Дослідження ефективності системи автоматичної компенсації реактивної потужності в електричних мережах промислових підприємств

Сиротюк, Сергій Валерійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7822
Title:	Дослідження ефективності системи автоматичної компенсації реактивної потужності в електричних мережах промислових підприємств
Authors:	Семко, Інга Борисівна Сиротюк, Сергій Валерійович
Keywords:	компенсація реактивної потужності;комп'ютерна модель;коректор коефіцієнта потужності;промислове підприємство
Issue Date:	Dec-2024
Abstract:	Основним недоліком багатьох промислових підприємств є генерування реактивної складової електричної енергії, для компенсації якої необхідно застосовувати засоби компенсації реактивної енергії, що зменшують її споживання з мережі живлення. У першому розділі розглянуті питання негативного впливу реактивної енергії на електричні мережі, а також аналізу сучасних засобів утримання коефіцієнта потужності та покращення якості електричної енергії. У другому розділі розглянуто використання пристрою автоматичної компенсації реактивної потужності, що дозволяє регулювати реактивну енергію, яка генерується в мережу електропостачання промисловим підприємством, контролювати поточні значення струму, напруги і коефіцієнта потужності в мережі, вимірювати значення віддає в систему реактивної енергії і підтримувати задану споживачем величину коефіцієнта потужності в мережі. Використання пристроїв автоматичної компенсації розглянуто на прикладі типового механообробного цеху промислового підприємства, підібрано конденсаторні установки, апарати захисту, комутації. Розроблена комп’ютерна модель, яка дозволяє досліджувати електромагнітні процеси ККП, а також електромагнітні та енергетичні характеристики при зміні струму навантаження та дає можливість порівняти результати розрахунку та модельного експерименту у заданому діапазоні зміни струму навантаження. У третьому розділі визначено річний економічний ефект від застосування автоматичного компенсуючого пристрою.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7822
Appears in Collections:	141 Електрична інженерія (Електротехнічні системи електроспоживання)
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Сиротюк_С.В..pdf Restricted Access		3.93 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show full item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
Факультет  електронних  технологій, автотранспорту та машинобудування 
(назва факультету) 
Кафедра електротехнічних систем 
(повна назва кафедри) 
       
 «До захисту допущено» 
Завідувач кафедри ЕТС 
Олександр СИТНИК 
______________________ 
“_____” _________2024 р. 
 
 
Кваліфікаційна робота 
на здобуття ступеня вищої освіти магістра 
 
на тему:  
«Дослідження ефективності системи автоматичної компенсації 
реактивної потужності в електричних мережах промислових 
підприємств» 
 
 
Виконав: здобувач вищої освіти  2  курсу, групи мЕСЕ–34 
Спеціальності: 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» 
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності) 
 
 
Сиротюк Сергій Валерійович ____________ 
(прізвище, ім’я, по-батькові здобувача вищої освіти ) (підпис) 
   
Науковий керівник к.т.н., доцент Інга СЕМКО________  ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
Нормоконтроль к.т.н., доцент Костянтин КЛЮЧКА ____________ 
(наук. ступінь, вчене звання  Власне ім’я ПРІЗВИЩЕ) (підпис) 
   
 
 
Засвідчую, що у цій кваліфікаційній роботі немає запозичень з праць інших 
авторів без відповідних посилань. 
Здобувач вищої освіти ______________ 
(підпис) 
 
Черкаси 2024 р.  
3 
РЕФЕРАТ 
 
По структурі робота складається зі вступу, трьох розділів основної 
частини та висновків основних результатів дослідження. Загальна кількість 
сторінок – 93, рисунків – 36, таблиць – 1, використаних літературних джерел 
– 25. 
Мета кваліфікаційної магістерської роботи. Дослідження 
ефективності від впровадження автоматичного компенсуючого пристрою на 
промисловому підприємстві. 
На основі мети дослідження, сформульовані такі завдання: 
1. Проведення аналізу відомих систем автоматичних компенсуючих 
пристроїв. 
2. Вибір системи автоматичної компенсації реактивної потужності для 
трансформаторної підстанції промислового підприємства. 
3. Визначення економічного ефекту від застосування автоматичного 
компенсуючого пристрою. 
Основним недоліком багатьох промислових підприємств є генерування 
реактивної складової електричної енергії, для компенсації якої необхідно 
застосовувати засоби компенсації реактивної енергії, що зменшують її 
споживання з мережі живлення. У першому розділі розглянуті питання 
негативного впливу реактивної енергії на електричні мережі, а також аналізу 
сучасних засобів утримання коефіцієнта потужності та покращення якості 
електричної енергії. 
У другому розділі розглянуто використання пристрою автоматичної 
компенсації реактивної потужності, що дозволяє регулювати реактивну 
енергію, яка генерується в мережу електропостачання промисловим 
підприємством, контролювати поточні значення струму, напруги і 
коефіцієнта потужності в мережі, вимірювати значення віддає в систему 
реактивної енергії і підтримувати задану споживачем величину коефіцієнта 
потужності в мережі. Використання пристроїв автоматичної компенсації 
4 
розглянуто на прикладі типового механообробного цеху промислового 
підприємства, підібрано конденсаторні установки, апарати захисту, 
комутації. Розроблена комп’ютерна модель, яка дозволяє досліджувати 
електромагнітні процеси ККП, а також електромагнітні та енергетичні 
характеристики при зміні струму навантаження та дає можливість порівняти 
результати розрахунку та модельного експерименту у заданому діапазоні 
зміни струму навантаження. 
У третьому розділі визначено річний економічний ефект від 
застосування автоматичного компенсуючого пристрою. 
Ключові слова: компенсація реактивної потужності, комп'ютерна 
модель, коректор коефіцієнта потужності, промислове підприємство, 
автоматичний компенсатор. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
ЗМІСТ 
 
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І 
ТЕРМІНІВ ................................................................................................................ 7 
ВСТУП ..................................................................................................................... 8 
РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ВІДОМИХ СИСТЕМ УТРИМАННЯ КОЕФІЦІЄНТА 
ПОТУЖНОСТІ ...................................................................................................... 12 
1.1. Загальні відомості ...................................................................................... 12 
1.1.2. Типи компенсації реактивної потужності ...................................... 19 
1.1.2. Місця для встановлення пристроїв компенсації РП ...................... 19 
1.1.3. Резонансні явища на вищих гармоніках ......................................... 21 
1.2. Аналіз сучасних технологій компенсації реактивної потужності в 
електричних мережах ............................................................................................ 23 
1.3. Схема динамічного стабілізатора напруги поліпшення якості 
електроенергії на великих промислових підприємствах .................................. 32 
1.4. Аналіз існуючих систем автоматичної компенсації реактивної енергії
 ................................................................................................................................. 35 
1.4.1. Мікропроцесорний регулятор DCRK виробництва Lovato .......... 40 
1.4.2. Регулятори реактивної потужності Beluk ....................................... 42 
РОЗДІЛ 2. ВИБІР СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОЇ КОМПЕНСАЦІЇ 
РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ НА ПІДСТАНЦІЇ ПРОМИСЛОВОГО 
ПІДПРИЄМСТВА ................................................................................................. 45 
2.1. Схемні рішення системи автоматичної компенсації реактивної 
потужності.............................................................................................................. 45 
2.3. Приклад використання автоматичної компенсації коефіцієнта 
потужності у механообробному цеху ................................................................. 58 
2.3.1. Характеристика механообробного цеху ......................................... 58 
6 
2.3.2. Розрахунок цехових навантажень від силових електроприймачів
 ........................................................................................................................... 61 
2.3.3. Вибір компенсуючого пристрою ..................................................... 67 
2.3.4. Комутація та захист .......................................................................... 68 
2.3.5. Врахування впливу реактивної потужності на напругу при 
розрахунку потужності конденсаторних установок.................................... 71 
2.3.6. Корекція коефіцієнта потужності .................................................... 73 
2.4. Розробка та дослідження комп’ютерної моделі коректора коефіцієнта 
потужності.............................................................................................................. 75 
2.4.1. Математичний аналіз ККП .............................................................. 75 
2.4.2. Комп’ютерне моделювання коректора ККП .................................. 81 
РОЗДІЛ 3. ВИЗНАЧЕННЯ РІЧНОГО ЕКОНОМІЧНОГО ЕФЕКТУ ВІД 
ЗАСТОСУВАННЯ АВТОМАТИЧНОГО КОМПЕНСУЮЧОГО ПРИСТРОЮ
 ................................................................................................................................. 86 
ВИСНОВКИ ........................................................................................................... 89 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ............................................................. 91 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ І 
ТЕРМІНІВ 
 
ДСН  – динамічний стабілізатор напруги 
ЕЕ – електрична енергія 
ЕП – електроприймач 
ККП – коректор коефіцієнта потужності 
ККУ – комплектна конденсаторна установка 
КРП – компенсатори реактивної потужності 
ЛЕП – лінія електропередач 
РП – реактивна потужність 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
ВСТУП 
 
