Коротко
- Румыния: оплачивается реактивная энергия сверх значения, соответствующего коэффициенту мощности 0,9, — как индуктивная, так и ёмкостная; ниже 0,65 цена утраивается.
- Молдова: небытовым потребителям выставляется дополнительный технологический расход, если cos φ < 0,92 на 0,4 кВ или < 0,87 на 10(6) кВ.
- Мощность компенсации считается просто: QК = P × (tg φ₁ − tg φ₂) — но по измеренным данным, а не по табличкам оборудования.
- При частотных преобразователях и других нелинейных нагрузках обычные конденсаторы могут попасть в резонанс; применяют ступени с антирезонансными дросселями (7 %, 189 Гц) или активные фильтры.
- После установки солнечных панелей измеряемый на границе с сетью коэффициент мощности падает, хотя двигатели остались прежними.
Что такое реактивная энергия
Асинхронным двигателям, трансформаторам, дросселям и балластам для работы нужно магнитное поле. Энергия этого поля 100 раз в секунду перетекает между сетью и оборудованием, не превращаясь ни в механическую работу, ни в полезное тепло, — это реактивная энергия (квар·ч). Мощность, совершающая полезную работу, — активная P (кВт); мощность, которая реально нагружает кабели и трансформаторы, — полная S (кВА):
Чем ниже cos φ, тем больше ток при той же полезной мощности. Потери в кабелях и трансформаторе растут пропорционально квадрату тока, падение напряжения — пропорционально току. В примере выше повышение коэффициента мощности с 0,75 до 0,95 снижает ток на 21 %, а джоулевы потери — на 38 %, без каких-либо изменений в производстве.
Обратный, ёмкостный режим возникает при перекомпенсации, на длинных кабелях среднего напряжения на холостом ходу или при большом числе электронных блоков питания; в Румынии он оплачивается так же, как индуктивный.
Как начисляется реактивная энергия в Румынии
Правила установлены Методикой, утверждённой приказом ANRE № 33/2014, с изменениями приказа ANRE № 76/2016:
- предельный коэффициент мощности — 0,9 как для индуктивного, так и для ёмкостного режима (ст. 9);
- оплачивается только реактивная энергия сверх значения, соответствующего этому пределу, отдельно для каждого расчётного интервала и точки разграничения;
- при среднем коэффициенте мощности от 0,65 до 0,9 применяется регулируемая цена; ниже 0,65 — тройная регулируемая цена (ст. 11);
- регулируемую цену утверждает ANRE для каждой концессионной зоны операторов распределения;
- бытовые клиенты с утверждённой мощностью до 30 кВт включительно реактивную энергию не оплачивают (ст. 8).
Пример: завод за месяц получает из сети 200 МВт·ч активной энергии и 176 Мвар·ч индуктивной реактивной — коэффициент мощности 0,75. Бесплатно — 200 × 0,484 = 96,9 Мвар·ч; к оплате — 79,1 Мвар·ч по регулируемой цене. Если бы коэффициент мощности упал до 0,6, к оплате было бы 169,8 Мвар·ч — и по тройной цене.
Как начисляется в Республике Молдова
В Молдове низкий коэффициент мощности оплачивается не в квар·ч, а как дополнительная активная энергия — технологический расход в сети, вызванный перетоком реактивной энергии. Положение о поставке электроэнергии (Постановление НАРЭ № 169/2019) предусматривает:
- технологический расход, вызванный коэффициентом мощности установок небытового потребителя, рассчитывается по Инструкции, утверждённой Постановлением НАРЭ № 89/2003 (п. 83);
- он выставляется к оплате только если cos φ, рассчитанный в точке разграничения, ниже 0,92 для установок, подключённых на 0,4 кВ, и ниже 0,87 на 10(6) кВ (обязательные условия договора поставки, пп. 3.5 и 10.5);
- режим ёмкостной реактивной энергии и компенсирующих установок — их мощность, часы, когда перекомпенсация допускается или запрещена, — устанавливает оператор системы в приложении к договору;
- если счётчик установлен не в точке разграничения, добавляются потери в трансформаторах и линиях потребителя (Постановление НАРЭ № 246/2007).
Что это значит на практике: для потребителя на 0,4 кВ цель — cos φ не ниже 0,92 в каждом расчётном периоде, а автоматический регулятор нужно настроить так, чтобы он не уходил в ёмкостный режим в часы, запрещённые договором.
Какой должна быть компенсация
| cos φ | 0,60 | 0,70 | 0,75 | 0,80 | 0,85 | 0,90 | 0,92 | 0,95 | 0,98 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| tg φ | 1,333 | 1,020 | 0,882 | 0,750 | 0,620 | 0,484 | 0,426 | 0,329 | 0,203 |
Для 400 кВт и повышения с 0,75 до 0,95: QК = 400 × (0,882 − 0,329) ≈ 221 квар. Цель обычно выбирают немного выше предела из счёта — 0,95 вместо 0,9 или 0,92, — потому что нагрузка меняется во времени.
Какой тип компенсации
- Нерегулируемая, у двигателя или трансформатора — для постоянных нагрузок. У двигателей мощность конденсатора не должна превышать реактивную мощность холостого хода, чтобы двигатель не самовозбуждался при отключении.
- Автоматическая ступенчатая на главном щите — регулятор подключает и отключает ступени по нагрузке. Обычное решение для предприятий.
- С антирезонансными дросселями — когда в сети есть гармоники.
- Активные фильтры или статические компенсаторы (SVG) — для очень быстро меняющихся нагрузок (сварка, краны, печи) или больших гармоник; регулируют плавно, без ступеней.
