактивної ємнісний потужності. Конденсатори виготовляють на напругу 220, 380, 660, 6300 і 10500 В в однофазних і трифазному виконанні для внутрішньої і зовнішньої установки. Вони бувають масляні (КМ) і соволовие (КС). Діелектричнапроникність совола приблизно вдвічі більше, ніж масла. Однак негативна температура становить - 10 С для соволовие конденсаторів, в той час як масляні можуть працювати при температурі -40 С. Широке застосування конденсаторів для компенсації реактивної потужності пояснюється їх значними перевагами в порівнянні з іншими видами КУ. незначні питомі втрати активної потужності до 0,005 кВт / квар, відсутність обертових частин, простота монтажу і експлуатації, відносно невисока вартість, мала маса, відсутність шуму під час роботи, можливість встановлення близько окремих груп ЕП і т.д.
Недоліки конденсаторних батарей: пожежонебезпечність, наявність залишкового заряду, що підвищує небезпеку при обслуговуванні; чутливість до перенапруг та поштовхів струму; можливість тільки ступеневої, а не плавного регулювання потужності.
Конденсатори, як правило, збираються в батареї (КБ) і випускаються заводами електротехнічної промисловості у вигляді комплектних пристроїв (ККУ). На (рис. 2) зображений загальний вид ККУнапругою 380 В і потужністю 300 квар.
У таблиці 1 наведені технічні характеристики деяких видів конденсаторних установок.
Таблиця 1. Технічні дані деяких типів комплектних конденсаторних установок