Актуальність дослідження. Основною проблемою на будь якому 
промисловому підприємстві є раціональне використання всіх видів енергії, у 
тому числі й електричної, а також підвищення економічності роботи 
електричних установок [1]. 
Електрична енергія вважається особливим видом енергії, що має багато 
характеристик, за допомогою яких можна сформувати висновки про її 
придатність у різних сферах використання та технологічних процесах. У 
сукупності ці характеристики об'єднані одним загальним поняттям як якість 
електроенергії [2]. 
На сьогоднішній день, значна увага приділяється якості електроенергії, 
тому що вона сильно впливає на надійність системи електропостачання, а 
також на кількість електричної енергії, що витрачається на виробничі та 
технологічні процеси [3]. 
Коли розглядаються питання підвищення якості електричної енергії, то 
зазвичай вирішуються питання математичних, технічних та економічних 
аспектів. 
Основою для математичного підходу є розробка та використання 
методів та засобів розрахунку показників якості електричної енергії. За 
розробку спецзасобів та заходів щодо покращення якості електричної енергії, 
а також організації системи контролю управління якістю відповідає 
технічний підхід. При розрахунку збитків через погану якість електричної 
енергії у мережі використовують економічний підхід [3]. 
Основні заходи з покращення якості електричної енергії – це 
удосконалення обладнання мережі живлення, спираючись на досвід 
проектування [2, 3]. 
Так як технологічний процес на підприємствах з роками стає більш 
складним, а продуктивність праці сильно зростає, то через це основна 
частина припадає на нелінійні та різко змінюванні навантаження, які 
9 
споживають значно більше реактивної енергії [3, 4]. Такими споживачами на 
промислових підприємствах є печі з переплавлення металу (чорні та 
кольорові), апарати для зварювальні апарати, а також установки з 
напівпровідниковими перетворювачами. Особливістю даних споживачів є те, 
що вони сильно впливають на якість електричної енергії мережі живлення, 
при цьому нормальна робота електричного обладнання якраз і залежить від 
якості електричної енергії системи живлення [4]. Такий негативний вплив на 
якість електроенергії мережі живлення та електричного обладнання 
визначається терміном «електромагнітна сумісність» [5]. Оскільки 
промисловість стала використовувати сталеплавильні печі, апарати для 
зварювання різних металів, а також напівпровідникові перетворювачі, тому є 
така проблема як електромагнітна сумісність. Це сумісність електроприймача 
(ЕП) з мережею живлення. 
Сучасні ЕП звичайно економічні та технологічно ефективні, але вони 
негативно впливають на якість електроенергії мережі живлення. 
В даний час взаємовідносини енергопостачальних та 
електропередавальних організацій та споживачів електроенергії регулюються 
Законом України «Про електроенергетику» [6]. Використання поняття 
реактивна потужність (реактивна енергія) у практиці грошових розрахунків 
між постачальниками та споживачами електроенергії та наявність окремих 
лічильників активної та реактивної енергії викликає у багатьох уявлення про 
постачання споживачам двох видів енергії. 
Необхідна та правильна компенсація реактивної енергії, призводить до 
зменшення втрат ЕЕ через перетікання реактивної енергії та підтримання 
якості електричної енергії за допомогою регулювання та вирівнювання рівня 
напруги в енергосистемі, а також підвищення техніко-економічних 
показників електроустановок [4]. 
Слід виділити основні причини, які вказують на скільки має велике 
значення компенсація реактивної енергії: 
10 
1) у промислових підприємствах спостерігається підвищене зростання 
потреби у реактивній енергії, у порівнянні з активною; 
2) підвищується потреба у реактивній енергії у сільському 
господарстві; 
3) у міських електромережах підвищується потреба у реактивній енергії 
через зростання побутових навантажень та використання нових ЕП. 
Не так і давно, у електропостачанні промислових підприємств 
відбулися як кількісні, так і якісні зміни. На даний час збільшення 
споживання реактивної енергії перевищує збільшення споживання активної 
енергії. У зв'язку з цим, зі збільшенням відстані від місця генерації до місця 
споживання, погіршуються технічні та економічні показники всієї системи 
[4]. Тому завдання покращення якості електричної енергії є актуальним 
сьогодення та повинно розглядатися безпосередньо з питаннями компенсації 
реактивної енергії. В основному, всі показники якості електроенергії, що 
відносяться до напруги та залежать від споживання реактивної енергії 
промисловими електроприймачами [2]. Проблему можна вирішити шляхом 
створення та оволодіння швидкодіючими багатофункціональними засобами 
компенсації реактивної енергії, що підвищують якість електричної енергії за 
багатьма параметрами. 
В даний час існує багато засобів для зниження впливу споживачів на 
якість електричної енергії у промислових мережах, але на зовсім розглянуте 
завдання дослідження ефективності системи автоматичної компенсації 
коефіцієнта потужності в електричній мережі промислового підприємства, 
що призведе до зменшення втрат електричної енергії. 
Мета кваліфікаційної магістерської роботи. Дослідження 
ефективності від впровадження автоматичного компенсуючого пристрою на 
промисловому підприємстві. 
На основі мети дослідження, сформульовані такі завдання: 
1. Проведення аналізу відомих систем автоматичних компенсуючих 
пристроїв. 
11 
2. Вибір системи автоматичної компенсації реактивної потужності для 
трансформаторної підстанції промислового підприємства. 
3. Визначення економічного ефекту від застосування автоматичного 
компенсуючого пристрою. 
Об'єкт дослідження – розподільні електричні мережі 6-10 кВ 
промислових підприємств. 
Предмет дослідження – процеси компенсації реактивної потужності. 
Методи досліджень. Аналіз, класифікація, порівняння, узагальнення, 
структурно-функціональний метод, системний підхід. 
Наукова новизна. Розроблена комп’ютерна модель, яка дозволяє 
досліджувати електромагнітні процеси ККП, а також електромагнітні та 
енергетичні характеристики при зміні струму навантаження та дає 
можливість порівняти результати розрахунку та модельного експерименту у 
заданому діапазоні зміни струму навантаження. Порівняння основних 
характеристик, отриманих за допомогою комп’ютерної моделі з 
теоретичними, а також з розрахованими в робочій точці, вказує на повний 
збіг, що є підтвердженням адекватності побудованої моделі. 
Апробація роботи. Основні аспекти наукового дослідження 
магістерської роботи були обговорені на студентській науково-практичній 
конференції ЧДТУ, яка відбувалася 23-24 квітня 2024 р. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
РОЗДІЛ 1 
АНАЛІЗ ВІДОМИХ СИСТЕМ УТРИМАННЯ КОЕФІЦІЄНТА 
ПОТУЖНОСТІ 
 
1.1. Загальні відомості 
 
Будь яка електрична машина, яка працює на змінному струмі (двигун, 
трансформатор) споживає два види енергії: активну та реактивну. Активна 
спожита енергія (кВт·год) визначається активною потужністю Р (кВт) 
електроприймачів (ЕП). Вона повністю перетворюється на механічну 
потужність (роботу) і тепло (втрати). Реактивна спожита енергія (квар·год) 
призначена для живлення магнітних ланцюгів електричних машин. Вона 
відповідає реактивній потужності Q (квар) ЕП. Повна енергія (кВ·А·год) є 
векторною сумою двох попередніх видів енергії. Вона відповідає повній 
потужності S (кВ·А) ЕП, тобто векторній сумі Р (кВт) та Q (квар)» [1]. 
В електричних ланцюгах, що містять комбіноване навантаження, 
зокрема, активну (електроплити, обігрівачі, електропечі тощо) та індуктивну 
(асинхронні двигуни, електромагніти, дроселі, реактори, трансформатори, 
випрямлячі, тиристорні перетворювачі тощо) складові ЕЕ, їхню загальну 
потужність мережі, показують векторною діаграмою (рис. 1.1). 
 
Рис. 1.1. Діаграми характеру навантаження 
13 
Коли напруга має додатній знак, а струм від’ємний, і навпаки, на 
інтервалі часу відбувається відставання струму від напруги по фазі в 
індуктивних елементах (рис. 1.2). В цей момент реактивна енергія нікуди не 
витрачається, а подається назад у мережу, тільки вже у напрямку генератора. 
В цьому випадку реактивна енергія, що залишається в індуктивних елементах 
повертається в мережу та не витрачається активними елементами, а тільки 
здійснює коливальні рухи. Така енергія і називається реактивною.  
 
