Hopp til innhold
ArbeidslinkArbeidslink

Fasekompensering: regn kvar-behovet på fem minutter

Skal du løfte effektfaktoren fra 0,80 til 0,95, trenger du ikke gjette størrelsen på kondensatorbatteriet. Formelen er kort, tallene finnes i måleren, og resultatet er en investering som betaler seg i redusert nettleie for anlegg som faktureres på effekt og reaktivt uttak.

Hjemmel og kilde

Allmenn elektroteknikk (effekttrekanten). Grenser for reaktivt uttak og eventuell fakturering av dette settes av nettselskapet i tilknytnings- og nettleievilkårene. Krav til utstyr og vern er beskrevet i NEK 400 delnorm 55.

Formelen for kompenseringsbehovet

Qc = P × (tan φ1 − tan φ2).

Qc er kondensatoreffekten i kvar, P er den aktive effekten i kilowatt, φ1 er dagens fasevinkel og φ2 den du vil ha. Du finner tan φ av cos φ slik: tan φ = √(1 − cos²φ) / cos φ.

De tallene du trenger oftest: cos φ 0,70 gir tan φ 1,020. Cos φ 0,80 gir 0,750. Cos φ 0,85 gir 0,620. Cos φ 0,90 gir 0,484. Cos φ 0,95 gir 0,329. Cos φ 0,98 gir 0,203.

Legg merke til at de siste hundredelene er de dyreste: å gå fra 0,90 til 0,95 koster 0,155 × P i kvar, mens å gå fra 0,95 til 0,98 koster 0,126 × P for en langt mindre gevinst. Det er derfor de fleste anlegg kompenseres til rundt 0,95 og ikke lenger.

Eksempel: 100 kW fra cos fi 0,80 til 0,95

Et anlegg trekker 100 kW aktiv effekt med effektfaktor 0,80. Målet er 0,95.

Qc = 100 × (0,750 − 0,329) = 100 × 0,421 = 42,1 kvar.

Da velger du et batteri på 45 kvar, gjerne trinnkoblet i flere steg slik at kompenseringen følger lasten.

Strømmen i kondensatorkursen blir I = Q / (√3 × U) = 42 100 / (1,732 × 400) = 60,8 A. Kabel og vern til kondensatorbatteriet dimensjoneres ikke for 60,8 A, men med et påslag — kondensatorer trekker høyere strøm ved overharmoniske og ved innkobling, og produsentene angir typisk 1,3 til 1,5 ganger merkestrøm som dimensjoneringsgrunnlag. Med faktor 1,5: 91 A, altså 100 A vern.

Til sammenligning: tilsynelatende effekt før kompensering var 100 / 0,80 = 125 kVA, etter kompensering 100 / 0,95 = 105 kVA. Du har frigjort 20 kVA kapasitet i trafo og kabler uten å legge en meter ny kabel.

Når kondensatorer er feil løsning

Har anlegget mye kraftelektronikk, er ikke problemet nødvendigvis reaktiv effekt, men harmoniske strømmer. Et rent kondensatorbatteri kan da forsterke problemet ved å danne en resonanskrets sammen med nettets induktans, og resultatet er høyere strømmer og varme kondensatorer, ikke lavere.

Løsningen der er filterreaktorer i serie med kondensatorene, eller aktive filtre. Det er dyrere, og det krever en måling av harmonisk innhold før noe kjøpes.

Den andre situasjonen der kondensatorer er feil, er en motor som går på dellast fordi den er for stor. Da er den lave effektfaktoren et symptom på at det brukes for mye energi til for lite arbeid, og riktig svar er mindre motor eller frekvensomformer — kompensering skjuler bare symptomet.

Vanlige spørsmål

Hvor plasseres kondensatorbatteriet?

Sentralt i hovedtavla for å avlaste trafo og inntak, eller lokalt ved den enkelte motoren for også å avlaste kabelen fram dit. Lokal kompensering gir størst effekt, men er mest utstyr; sentral kompensering med trinn er vanligst i bygg med varierende last.

Hva skjer om jeg overkompenserer?

Da blir anlegget kapasitivt, spenningen kan stige, og nettselskapet kan fakturere for kapasitivt uttak på samme måte som for induktivt. Trinnkoblet automatikk som kobler ut kondensatorer ved lav last er derfor standard i alt annet enn helt jevne anlegg.

Sparer jeg strøm på å kompensere?

Ikke aktiv energi i seg selv — kilowattimene på måleren er nesten de samme. Du sparer på reaktivleddet i nettleien der det faktureres, og du reduserer strømmen i kabler og trafo, noe som gir mindre tap og frigjør kapasitet.

Les videre