IEC 60831-1/2 · IEEE 18-2012 · IEEE 1036-2010 · IEC 60871-1 · Qc-dimensionering · Harmonische resonantie · Ontstoringsinductor · Energiebesparing
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]
VF-correctie voegt capacitieve blindleisting (kVAR) toe om inductieve blindleistingsvraag van motoren, transformatoren en reactoren te compenseren. Dit verhoogt de verhouding nuttig (kW) / totaal (kVA) vermogen, wat stroom, verliezen en netbeheerderboetes vermindert.
Qc (kVAR) = P × [tan(arccos VF₁) − tan(arccos VF₂)] volgens IEEE 18-2012 §5 en IEC 60831-1. Bijvoorbeeld, 500 kW VF 0,75→0,95: tan(arccos 0,75)=0,881, tan(arccos 0,95)=0,329, Δtan=0,552, Qc=276 kVAR.
Condensatoren en systeeminductie vormen een parallelle LC-kring. De resonantiefrequentie f_r = fsys × √(Ssc/Qc) mag niet samenvallen met karakteristieke harmonischen (5e=250 Hz, 7e=350 Hz bij 50 Hz). IEEE 519-2014 §5 vereist deze controle. Bij risico verplaatst een ontstoringsinductor (7% typ.) de resonantie.
IEC 60831-1 §5.2 vereist dat condensatorbanken worden gedimensioneerd op ≥ 1,10 × V_systeem voor stationaire spanningsstijging en transiënte overspanningen. Voor een 415 V-systeem, selecteer 440 V nominale condensatoren; voor 11 kV, 12 kV.
Vaste banken zijn eenvoudiger en goedkoper — geschikt voor belastingen met lage variatie. Stapschakelende (automatische) banken passen reactief vermogen in stappen aan naarmate de belasting verandert, waardoor over-correctie en resonantie bij lichte belasting worden voorkomen.
Door VF te verhogen, verminderen I²R-verliezen in geleiders en transformator evenredig met het kwadraat van de stroomverhouding. Een industriële fabriek van 500 kW die VF van 0,75 naar 0,95 verhoogt, bespaart ongeveer 276 kVAR × 3000 uur/jaar ≈ 828.000 kWh/jaar, goed voor ~€99.000/jaar en ~330 ton CO₂ vermeden.