Рис.1.2. Зсув фаз між активною та реактивною потужністю 
 
Відношення активної потужності до повної, визначається через 
косинус кута зсуву фаз їх векторів, яке називається коефіцієнтом потужності 
cosϕ.  
Щоб зменшити кількість реактивної потужності в електричній мережі, 
здійснюють паралельне підключення до навантаження компенсатори 
реактивної потужності. Після такої установки реактивна потужність не 
перетікає між навантаженням та генератором, а тільки здійснює коливання 
між реактивними елементами навантаження та КРП. Такі заходи компенсації 
реактивної потужності в системі електропостачання промислових 
підприємств, дають можливість передавати більше активної енергії при 
однаковій номінальній потужності генератора і тому ж переріз лінії [7]. 
14 
Середнє значення РП за період дорівнює нулю, тому що за цей час вона 
змінює свій напрямок чотири рази. Але циркуляція РП по мережі призводить 
до серйозних технічних та економічних наслідків [7]. 
Щоб уникнути значних втрат в мережі, електропостачальна організація 
спонукає споживачів застосовувати такі рішення шляхом стягнення штрафу 
при споживанні РП вище за певне значення. Щоб компенсувати реактивну 
потужність споживачами з активно-індуктивним навантаженням слід  
встановлювати пристрої КРП [8]. 
У промисловій електромережі основним навантаженням вважаються 
трансформатори розподільних мереж та асинхронні електродвигуни, що є 
джерелами реактивної енергії. 
Оскільки, в індуктивних елементах струм запізнюється порівняно з 
напругою, то реактивна енергія характеризується затримкою між синусоїдою 
фаз струму та напруги мережі. Коефіцієнт потужності cosϕ, який чисельно 
дорівнює куту між І та U, вказує на споживання реактивної потужності з 
мережі. Cosφ для промислового підприємства, що споживає енергію, 
розраховується як: відношення P енергії, що споживається, до спожитої S 
енергії з мережі. Цей коефіцієнт характеризує кількість всієї енергії 
споживаної підприємством. Чим косинус буде більшим або наближений до 1, 
тим менше кількості реактивної енергії буде спожито з мережі. З цього 
випливає, що перетік реактивної потужності по мережі не є сприятливим. 
Таким чином, слід відмітити негативні аспекти споживання РП [9]: 
- зменшується пропускна здатність ЛЕП; 
- збільшуються втрати в провідниках через збільшення протікаючого 
струму; 
- відхилення від номінальних параметрів напруги мережі живлення. 
Через перераховані вище причини, енергопостачальна організація 
вимагає від споживача зменшення частки споживання реактивної складової 
ЕЕ з мережі. 
15 
Ця проблема вирішується компенсацією реактивної енергії, що є 
головною та необхідною умовою надійності та функціонування промислових 
підприємств. З цим завданням справляються компенсуючі пристрої, до яких 
відносяться конденсаторні установки (конденсаторні батареї) [9]. Правильно 
підібрані компенсуючі пристрої реактивної потужності дають можливість: 
- знизити навантаження на ЛЕП, трансформатори та інші розподільчі 
пристрої, продовжуючи термін їхньої служби; 
- зменшити втрати; 
- зменшити витрати на передачу електричної енергії; 
- збільшити пропускну спроможність мережі, що дозволяє збільшити 
навантаження не збільшуючи вартість самої мережі; 
- знизити витрати на оновлення електроустаткування; 
- прибрати непотрібну генерацію реактивної складової у години 
мінімуму навантаження; 
- при створенні нових мереж зменшити переріз ліній та потужність 
підстанції. 
Першочерговий напрямок зниження втрат електроенергії та збільшення 
продуктивності електрообладнання промислових підприємств – це 
збільшення коефіцієнта потужності разом зі збільшенням якості 
електроенергії прямо в самій мережі підприємства [1, 9]. У свою чергу 
мінімальне значення коефіцієнта потужності, при постійному активному 
навантаженні, призводить до значних втрат потужності та зниження напруги 
в системі. З цього випливає, що необхідно намагатися отримати значення 
cosϕ, що наближено дорівнюватиме одиниці. Щоб вирішити цю проблему, 
слід використовувати компенсуючі установки, так звані пристрої компенсації 
реактивної потужності, головним елементом яких є конденсатори. Їх 
установка дозволяє виключити споживання та генерацію реактивної енергії в 
мережу, що знижує витрати на оплату електроенергії, до того ж скорочується 
сума оплати за ЕЕ, що визначаються тарифами енергосистеми. 
16 
Встановлення компенсуючих пристроїв ефективно на підприємствах, 
де працюють зварювальні апарати, компресори, електролізні установки, 
плавильні печі та подібні до них споживачі з різко змінним навантаженням. 
На машинобудівних та деревообробних підприємствах cosφ лежить в межах 
від 0,4-0,8 [8]. 
Як тільки почали використовувати змінний струм, відразу з цим 
виникла проблема компенсації реактивної енергії. Саме реактивна енергія, 
яка потрібна для роботи деяких електроустановок є однією з причин втрат 
електричної енергії в мережах електропостачання. Перетікання реактивної 
потужності в мережі і зумовлює більшу частину втрат активної потужності. 
Знизити перетікання реактивної енергії можливо при зростанні ступеня її 
компенсації [8]. 
При правильній компенсації реактивної енергії в електричній мережі 
підприємств виникає низка завдань, які спрямовані на підвищення 
економічності роботи електричних установок. Вони полягають у методиці 
підбору компенсуючих пристроїв, їх раціональне місце розташування для 
безпечної експлуатації, захист від аварій, а також регулювання реактивної 
потужності в автоматичному режимі. З цього випливає, що зменшення втрат 
електричної енергії та дотримання норм щодо її якості значною мірою 
залежить від наявності пристроїв компенсації реактивної енергії та їх 
конструктивної побудови [8]. 
Для більшості електричних машин, які перетворюють електричну 
енергію на інший вид енергії (механічну, теплову, світлову) потрібна 
реактивна енергія. У таких пристроях створюється змінне електромагнітне 
поле. 
Щоб виробити реактивну потужність, немає необхідності витрачати 
якусь енергія, але при цьому для передачі КЛ і ЛЕП потрібна енергія. Грубо 
кажучи, вона посідає місце в лініях електропередач. 
Величину цих втрат можна виразити такою формулою: 
 
17 
2
W =  Q
2 ⋅R ⋅ τ , 
U
 
де τ  – часова характеристика графіка передачі реактивної енергії. 
При компенсації реактивної потужності необхідно виконання певних 
умов. По-перше, це необхідно для виконання умови балансу реактивної 
потужності у вузлах споживача. По-друге, застосування компенсуючих 
пристроїв знижують втрати. По-третє, компенсуючі пристрої 
використовуються при регулюванні напруги та підвищення якості 
електричної енергії. 
Нормальні режими роботи електромережі, а також постачання якісної 
електричної енергії досягається тільки при дотриманні рівності 
електроенергії, що виробляється і споживається, тобто балансом повної 
потужності. 
Зміна напруги в мережі це наслідок порушення балансу реактивної 
потужності. Якщо реактивної потужності виробляється більше, ніж 
споживається, то напруга мережі живлення збільшується, і навпаки, якщо 
реактивної потужності не вистачає - напруга падає. Однак, брак реактивної 
енергії на відміну від активної, краще не передавати лініями, а отримувати за 
допомогою компенсуючих пристроїв, там, де є брак реактивної енергії. 
Слід відмітити, що без пристроїв компенсації, які встановлюються в 
електричних мережах, режим балансу реактивної потужності при 
допустимих рівнях напруги у вузлах навантаження неможливий [3, 8]. 
Установка пристроїв компенсації безпосередньо на підстанціях 
підприємств забезпечує баланс реактивної енергії та стабілізацію U, а також 
підвищує резерв стійкості в центрах електричного навантаження. Для цього 
можуть використовуватися синхронні компенсатори, конденсаторні 
установки та пристрої компенсації, що містять індуктивність та ємність [3, 8]. 
Регулювання РП в автоматичному режимі, що залежить від кількості 
споживаної реактивної енергії, дозволяє знизити втрати електричної енергії 
18 
до мінімальних показників при цьому виключаються режими 
перекомпенсації чи недокомпенсації реактивної енергії. 
Установка комплектних компенсуючих пристроїв з автоматичним 
регулюванням реактивної енергії дає можливість налаштувати компенсацію в 
години мінімуму та максимуму навантаження. 
Залежно від того, які отримані дані про потужність електроспоживання 
підприємства, проводиться розрахунок необхідної компенсації реактивної 
потужності до необхідного значення коефіцієнта реактивної потужності cosφ. 
Для визначення сумарної потужності компенсуючих пристроїв користуються 
виразом: 
 
QКП = P(cosϕ1 − cosϕ2 ),  
 
де Р – активна потужність навантаження. 
Питома потужність компенсуючого пристрою визначається за виразом 
[3] 
 
k QКП
КП = ,
S  
тр
 
де Sтр  – встановлена потужність трансформатора. 
Таким чином, правильно підібрані компенсуючі пристрої реактивної 
потужності можуть зменшити витрати на електричну енергію до 20% та 
зменшити навантаження на трансформатори, а також зменшити втрати 
електричної енергії при перетіканні реактивної енергії ЛЕП, а також значно 
підвищити якість електричної енергії. 
 
 
 
19 
1.1.2. Типи компенсації реактивної потужності 
 
Нерегульована (одноступінчаста) компенсація. Конденсаторна батарея 
працює за принципом "все або нічого". Включення може бути ручним 
(рубильник або вимикач) або напівавтоматичним (за допомогою контактора, 
що управляє електродвигуном). Цей тип компенсації використовується, якщо 
РП відносно невелика (< 15% потужності трансформатора), а графік 
навантаження рівний. 
Ступінчаста автоматично регульована компенсація. Конденсаторна 
батарея набирається з окремих секцій з можливістю підключати (зазвичай 
автоматично) необхідну кількість. Така батарея встановлюється в головні 
мережі або на ділянці достатньої потужності і має можливість ступінчастого 
регулювання виробленої реактивної потужності. Включенням і виключенням 
секцій керує реле контролю РП [9]. 
 