Гармоники и опасность резонанса
Частотные преобразователи, выпрямители, ИБП и драйверы светодиодов потребляют несинусоидальный ток с гармониками 5, 7, 11, 13-го порядков (250, 350, 550, 650 Гц). Сопротивление конденсатора обратно пропорционально частоте, поэтому он «притягивает» эти токи. Вместе с индуктивностью трансформатора он образует контур, резонирующий на частоте, близкой к:
Пример: трансформатор 1 000 кВА с uк = 6 % даёт на шинах 0,4 кВ мощность короткого замыкания около 16,7 МВА. С батареей 400 квар fр ≈ 50 × √(16 700 / 400) ≈ 323 Гц — между 5-й и 7-й гармоникой, именно там, где преобразователи генерируют больше всего. Результат: большие токи через конденсаторы, перегрев, сгоревшие предохранители и искажение напряжения.
Классическое решение — дроссель последовательно с каждой ступенью. При коэффициенте расстройки 7 % частота настройки 50 / √0,07 ≈ 189 Гц: выше неё ступень ведёт себя индуктивно и не может резонировать с 5-й, 7-й и более высокими гармониками. Когда гармоники нужно не только обойти, но и снизить, применяют активные фильтры.
Пределы качества напряжения установлены стандартом EN 50160 (например, суммарный коэффициент гармонических искажений напряжения не более 8 % в сетях низкого и среднего напряжения), а измерения выполняются анализаторами класса A по IEC 61000-4-30.
Почему реактивная энергия растёт после установки солнечных панелей
Станция для собственного потребления снижает активную энергию из сети, но двигателям нужна прежняя реактивная энергия, а инверторы обычно работают с коэффициентом мощности около 1. В точке подключения отношение реактивной энергии к активной растёт.
Пример: до установки панелей завод получал из сети 200 МВт·ч и 96 Мвар·ч — коэффициент мощности 0,90, на пределе, в Румынии платить нечего. После того как панели покрывают 80 МВт·ч, из сети приходят 120 МВт·ч и те же 96 Мвар·ч: коэффициент мощности падает до 0,78, и в счёте появляются 37,9 Мвар·ч реактивной энергии.
Решения: пересчёт и перенастройка компенсации, использование способности инверторов выдавать реактивную мощность (если это допускает разрешение на подключение) или статический компенсатор. Поэтому в наших проектах солнечных станций для бизнеса проверка коэффициента мощности входит в исследование.
Этапы проекта компенсации
- Измерение класса A на главном щите, обычно неделю: мощности, коэффициент мощности, гармоники тока и напряжения, несимметрия, события.
- Анализ счетов минимум за 12 месяцев и правил договора.
- Расчёт: общая мощность, число и размер ступеней, тип (обычная, антирезонансная, активная), место установки.
- Монтаж и наладка с настройкой регулятора и времени разряда конденсаторов.
- Контрольное измерение после монтажа и обслуживание: конденсаторы постепенно теряют ёмкость, контакторы изнашиваются, а термография заранее показывает нагретые соединения.
Мы выполняем измерения качества электроэнергии анализатором класса A, рассчитываем компенсацию и фильтрацию гармоник и обеспечиваем обслуживание и термографию установок.
Частые вопросы
Как понять, что я плачу за реактивную энергию?
В Румынии в счёте есть отдельная позиция реактивной энергии (квар·ч) — индуктивной или ёмкостной — по регулируемой цене. В Молдове появляется дополнительный технологический расход, рассчитанный по коэффициенту мощности. Почасовые или 15-минутные данные счётчика показывают, когда именно падает коэффициент мощности.
Какой коэффициент мощности нужен?
В Румынии — не ниже 0,9 и в индуктивном, и в ёмкостном режиме; в Молдове — не ниже 0,92 для установок на 0,4 кВ и 0,87 на 10(6) кВ. На практике компенсацию настраивают немного выше этих пределов, например на 0,95.
Оплачивается ли ёмкостная реактивная энергия?
В Румынии да: предел 0,9 действует и для ёмкостного режима. В Молдове ёмкостный режим и часы, когда перекомпенсация запрещена, устанавливаются в приложении к договору поставки. Неправильно настроенный регулятор или ступени, оставленные включёнными ночью, могут приводить к таким платежам.
Почему сгорели конденсаторы в установке компенсации?
Самые частые причины — гармоники и резонанс с трансформатором, повышенное напряжение, температура в шкафу и старение. Измерение гармоник показывает, нужны ли ступени с антирезонансными дросселями или активные фильтры.
Может ли установка солнечных панелей увеличить плату за реактивную энергию?
Да. Панели уменьшают активную энергию из сети, а потребность в реактивной энергии остаётся прежней, поэтому коэффициент мощности в точке подключения падает. После монтажа станции компенсацию нужно пересчитать.
Источники
- ANRE (Румыния) — Методика определения обязательств по оплате реактивной энергии (приказ № 33/2014, консолидированная редакция)
- Despre-energie.ro — приказ ANRE № 76/2016 об оплате реактивной энергии
- НАРЭ (ANRE Moldova) — Положение о поставке электроэнергии, Постановление № 169/2019
- Legis.md — Постановление НАРЭ № 89/2003, Инструкция по расчёту технологического расхода электроэнергии
- Premier Energy — Инструкция по расчёту технологического расхода электроэнергии в распределительных сетях
Статья подготовлена инженерами ESCO-VOLTAJ S.R.L. — энергосервисной компании из Кишинёва, работающей с 2007 года, с системами менеджмента ISO 9001, 14001 и 45001 и собственной лабораторией измерений класса A.
Информация общего характера, актуальна на дату обновления. Законы и цены меняются: проверяйте действующую редакцию или попросите нас оценить ваш случай.
