IEC 60831-1/2 · IEEE 18-2012 · IEEE 1036-2010 · IEC 60871-1 · Qc算定 · 高調波共振 · ディチューンドリアクトル · エネルギー節減
Qc = P × (tan(arccos PF₁) − tan(arccos PF₂)) [IEC 60831-1 / IEEE 18-2012 §5]
C_delta (µF) = Qc / (3 × 2πf × V_LL²) × 10⁶
C_wye (µF) = Qc / (3 × 2πf × V_LN²) × 10⁶
f_r = f_sys × √(Ssc / Qc) [IEEE 519-2014 §5]
where Ssc = Short-Circuit MVA
Harmonic risk: |h_r − h| / h ≤ 10% (h ∈ {5, 7, 11, 13})
Detuned reactor: p% = (f_sys / f_p)² × 100 [IEC 60831-2]
力率改善は容量性無効電力(kVAR)を追加して、モータ、変圧器、リアクトルからの誘導性無効電力需要を補償します。有効電力(kW)/全電力(kVA)の比を高め、電流・損失・電力会社の需量罰金を削減します。
Qc(kVAR)= P × [tan(arccos PF₁) − tan(arccos PF₂)]。IEEE 18-2012 §5 および IEC 60831-1 の標準式です。例:500 kW、力率 0.75→0.95 → tan(arccos 0.75)=0.881, tan(arccos 0.95)=0.329, Δtan=0.552, Qc=276 kVAR。
コンデンサと系統インダクタンスが並列 LC 回路を形成します。共振周波数 f_r = fsys × √(Ssc/Qc) が特性高調波(5次=250 Hz、7次=350 Hz、50 Hz系統)と一致すると増幅が発生します。IEEE 519-2014 §5 がこのチェックを義務付けています。リスクがある場合、ディチューンドリアクトル(通常 7%)で共振を低下させます。
IEC 60831-1 §5.2 は、定格電圧 ≥ 1.10 × V_系統を義務付けています。これは定常電圧上昇と過渡的な過電圧を許容するためです。415 V 系統では 440 V 定格のコンデンサを選択;11 kV では 12 kV 定格を選択。
固定뱅크はよりシンプル式で 비용이 적게 들며 변동이 적은 부하에 적합합니다. 단계切替(自動)뱅크는 부하가 변함에 따라 무효전력을 단계로 조정하여 경부하 시 과보정과 공진을 방지합니다。
역률을 향상시키면 도체와 변압기의 I²R 손실이 전류 비의 제곱에 비례하여 감소합니다. PF 0.75에서 0.95로 향상하는 500kW 공장은 약 276kVAR × 3000시간/년 ≈ 828,000kWh/년을 절약하여 약 99,000유로/년을 절약하고 약 330톤의 CO₂를 회피합니다。