1.1.2. Місця для встановлення пристроїв компенсації РП 
 
Централізована компенсація. Пристрій компенсації підключається в 
головну мережу та забезпечує компенсацію її загального реактивного 
навантаження. Цей спосіб використовується, якщо потрібно лише 
розвантажити трансформатор та уникнути сплати штрафу за споживання 
значної РП. 
Групова компенсація. Пристрій компенсації встановлюється у голові 
ділянки мережі, що обслуговує групу ЕП, які потребують компенсації. Цей 
спосіб використовується у довгих ЛЕП, що містять ділянки з різними 
режимами роботи ЕП. 
Індивідуальна компенсація. Пристрій компенсації підключається 
безпосередньо до затискачів кожного індуктивного ЕП (електродвигуни, 
індукційні печі). Цей спосіб рекомендується впроваджувати, коли потужність 
ЕП велика по відношенню до заявленого максимуму навантаження. 
20 
Економічний та технічний ефект є максимальним, оскільки РП виробляється 
там, де вона споживається [9]. 
Назви пристроїв компенсації. 
Конденсатор – пристрій, що складається із двох пластин, розділених 
діелектриком, поміщених у пластмасовий корпус. У цьому корпусі 
розміщується також пристрій захисту на весь термін служби, що складається 
з реле та запобіжник, які відключає конденсатор у разі ушкодження [3, 8]. 
Блок конденсаторів – це комплект конденсаторів, які об'єднані у 
трифазний блок високої номінальної напруги мають повністю модульне 
виконання. Різні варіанти з'єднання конденсаторів дозволяють отримувати 
будь які необхідні параметри реактивної потужності (квар) залежно від 
напруги, частоти та вмісту вищих гармонік у мережі [3, 8]. 
Модуль компенсації – готове рішення для встановлення у 
функціональні та універсальні шафи. Кожен модуль складається із силові 
конденсаторів, які мають спеціальні контактори та пристрої захисту (залежно 
від виконання). Модулі компенсації виготовляються у стандартній версії (тип 
CLASSIC) з підвищеною номінальною напругою (тип COMFORT), з 
підвищеною номінальною напругою та захисним реактором (тип 
HARMONY) [3, 8]. 
Комплектна конденсаторна установка. ККУ поділяються на: 
- нерегульовані КУ – це установки з авторегулюванням та швидким 
регулюванням FAST. Мають два виконання: з автоматичним 
вимикачем, який відключається автоматично та без нього. 
- КУ з автоматичним регулюванням (від 7,5 до 1200 квар) – оснащуються 
конденсаторами, спеціальними контакторами, регулятором реактивної 
потужності та мають два виконання: з автоматичним вимикачем та без 
нього. Конденсаторні установки з автоматичним регулюванням FAST 
(від 100 до 600 квар) оснащуються конденсаторами, спеціальними 
швидкодіючими контакторами (тиристорними ключами), захисними 
реакторами та швидкодіючим регулятором реактивної потужності 
21 
(час спрацьовування менше 40 мс). Конденсаторні установки існують 
у стандартній версії (тип CLASSIC), з підвищеною номінальною 
напругою (тип COMFORT), з підвищеною номінальною напругою та 
захисним реактором (тип HARMONY) [3, 8]. 
 
1.1.3. Резонансні явища на вищих гармоніках 
 
Резонансні явища на вищих гармоніках є причиною великих 
спотворень струмів та напруг у розподільних мережах та викликають також 
навантаження силових конденсаторів [8]. 
Явища, описані нижче, відносяться до типу «паралельного резонансу» 
(резонансу струмів). 
Розглянемо спрощену схему  електроустановки (рис. 1.3), яка 
складається із силового трансформатора, лінійного навантаження, 
нелінійного навантаження, що є джерелом гармонік, конденсаторної 
установки для компенсації РП, еквівалентна схема для аналізу гармонік має 
вигляд представлений на рис. 1.4 [3].  
 
Рис. 1.3. Спрощена схема електроустановки 
22 
 
Рис. 1.4. Еквівалентна схема для аналізу гармонік: Ls – індуктивність 
ланцюга живлення (мережа+трансформатор+лінія), С – ємність силових 
конденсаторів, R – лінійне навантаження, Ih – нелінійне навантаження 
 
Залежність модуля еквівалентного опору Z для струмів вищих гармонік 
від частоти представлена на рис. 1.5 [8]. 
 
Рис. 1.5. Модуль опору Z в залежності від частоти 
 
Фізична інтерпретація [8]: 
 частота far є резонансною частотою паралельного ланцюга (Ls – С), на 
частоті far модуль опору ланцюга максимальний. Таким чином, при 
постійному струмі напруга відповідних гармонік велика і має місце 
значне спотворення напруги; 
23 
 струми гармонік, що відносяться до зони підсилення, що протікають 
всередині ланцюга (Ls – С) перевищують за величиною струми, що 
протікають у нерозгалуженій частині ланцюга (тобто струми, що 
підсилюються нелінійними елементами). 
На рис. 1.6, представлена схема з елементами ланцюга, які навантажені 
підсиленими струмами вищих гармонік [8]. 
 
Рис.1.6. Циркуляція підсилених струмів вищих гармонік 
 
Таким чином, мережа живлення та батарея для компенсації РП 
навантажені значними струмами вищих гармонік, можуть призвести до 
перевантаження [3, 8]. 
 
1.2. Аналіз сучасних технологій компенсації реактивної потужності 
в електричних мережах 
 
Висока надійність передачі електричної енергії не є обов'язковою 
умовою високої якості електроенергії, що враховує відхилення напруги від 
ідеальної форми синусоїдальної хвилі або коливань напруги та частоти 
24 
мережі. Операційні збої, відмова обладнання та пов'язана з цим втрата 
якості продукції або високі витрати часу на відновлення найчастіше 
зумовлені зниженням якості електроенергії, ніж при відключенні 
електроенергії. 
Багато електронних перетворювачів енергії все частіше 
використовуються, як у промислових так і в міських мережах. Для 
забезпечення ефективного використання електроенергії від джерел 
живлення з комутаційним режимом та енергозберігаючих ламп низької 
потужності до регульованих електроприводів, електроліз і навіть з високою 
напругою постійного струму. Частка цих систем у загальній 
електроенергетиці неухильно зростає. Результуючі мережеві перешкоди, 
такі як зміни напруги, дисбаланси, гармоніки, комутації або інтергармоніки, 
можуть призвести до різкого погіршення якості електроенергії та, зрештою, 
до вищевказаних наслідків, якщо не буде вжито ефективних заходів. У той 
самий час відбувається зниження потужності короткого замикання лінії з 
допомогою подачі живлення через електронні компоненти. 
Виробники обладнання та систем для компенсації реактивної 
потужності змушені займатися стійким покращенням якості електроенергії. 
Нові пристрої були зосереджені зокрема на тому, як компенсувати 
збільшення гармонійних навантажень, які дуже чутливі до систем 
компенсації реактивної потужності з конденсаторами. Найбільш важливі 
технології сьогодення полягають в наступному [10]: 
• ослаблена компенсація реактивної енергії (ємнісна). 
• компенсація реактивної енергії з тиристорним перемиканням 
(ємнісна та індуктивна). 
• пасивні схеми фільтрів (ємнісні). 
• активні електронні фільтри (ємнісні та індуктивні). 
Деякі з цих технологій захищають систему компенсації реактивної 
потужності від небезпечних надструмів через резонанси, інші також 
покращують якість електроенергії. Перш ніж обрати, яка система найкраще 
25 
підходить за технологією, місцем розташування та витратами, необхідно 
провести вимірювання якості електроенергії та оцінити зроблені в результаті 
порушення мережі в плановій системі. Крім того, постійний моніторинг 
якості електроенергії під час роботи системи компенсації захищає операторів 
системи та операторів мережі від несподіваних ситуацій. 
Розглянемо сучасні технології в області компенсації реактивної 
потужності, які найчастіше використовуються в системах електропостачання.  
Нерівномірна компенсація [10]. При нерівномірній компенсації 
конденсатори використовуються у вигляді ємнісного ланцюга (рис. 1.7). 
 
 
Рис. 1.7. Схема нерівномірної компенсації 
 
Раніше це було стандартне рішення, яке використовується для економії 
витрат на компенсацію реактивної потужності, що розраховувались 
постачальником ЕЕ. Даний підхід пов'язаний зі зменшенням потужності лінії 
живлення і тим самим зменшенням втрат на ЛЕП та трансформатора. Зі 
зміною умов мережі та наростаючою кількістю гармонік збільшується ризик 
перевантаження потужності через резонанси. Це призводить до покращення 
технологій компенсації. 
 
26 
Відлагоджена компенсація (схеми відбудови фільтра). Крім фактичного 
основного завдання компенсації реактивної потужності, ризик 
перевантаження по струму через резонанс значною мірою може бути 
виключений шляхом правильного вибору типу налаштування для системи 
компенсації та конструкції конденсаторів і котушок індуктивності, що 
використовуються. Сьогодні відлагоджена компенсація – це сучасна 
технологія. Ступінь підлаштування також може бути обраний таким чином, 
щоб зменшити специфічно вибрані низькочастотні гармоніки в мережі 
споживачів або не допустити, щоб керування частотою пульсацій частоти не 
порушувалося в розподільній мережі. Старіння компонентів та збільшення 
рівня гармонік через зміну технологій пристрою означають, що обладнання 
та системи повинні контролюватись, щоб вчасно виявити ризик 
перевантаження [10]. 
Тиристорна комутована компенсація – це коли динаміка навантаження 
не дозволяє проводити ступінчасту компенсацію методом перемикання через 
контактор, а замінюється комбінацією тиристорів і діодів (рис. 1.8) [10]. 
 
