Hjemmel og kilde
Sammenhengen mellom effektfaktor, strøm og tap i alminnelig elektroteknikk. Om reaktivt uttak faktureres, og etter hvilken modell, står i nettselskapets tariffvilkår og må hentes derfra. Krav til utførelse av kompenseringsanlegg og til vern for kondensatorer er beskrevet i NEK 400 delnorm 55.
Tre inntektsstrømmer, ikke én
Den første er nettleien. Mange nettselskaper fakturerer reaktivt uttak over en terskel, ofte uttrykt som en andel av det aktive uttaket eller som en pris per kilovarttime. Hvilken modell som gjelder står i tariffvilkårene, og den varierer mellom selskapene — den må hentes, ikke antas.
Den andre er tapene. Kompensering senker strømmen i alt som ligger foran kondensatorbatteriet, og tapet går med kvadratet av strømmen. Denne posten betales uansett hvilken tariff kunden har.
Den tredje er kapasiteten. Faller den tilsynelatende effekten, får trafoen og inntakskabelen ledig plass, og en planlagt oppgradering kan utsettes eller falle bort. Det er ofte den største posten, og den som aldri kommer med i regnestykket fordi den er en unngått kostnad og ikke en spart faktura.
Formlene
Kompenseringsbehov: Qc = P × (tan φ₁ − tan φ₂), der φ₁ er dagens vinkel og φ₂ er den du sikter mot.
Strømmen før og etter: I = S / (√3 × U), der S = P / cos φ. Forholdet mellom de to strømmene er I₂ / I₁ = cos φ₁ / cos φ₂.
Tapsreduksjonen: tapet går med kvadratet av strømmen, så forholdet mellom nye og gamle tap er (cos φ₁ / cos φ₂)².
Frigjort kapasitet: S₁ − S₂ = P × (1/cos φ₁ − 1/cos φ₂), altså kVA som blir ledige i trafo og kabel uten at noe nytt jern kjøpes.
Eksempel: 250 kilowatt fra 0,80 til 0,95
Et verksted trekker 250 kW med effektfaktor 0,80. Målet er 0,95.
Kompenseringsbehov: tan φ ved 0,80 er 0,750, ved 0,95 er den 0,329. Qc = 250 × (0,750 − 0,329) = 105 kilovar. Nærmeste standardbatteri er 110 kvar.
Tilsynelatende effekt før: 250 / 0,80 = 312,5 kVA. Etter: 250 / 0,95 = 263 kVA. Frigjort: 49,3 kVA.
Strøm før: 312 500 / (1,732 × 400) = 451 A. Etter: 380 A.
Tapsreduksjon: (380 / 451)² = 0,71, altså 29 prosent lavere tap i trafo og inntakskabel. Er tapet i den delen av anlegget 4 kW i dag, blir det 2,84 kW, og differansen på 1,16 kW over 4 000 driftstimer er 4 640 kilowattimer i året.
Sett inn din egen strømpris og din egen tariff: med 1,20 kroner per kilowattime er tapsposten alene 5 570 kroner i året, før nettleien for reaktivt uttak er regnet med.
Når kondensatorer ikke lønner seg
Når tariffen ikke fakturerer reaktivt uttak, og anlegget ikke har kapasitetsproblemer. Da står du igjen med tapsposten alene, og den betaler sjelden ned et batteri på rimelig tid i et anlegg med få driftstimer.
Når anlegget har mye harmonisk forvrengning. Kondensatorer og nettets induktans danner en resonanskrets, og treffer resonansen en av de harmoniske, forsterkes den. Da må batteriet ha filterreaktorer, og prisen stiger merkbart — og uten reaktorer kan batteriet ta skade og forverre anlegget.
Når lasten varierer mye. Et fast batteri som er dimensjonert for full last overkompenserer når anlegget står stille, og overkompensering er like uønsket som underkompensering. Da må batteriet være automatisk trinnkoblet, og investeringen blir en annen.
Regn derfor alltid nedbetalingstiden med et konkret tilbud i hånda, og ikke på et anslag: nedbetalingstid = investering delt på summen av de tre postene per år.
Vanlige spørsmål
Bør jeg kompensere helt til cos fi lik 1?
Nei. De siste hundredelene koster uforholdsmessig mye kvar, og risikoen for overkompensering ved lav last øker. Et mål mellom 0,95 og 0,98 er der de fleste anlegg lander, og det er også der de fleste tariffgrenser ligger.
Kan jeg sette kondensatorene ved den enkelte motoren i stedet?
Ja, og det gir bedre tapsreduksjon fordi den lavere strømmen gjelder helt fram til motoren. Ulempen er at kompenseringen bare virker når motoren går, at hver enhet må dimensjoneres for seg, og at anlegget blir vanskeligere å endre. Sentral kompensering er enklere å drifte; lokal kompensering gir mest teknisk effekt.
Les videre
- Fasekompensering: regn kvar-behovet på fem minutter — Selve kvar-beregningen er forklart i sin helhet der; her er kronene.
- Effekttap i kabel: regn watt, og deretter kroner — Tapsposten i regnestykket regnes med formelen for effekttap i kabel.
- THD harmonisk forvrengning: formelen og hva den koster — Harmonisk forvrengning avgjør om batteriet trenger filterreaktorer, og dermed prisen.
- Forsinkelseskostnad per dag: tre poster som må summeres — Dagmulkt pluss egne riggkostnader pluss omdisponering. Sammenlign med prisen på å ta det igjen.