 
Рис. 1.8. Схема компенсації за допомогою тиристорів 
 
27 
Разом із швидким збором даних та контролем, можливі реальні 
операції перемикання в діапазоні кількох мережевих циклів без перемикання 
перехідних процесів. Це дозволяє практично миттєво коригувати швидкі 
зміни реактивної потужності, і в деяких випадках усуває ефект мерехтіння 
від стрибків навантаження. Основною перевагою такого типу комутації 
напівпровідників є те, що він запобігає включенню струмових навантажень, 
які виникають при звичайній відлаштованій компенсації. Це м'яке 
перемикання має значні переваги, особливо для чутливих споживачів, які 
підключені до того самого рівня потужності. 
Пасивні фільтри (налаштовані схеми фільтрів) – мають частоту 
природного резонансу дуже близьку до частоти гармонійного струму, що 
підлягає фільтрації від споживача або групи споживачів, таких як 
перетворювачі потужності (рис. 1.9) [10]. 
 
Рис. 1.9. Схема пасивних фільтрів 
 
Щоб запобігти перехідним процесам у тих же фільтрах, частота 
налаштування індуктивносі налаштовується на 5-10 Гц. Це у свою чергу 
ефективно фільтрує гармонійний струм, що виходить від джерела, і запобігає 
28 
його передачі в розподільчу мережу; це значно знижує навантаження від 
гармонійного струму лінії живлення / трансформатора (рис. 1.9). 
Цей метод дієвий у діапазоні від 3-ї по 5-й гармоніки та потребує 
щонайменше один етап фільтрації для кожної гармоніки мережі (рис. 1.10). 
Ризик перевантаження особливо високий із пасивними фільтрами, тому 
необхідно проводити постійний моніторинг та регулярне обслуговування. 
Крім того, пасивні фільтри можуть лише частково адаптуватися до змін 
навантаження. Поєднавши резистори паралельно з реакторами та фільтром, 
для гармонік можуть бути встановлені фільтри високих частот. Пасивні 
схеми фільтрів здатні лише зменшувати комутуючі провали в напрузі 
живлення, якщо, наприклад, одночасно включаються схеми фільтра для 5-ї, 
7-ї та 11-ї гармонік [10]. 
Точні розрахунки впливу пасивних фільтруючих схем зазвичай 
потребують кваліфікованих фахівців та використання потужного 
програмного забезпечення для моделювання. 
 
Рис. 1.10. Діаграма роботи пасивних фільтрів 
29 
Індуктивна компенсація. Різке збільшення кількості кабелів у 
електричних мережах і особливо збільшення кількості підключених об’єктів 
розподіленої генерації, обумовлює необхідність ємнісної компенсації у 
певний час доби з використанням котушок індуктивності (рис. 1.11) [10]. 
Подібно до систем з контрольованою компенсацією, вони можуть бути 
контакторними або тиристорними, включеними на низькому рівні напруги, 
або вмикатися та вимикатися на рівні середньої напруги за допомогою 
автоматичних вимикачів з ланцюгами RC. 
Ємнісна реактивна потужність, яка віддається з мережі, також 
заряджається при перевищенні певного коефіцієнта потужності. 
 
Рис. 1.11. Схема індуктивної компенсації 
 
Активний фільтр – це електронна система, яка використовуєтья для 
суттєвого підвищення якості електроенергії. Активна фільтрація – це сучасна 
технологія, яка дуже універсальна. Він може усунути гармоніки різних 
порядків, виконувати динамічну компенсацію реактивної потужності як 
ємнісно так і індуктивно або компенсувати дисбаланси напруги [10]. 
30 
Для гармонійної компенсації кожної окремої гармоніки може бути 
заданий певний ступінь компенсації. Таким чином, фільтруються лише 
встановлені граничні значення, узгоджені з оператором розподілу ЕЕ. 
Завдяки високій динаміці деякі активні фільтри навіть здатні ефективно 
коригувати зміни у поточній формі хвилі, які представлені комутаційними 
провалами. Крім компенсації трьох проводів, активні фільтри також 
забезпечують можливість зменшення гармонік на нейтральному проводі. 
Третя гармоніка складається арифметично в нейтральному провіднику, що 
може призвести до важких навантажень або навантаження нейтрального 
провідника. Активний фільтр миттєво реагує з його ступенем компенсації, 
встановленої для конкретної точки вимірювання кожної гармоніки. В 
принципі це означає, що на нього не впливають інші ефекти в мережі і, таким 
чином, не змінює структуру мережі в резонансних точках. Він продовжує 
доставляти свої номінальні показники, що він «перевантажений», і поступово 
обмежує рівень компенсації. Це дає перевагу у тому, що максимальна 
ефективність компенсації фільтра доступна навіть при надмірних 
гармонічних навантаженнях [10]. 
Компенсація реактивної потужності настільки динамічна, що навіть 
забезпечує компенсацію мерехтіння. Також можливо компенсувати ємнісну 
операцію, яка часто виникає у комп'ютерних центрах або реалізувати робочу 
точку, наприклад, для систем ДБЖ [10]. 
Активний фільтр потужності виконує кілька функцій одночасно. 
Завдяки цільовому використанню можна вирішувати спеціальні проблеми з 
якістю електроенергії практично незалежно від існуючої системи компенсації 
реактивної потужності. Перевантаження системи не призводить до 
вимкнення пристрою та збою всього фільтра. Гармоніки можуть бути 
компенсовані по всьому спектру до 50-ї гармоніки [10]. 
Таким чином, представлені вище технології не завжди є 
індивідуальними рішеннями, але можуть бути об'єднані у вигляді гібридних 
рішень. Прикладом, може бути споживач із різноманітними 
31 
характеристиками: активно-індуктивний характер навантаження, в яких 
можуть бути встановлені напівпровідникові пристрої (керований частотний 
електропривод). Тут виникає зразу дві проблеми, які необхідно вирішити: 
зменшення кількості гармонік, які можуть бути отримані перетворювачами з 
одночасним коефіцієнтом високої потужності та компенсації активно-
індуктивної реактивної потужності. Сучасні фільтри активної потужності 
здатні одночасно вирішувати обидві проблеми. Щоб знизити інвестиційні 
витрати, часто використовується гібридне рішення, в якому класичні пасивні 
схеми фільтра для 5-ї та 7-ї гармонік одночасно компенсують основну 
частотну реактивну потужність решти споживачів. Тільки гармоніки з вищою 
частотою, які набагато менші за значенням струмів, які загасають до 
сумісного рівня з активним фільтром. Однак такі рішення вимагають 
детального аналізу запланованого використання, вимірювань у точці 
підключення та технічних розрахунків мережі [10]. 
Дане питання, можна вирішити шляхом розробки та впровадження 
систем компенсації реактивної потужності з комплексним моніторингом 
мережі, що може бути інструментом для постійної реєстрації потоку 
потужності, повних гармонійних спотворень струмів і напруг та інших 
параметрів мережі, що безпосередньо пов'язані з якістю електроенергії. Таке 
поєднання може ефективно підтримувати систему управління 
навантаженням, що інтелектуально координує час запуску основних 
споживачів у періоди пікового попиту. Крім того, стає очевидним підхід, при 
якому з відносно невеликими зусиллями в мережі може бути досягнуто 
великого ефекту (запобігання реактивній потужності, зменшення гармонік 
тощо). Це може також допомогти виявити та виправити проблемні тенденції 
на ранньому етапі, наприклад, навантаження на лінії та трансформатори [10]. 
Ще однією задачею є стандартизація та впровадження у формі 
нормативів для всіх учасників ринку електричної енергії. Існуючі прогалини 
в стандартах повинні бути закриті, наприклад, шляхом визначення граничних 
значень для перешкод, що проводяться до 9 кГц. Більше того, обговорення 
32 
розподілу витрат на якість електроенергії має враховувати питання про те, чи 
мають витрати дедалі частіше розподілятися на відповідних учасників ринку 
електроенергії та потенційні джерела, що викликають зниження якості 
електроенергії. 
Таким чином, оптимально розроблені системи компенсації, які 
враховують вимоги обладнання та систем, що підлягають компенсації: 
- скоротити витрати на електроенергію, дотримуючись узгодженого за 
контрактом коефіцієнта потужності, 
- включити заплановане підключення споживачів із високим рівнем 
коливань навантаження, 
- скорочення витрат на обладнання у системах споживача, таких як 
трансформатори та кабелі, а також у мережі передачі та розподілу 
оператора, 
- стабілізувати міські та промислові мережі за рахунок зменшення 
загального гармонійного спотворення. 
Глибокі знання та сучасні, безпечні та складні конфігурації системи для 
компенсації реактивної потужності можуть бути використані для підвищення 
якості електроенергії, та допоможуть вирішити завдання комплексної 
компенсації реактивної потужності для пристроїв з низькою та високою 
напругою. 
 
1.3. Схема динамічного стабілізатора напруги поліпшення якості 
електроенергії на великих промислових підприємствах 
 
Великі промислові підприємства, споживання електроенергії яких 
складає 85% від загального виробництва ЕЕ по країні, становлять основну 
частину системи розподілу електроенергії та пред'являють більш високі 
вимоги до якості електроенергії ніж звичайні споживач. У всіх видах 
енергетичних систем часто виникають флікери напруги, які негативно 
впливають на нормальну роботу споживачів [11]. 
33 
Динамічний стабілізатор напруги (ДСН) є своєрідним пристроєм з 
керованим джерелом напруги, яке може компенсувати необхідну потужність. 
Він має високу ефективність та коштує менше, ніж інші пристрої, такі як 
джерело безперебійного живлення, трансформатор постійної напруги тощо. 
Крім основної функції компенсації напруги, ДСН може виконувати функцію 
компенсації гармонік та реактивної потужності. Це найбільш ефективне та 
популярне силове електронне обладнання, яке вирішує проблему якості 
електричної енергії. Таким чином, ДСН може не лише підвищити надійність 
джерела живлення, а й підвищити якість живлення зі сторони навантаження 
[11]. 
В даний час існує три типи найбільш поширених ДСН [11]. 
Динамічний стабілізатор напруги з конденсатором постійного струму 
повинен компенсувати тільки реактивну потужність, інакше при споживанні 
активної потужності його постійна напруга сильно знижуватиметься. ДСН із 
системою акумулювання енергії часто вибирає акумуляторну батарею, 
надпровідну магнітну енергію або накопичення енергії маховика як джерело 
енергії. Таким чином, динамічний стабілізатор напруги здатний 
компенсувати реактивну потужність, а також активну потужність. У 
динамічному стабілізаторі напруги з випрямною системою, для завершення 
довготривалої компенсації, конденсатор постійного струму підключається до 
сторони живлення або навантаження через випрямну схему. Коли зі сторони 
живлення виникає збій напруги, настільки важко підтримувати постійну 
напругу в частині постійного струму, і є ймовірність, що ДСН буде подано 
перенапругу або напругу гармонік. Крім того, випрямна схема не може 
отримувати енергію через електричну мережу, якщо в мережі вагомо 
відбувається падіння напруги, і є ймовірність, що станеться більше падіння 
напруги. 
На рис. 1.12 представлена схема компенсації напруги ДСН, 
застосовується для подвійного джерела живлення з подвійним 
34 
навантаженням, яка має переваги як ДСН із системою зберігання енергії, так 
і ДСН з випрямляючою системою [11].  
 
Рис. 1.12. Схема компенсації напруги ДСН 
 
Схема ДСН має дуже високий коефіцієнт корисної дії та пристроєм з 
керованим джерелом напруги, що використовується для вирішення проблем 
якості електроенергії, таких як фліккер напруги та гармоніки. Він 
встановлюється між навантаженням та джерелом живлення, щоб 
компенсувати напругу на стороні навантаження, коли відбувається збій 
живлення, або зі сторони джерела живлення, що має фліккер напруги або 
гармоніки [11]. 
Для електропостачання великих промислових підприємств 
використовують подвійну резервну систему електроживлення, таку як 
джерело безперебійного живлення, аварійне джерело живлення, 
автоматичний перемикач передачі шини, систему статичного перемикача та 
автоматичний перемикач передачі від критичного навантаження. 
Двостороннє джерело живлення резервується від іншого джерела за схемою 
ДСН, що використовується для подвійного електропостачання з подвійним 
навантаженням. Якщо відбувається збій живлення або падіння напруги в 
одному напрямку, ДСН може отримати живлення від іншого джерела. 
35 
Напруга компенсації генерується інвертором, який підключений до ланцюга 
через трансформатор (рис. 1.12) [11]. 
На великих промислових підприємствах часто з'являються 
несиметричні трифазні навантаження, однофазний інвертор встановлюється 
так, щоб три фази можуть керуватися незалежно. Ця схема (рис. 1.12) не 
потребує великого пристрою і здатна вирішити проблему ДСН з випрямною 
системою: коли напруга сильно падає, пристрій не може швидко 
компенсувати падіння напруги.  
Інвертор має безліч методів керування та моделювання, керуюче ядро – 
це H-мостова схема включення-вимкнення чотирьох IGBT транзисторів в 
однофазному режимі. Враховуючи, що двополюсне керування напругою і 
струмом володіє хорошими статичними і динамічними характеристиками 
відгуку здатне задовольнити потребу швидкої відповіді ДСН на систему 
управління, прийнята подвійна схема управління із замкнутим контуром, 
заснована на вихідній напрузі ДСН та індуктивному струмі вихідної 
фільтрації має кращу ефективність. 
У цій схемі (рис. 1.12) з подвійним замкнутим контуром поточний 
внутрішній контур приймає регулятор струму. Пропорційний цикл 
регулятора струму використовується для збільшення коефіцієнта 
демпфування інвертора, забезпечення постійної роботи всієї системи та 
забезпечення високої надійності, а інтегральний цикл використовується для 
зменшення помилки струмового контуру, що встановилася.  
 
1.4. Аналіз існуючих систем автоматичної компенсації реактивної 
енергії 
 
Одна із систем регулювання реактивної енергії в автоматичному 
режимі РРМ-12 (рис. 1.13) [12]. 
Призначення: 
- утримання заданого параметра коефіцієнта потужності; 
36 
- індикація та контроль параметрів мережі; 
- забезпечення оптимальної роботи конденсаторів у важких режимах 
експлуатації, у тому числі в режимах перенапруги та за наявності 
гармонійних складових. 
Використовується у системах автоматичного регулювання компенсації 
реактивної потужності в трифазних мережах 0,4 кВ з симетричним 
навантаженням, що не швидко змінюється, так і з наявністю гармонійних 
складових так і без них. 
 
 
Рис. 1.13. Регулятор реактивної потужності на 12 каналів РРМ-12 
 
Принцип роботи: 
- регулятор реактивної потужності РРМГ-12, який застосовується в 
установках компенсації реактивної потужності (УКРМ), оснащений 
вимірювальними контурами струму та напруги. Після цифрової 
обробки виміряних величин з високою точністю визначаються 
значення коефіцієнта потужності, шляхом підключення або 
відключення необхідного числа батарей (ступенів) конденсаторів, 
здійснюється регулювання реактивної потужності; 
37 
- регулятор розраховує необхідні включення та відключення ступеней 
згідно з різними алгоритмами: 
• затримки на включення/вимкнення, 
• затримки на повторне включення, 
• запобігання резонансним явищам, 
• зовнішньої послідовності; 
- регулятор забезпечує наступні види захисту конденсаторів (ступеней): 
• захист від гармонійного спотворення напруги, 
• захист від перенапруги, 
• захист від частих перемикань, 
• захист від миттєвих подвійних включень. 
Переваги: 
- відображення коефіцієнтів нелінійного спотворення напруги та 
струму; 
- відображення повного коефіцієнта потужності мережі PF *; 
- відображення основного коефіцієнта потужності DPF **; 
- висока точність вимірювань, 4-розрядний дисплей. 
- ручний та автоматичний режим роботи; 
- автоматичний режим розрахунків ємності С1. 
Конденсаторні установки з автоматичним регулюванням компенсації 
реактивної енергії на U=0,4 кВ типу АУКРМ представлені на рис. 1.14 [13]. 
Вони випускаються номінальною потужністю від 5 до 1200 кВАр.  
Установки для компенсації РП з авторегулюванням встановлюють 
лише екологічно безпечні конденсатори. Конденсатори в сухому виконанні 
встановлюють розрядні резистори, а також запобіжники-переривники, які 
спрацьовують при тиску вище заданого [13]. 
 
 
 
 
38 
 
Рис. 1.14. Установка для компенсації РП із авторегулюванням [12] 
 
За бажанням замовника можливе виготовлення конденсаторних 
установок з регулюванням на різні значення потужності та зміненими 
габаритними розмірами. До цього можна додати різне число ступенів та 
автоматичне охолодження або підігрів самої установки [13]. 
Конденсаторні установки з автоматичним регулюванням компенсації 
реактивної енергії (АУКРМ) представлені у вигляді металевої шафи (рис. 
1.14) підлогового або навісного виконання з повітряним охолодженням. 
Шафи пофарбовані порошковою фарбою, що запобігає появі корозії. 
Силовий кабель заводиться знизу установки, але за бажанням замовника 
можна зверху. 
На передній панелі КУ розташовується регулятор РП під керуванням 
спеціального мікропроцесора. КУ з авторегулювання необхідної реактивної 
енергії дає необхідний коефіцієнт потужності [13] з високою точністю та 
великим діапазоном: 
- відстеження зміни реактивної енергії у тій мережі, якою йде 
компенсація з потрібним значенням cos φ; 
39 
- реактивна енергія не надходить у мережу від джерел; 
- поява перенапруг практично неможливо, тому що використовується 
АКУРМ; 
- відстеження всіх параметрів відбувається в режимі онлайн, і 
виводиться на екран; 
- так само йде повний контроль КУ та всіх додаткових елементах, 
необхідних для її роботи; 
- передбачена система аварійного відключення конденсаторної 
установки та попередження обслуговуючого персоналу; 
- можливе автоматичне підключення примусового обігріву або 
вентиляції конденсаторної установки. 
Необхідний cosφ, з високою точністю і у великому діапазоні 
компенсованої реактивної потужності в установках АУКРМ забезпечується 
мікропроцесорним програмованим контролером – регулятором реактивної 
потужності. 
Регулятор реактивної потужності автоматично відстежує зміну 
реактивної потужності навантаження і відповідно до заданого значення 
коефіцієнта потужності коригує cosφ керуючи комутаційними апаратами 
секцій конденсаторних батарей. 
На панелі керування відстежуються всі основні параметри мережі, що 
компенсується. Разом з цим ведеться контроль за режимами експлуатації та 
роботою кожного елемента КУ, при цьому враховується час роботи та 
кількість підключених секції, що дає оптимізувати зносостійкість 
контакторів та розподілу навантаження в мережі. 
 
 
 
 
 
 
40 
1.4.1. Мікропроцесорний регулятор DCRK виробництва Lovato 
 
Даний мікропроцесорний регулятор має індикатор трьома розрядами і 
розділений на 7 рівних сегментів, що задають параметри мережі, і чотири 
кнопки для цих параметрів (рис. 1.15) [14]. 
 
Рис. 1.15. Мікропроцесорний регулятор DCRK 
 
Мікропроцесорний регулятор випускають на дванадцять, а також на 
п'ять, сім та вісім ступенів регулювання. Регулятор оснащується інтерфейсом 
RS-232/TTL для встановлення напруги, струму та косинуса φ. Все це можна 
робити за допомогою комп'ютера та віддаленого підключення за 
промінтерфейсом RS-485. У комплекті з DCRK може поставлятися 
програмне забезпечення DCRK - SOFTWARE CONTROL PANEL, для 
всебічного використання всіх функцій, що надаються регулятором. 
Переваги регулятора DCRK: 
- усередині установки тепловий датчик, який дає сигнал при високій 
температурі КУ; 
- одна з найкращих функцій, закладених у процесор, для розрахунку 
навантаження КУ; 
- розрахунок cos φ за кожний тиждень та за середнім значенням; 
41 
- встановлені 2 додаткові вихідні реле, які можна запрограмувати як 
«тривога та/або увімк. вентилятор» [14]. 
Регулятор розміщується у пластиковому корпусі, який можна закріпити 
до електричних шаф, щитів. З'єднувальний кабель підключається до панелі 
регулятора із задньої сторони. Живлення і вимірювальна напруга подається 
безпосередньо на регулятор з фази "В" і "С" і підключається через відповідні 
запобіжники до клем "9" і "10" або "15" і "16" (рис. 1.16). Перед тим, як 
підключити регулятор, необхідно перевірити напругу в мережі живлення. 
Також на регулятор приходить вимірювальний струм, який надходить із 
трансформаторів струму. Трансформатор струму встановлюється на фазі А, 
яка не розривається та не розгалужується на ділянці навантаження-
конденсаторна батарея [14]. 
 
Рис. 1.16. Підключення регулятора DCRK 
42 
1.4.2. Регулятори реактивної потужності Beluk 
 
Технічні характеристики мікропроцесорного регулятора BLR-CX [14]: 
- компенсація реактивної потужності шляхом повністю автоматичного 
розпізнавання та контролю потужності ступеня регулювання; 
- інтелектуальний алгоритм регулювання забезпечує оптимальний вибір 
ступеня та малу тривалість процесу регулювання; 
- функції налаштування для запуску не потрібні. 
 
Рис. 1.17. Регулятори реактивної потужності Beluk BLR-CX 
 
Принцип дії мікропроцесорного регулятора BLR-CX (рис. 1.17) [14]. 
Інтелектуальний алгоритм регулювання фірми Beluk включає 
оптимальні ступені регулювання, завдяки чому забезпечується невелика 
тривалість процесу регулювання у поєднанні з мінімальним числом 
включень. При цьому частота включень розподіляється рівномірно по всіх 
ступеней. 
Всі суттєві для регулювання параметри задаються на заводі-виробнику 
таким чином, що майже у всіх випадках BLR-CX може розпочати 
регулювання відразу після підключення без додаткових налаштувань. Поряд 
із цим регулювальні характеристики компенсаційного пристрою можна 
43 
узгоджувати з місцевими умовами. У разі потреби зміну параметрів можна 
виконувати і в процесі регулювання. 
Додаткові налаштування виконуються у двох окремих меню 
користувача. У меню "Пуск" ("Start") доступні лише суттєві для введення в 
експлуатацію налаштування: номінальна напруга, коефіцієнти трансформації 
струму та напруги, автоматичне коригування підключення та 
увімкнення/вимкнення регулювання. У розширеному меню налаштовуються 
такі параметри [14]: 
Вимірювання: Номінальна напруга, трансформатори струму та напруги, 
допуск на напругу, вимірювання L-L/L-N, кут фазової компенсації, 
автоматичне підстроювання підключення, синхронізація, скидання 
лічильника годин роботи, скидання середнього значення cosφ, скидання 
максимальної температури. 
Регулювання: Чутливість регулювання, цільові значення cosφ 1 і 2, час 
перемикання, час зміни ступеня, зміна ступеня, автоматичне розпізнавання 
конденсатора, блокування заданих ступеней. 
Програми регулювання: "максимальна відповідність (Best-Fit)", та 
"принцип LIFO", "комбіноване регулювання", "прогресивне регулювання", 
"реактивна потужність зсуву", "асиметричний час перемикання". 
Ступені: Час розряду, величина ступеня в кВА(р), число циклів 
перемикання для даного типу ступеней (наприклад, для фіксованих 
ступеней), скидання параметрів ступеня 
Аварійна сигналізація: Сигналізація про збій регулювання, про 
дефектний ступінь, про втрату потужності конденсатора, про нелінійні 
спотворення напруги, про досягнення граничного значення співвідношення 
"температура 1/температура 2", про досягнення граничного числа циклів 
перемикання, про досягнення граничного напрацювання пристрою, 
регуляторів I = 0 
Для запуску регулювання необхідно лише правильно встановити 
номінальну напругу. В іншому випадку регулювання блокується для захисту 
44 
конденсаторів. Якщо не буде заданий коефіцієнт трансформації струму, 
будуть відсутні виміряні значення, що залежать від величини струму. 
Неправильне підключення усувається завдяки автоматичній активізації 
фазового коректора. При техобслуговуванні пристрою всі виходи можуть 
перемикатися вручну. 
Вимірювальні входи мікропроцесорного регулятора BLR-CX. За 
виміряними значеннями напруги та струму BLR-CX визначається коефіцієнт 
потужності мережі. При цьому немає значення, в яких фазах підключені 
вимірювачі струму і напруги, оскільки помилка виправляється за рахунок 
автоматичної активізації коригування підключення. Поріг спрацьовування 
вимірювання струму становить менше 20 мА, завдяки чому досягається 
надійне та точне регулювання. Можуть застосовуватись як 1 А-, так і 5 А-
перетворювачі. Для цього ручне налаштування не потрібне. Завдяки 
широкодіапазонному блоку живлення стає можливим вимірювання напруги в 
межах 90 – 550 В. 
За допомогою датчика температури регулятор реактивної потужності 
BLR-CX може вимірювати температуру всередині комутаційної шафи та, у 
разі потреби, безпосередньо через одне з вихідних реле активувати 
підключений вентилятор або відключати конденсатори для їх захисту. 
Замикаючі контакти зовнішніх термостатів, включені паралельно датчику 
температури, уможливлюють відключення виходів при перегріванні в 
паралельно встановлених шафах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
45 
РОЗДІЛ 2 
ВИБІР СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОЇ КОМПЕНСАЦІЇ РЕАКТИВНОЇ 
ПОТУЖНОСТІ НА ПІДСТАНЦІЇ ПРОМИСЛОВОГО 
ПІДПРИЄМСТВА 
 
2.1. Схемні рішення системи автоматичної компенсації реактивної 
потужності 
 
Система автоматичної компенсації реактивної потужності призначена 
для роботи в електротехнічних системах та комплексах, вона повинна 
забезпечувати швидкодіючу компенсацію реактивної потужності та 
стабілізацію трифазної синусоїдальної напруги у системах 
електропостачання промислових підприємств, об'єктів агропромислового та 
оборонного комплексів, міського житлово-комунального господарства, 
електрифікованого транспорту тощо. На основі аналізу літературних джерел 
[15, 16, 17] для компенсації реактивної потужності мною взята за основу 
система автоматичної компенсації відхилень напруги трансформаторної 
підстанції з амплітудно-імпульсним регулюванням (рис. 2.1) [15]. Дана схема 
складається із вольтододаткового трансформатора, вторинна обмотка якого 
з'єднується через реверсивний випрямляч, фільтр та двомостовий інвертор 
напруги, який підключений до навантаження, а його первинна обмотка 
з'єднана послідовно з первинною обмоткою силового трансформатора 
підстанції. В автоматичній системі для вирівнювання напруги на 
навантаженні використано змішане регулювання додатковим регулятором 
високовольтної напруги (амплітудне та широтно-імпульсне). Широтно-
імпульсне регулювання реалізовано двомостовим інвертором напруги у 
функції відхилення напруги на навантаженні, а амплітудне - реверсивним 
випрямлячем функції відхилення напруги мережі або навантаження. 
Компенсація РП мережі здійснюється дискретним та плавним шляхом. 
46 
Дискретний ступінь виконаний у вигляді батареї косинусних конденсаторів, 
які розміщені на затискачах мережі та/або фільтрокомпенсуючі ланцюги на 
затискачах навантаження. Ступінь плавного регулювання споживаної або 
генерованої реактивної потужності організована двомостовим інвертором 
шляхом відстаючого або випереджального регулювання фази його вихідного 
напруги функції реактивної потужності мережі. Запропонована система 
відрізняється від існуючих покращеною якістю вихідної напруги та вхідного 
струму, а також високими енергетичними показниками та швидкодією. 
 
Рис. 2.1. Система автоматичної компенсації відхилень напруги 
трансформаторної підстанції з амплітудно-імпульсним регулюванням 
 
Пристрій відноситься до енергетичної електроніки і може бути 
використаний для компенсації коефіцієнта потужності на вході та стабілізації 
напруги на виході трансформаторної підстанції. 
Обмотки головного трансформатора підстанції включені за схемою 
Y/Yн. Вторинна обмотка вольтододаткового трансформатора через 
тиристорний перетворювач підключена до навантаження, а первинна обмотка 
47 
включена послідовно з первинної обмоткою силового трансформатора. 
Реверсивний випрямляч працює з фіксованими кутами αв та παв, прямого та 
зворотного трифазних мостів при формуванні відповідно позитивної та 
негативної вольтодобавки. Кути управління αінв та παінв першим і другим 
трифазними мостами інвертора напруги регулюються від 0 до 180 
ел.градусів. 
В результаті роздільного узгодженого управління мостами випрямляча 
з фіксованим αв та спільного узгодженого управління мостами інвертора 
досягається широтно-імпульсне регулювання вольтодобавки у шести 
піддіапазонах. 
Це регулювання вихідної напруги здійснюється вгору і вниз відносно 
напруги мережі без зсуву першої гармоніки та з порівняно високою 
швидкодією. 
До недоліків цього пристрою слід віднести: низькі значення 
коефіцієнтів потужності та корисної дії трансформаторної підстанції, які 
виникають через наявність у споживачах реактивної потужності та джерел 
компенсації реактивної потужності, спотворення через відсутність засобів та 
елементів управління для компенсації цих складових повної потужності. 
Слід відмітити, у схемі на рисунку 2.1, споживачі мережі та елементи 
трансформаторної підстанції є джерелами нелінійних спотворень, які 
призводять до втрати активної потужності [15]. 
По-перше, ці спотворення вихідної напруги, що вносяться двомостовим 
інвертором. Вони мають найбільші значення за відсутності амплітудного 
регулювання, особливо при зміні в межах від 0 до 15 град. та від 165 до 180 
град. 
По-друге, це спотворення струму на низькій та високій стороні 
підстанції, обумовлені наявністю реверсивного випрямляча. 
Крім того, при роботі підстанції в умовах різких коливань напруги в 
мережі та різко змінному характері навантаження виникають додаткові 
48 
спотворення форми струмів і коливання їх перших гармонійних складових по 
фазі. 
Схемним рішенням зазначених недоліків при неповній і нерегульованій 
компенсації коефіцієнта потужності мережі досягається тим, що до вхідних 
затискачів реверсивного випрямляча підключаються фільтрокомпенсуючі 
ланцюги. Система спільного узгодженого управління двомостовим 
інвертором напруги, виконується з можливістю зміни кута управління в 
межах від 15 до 165 град. та реверсивним керуванням випрямлячем з 
обмеженням мінімального рівня випрямленої напруги. Керуючий вхід 
підключається до виходу того ж датчика відхилення напруги навантаження 
або до виходу введеного датчика відхилення напруги мережі. Реверсивний 
випрямляч виконаний за мостовою схемою зі штучною комутацією з 
незмінним 120 -градусним інтервалом між кутами включення та вимикання 
кожного вентиля, синхронізуючий вхід системи управління реверсивним 
випрямлячем підключений до навантаження через одноканальну систему 
регулювання фази синхроімпульсів, яка має функцію зміни напрямку 
регулювання синхроімпульсів фази відносно напруги навантаження за 
знаком керуючого сигналу або знаком випрямляча системи регулювання 
фази синхроімпульсів, який підключений до виходу датчика відхилення 
напруги навантаження або датчика відхилення напруги мережі [16]. 
Для досягнення повної компенсації реактивної потужності на 
трансформаторній підстанції із забезпеченням високої якості вихідної 
напруги та вхідного струму досягається тим, що до вхідних затискачів 
трансформаторної підстанції підключаються батарея косинусних 
конденсаторів, а синхронізуючий вхід системи спільно узгоджується з 
управлінням двомостовим інвертором напруги, який підключений до мережі 
через додаткову одноканальну систему регулювання фази синхроімпульсів, 
виконану з можливістю зміни напрямку регулювання фази відносно до 
напруги мережі за знаком керуючого сигналу. Керуючий вхід додаткової 
одноканальної системи регулювання фази синхроімпульсів підключений до 
49 
виходу введеного реверсивного датчика, який з’єднаний з логічним блоко 
задавання напрямку регулювання фази, вихід якого підключений до входу 
контролю одноканальної системи регулювання фази синхроімпульсів, а 
перший і другий його входи - відповідно до виходу реверсивного датчика 
реактивної потужності мережі та виходу датчика відхилення напруги 
навантаження [16]. 
На рисунках 2.3-2.6 представлено схемні рішення запропонованої 
системи автоматичної компенсації коефіцієнта потужності, які виконані 
відомих функціональних елементів [16, 17]. Схеми з керованим реверсивним 
випрямлячем з природною і штучною комутацією представлені на рис. 2.3 і 
2.4, а з додаванням до них чотириквадрантного амплітудно-фазового 
регулювання на рис. 2.5 і 2.6. На рис. 2.2 представлена векторна діаграма 
струмів і напруг, R та RL-навантаженнях. 
 
 
Рис. 2.2. Векторна діаграма струмів і напруг R та RL-навантаженнях 
 
Система автоматичної компенсації коефіцієнта потужності та 
відхилень напруги трансформаторної підстанції (рисунок 2.3, 2.4, 2.5 і 2.6) 
50 
містить наступні елементи: головний і вольтододатковий трансформатори 1 і 
2, двомостовий інвертор напруги 3 з системою спільного узгодженого 
управління 4, реверсивний мостовий випрямляч 5 6, фільтр 7, 
фільтрокомпенсуючі ланцюги 8, датчики відхилення напруги навантаження 9 
і мережі 10, мережа 11 і навантаження 12, одноканальну систему 
регулювання фази синхроімпульсів 13, додаткову одноканальну систему 
регулювання фази синхроімпульсів 14, реверсивний датчик логічний блок 
задавання напрямку регулювання фази синхроімпульсів 17. 
 
Рис. 2.3 Перша схема з керованим реверсивним випрямлячем з 
природною та штучною комутацією 
 
Обмотки головного трансформатора 1 з'єднані за схемами Y/Yн. 
Вторинна обмотка вольтододаткового трансформатора 2 пофазно підключена 
до виходу тиристорного перетворювача з ланкою постійної напруги, вхід 
якого підключений до навантаження 12. Первинні обмотки головного і 
вольтододаткового трансформаторів 1 і 2 з'єднані послідовно і підключені до 
мережі 11. У тиристорному перетворювачі між виходом реверсивного 
випрямляча 5 і входом двомостового інвертора напруги 3 включений LC-
фільтр 7 з вбудованим в нього датчиком напрямку вхідного струму 
інвертора, а вихід цього датчика підключений до системи роздільного 
узгодженого управління 6 мостами реверсивного випрямляча 5. До вхідних 
затискачів реверсивного випрямляча 5 і синхронізуючий вхід його системи 
51 
роздільного узгодженого управління 6. Синхронізуючий вхід системи 
спільного узгодженого управління 4 двомостовим інвертором напруги 3 
підключений до мережі 11. Вихід датчика 9 відхилення напруги 
навантаження підключений до керуючого входу системи керування 4 
двомостовим інвертором напруги 3, а реверсивним випрямлячем 5 
підключений до виходу датчика відхилення 10 напруги мережі 11. 
На рисунках 2.4, 2.5 та 2.6 введено додаткові елементи та зв'язки між 
ними. На рис. 2.4 синхронізуючий вхід системи роздільного узгодженого 
управління через одноканальну систему регулювання фази синхроімпульсів 
підключений до навантаження 12. 
 
Рис. 2.4. Друга схема з керованим реверсивним випрямлячем з 
природною та штучною комутацією 
 
На рис. 2.5 синхронізуючий вхід системи спільного узгодженого 
управління 4 через додаткову одноканальну систему регулювання фази 
синхроімпульсів 14 підключений до мережі, до якої також підключені 
введена батарея косинусних конденсаторів 16 і реверсивний датчик 15 
реактивної потужності мережі, вихід якого підключений до керування 
синхроімпульсами 14. 
 
 
 
52 
 
Рис. 2.5. Перша схема з додаванням чотириквадрантного амплітудно-
фазового регулювання 
 
На рис 2.6 вихід логічного блоку задавання напрямку регулювання 
фази 17 підключений до входу контролю одноканальної системи 
регулювання фази синхроімпульсів 13, а перший і другий його входи 
відповідно до виходу реверсивного датчика 15 реактивної потужності 11 
мережі і до виходу датчика 9 відхилення напруги навантаження 12. 
 
 
Рис. 2.6. Друга схема з додаванням чотириквадрантного амплітудно-
фазового регулювання 
 
 
53 
Принцип дії запропонованої системи базується на підсумовуванні 
напруги мережі з модульованою додатковою напругою та чотириквадрантне 
векторне формування додаткової напруги за допомогою тиристорного 
перетворення амплітуди та фази з ланкою постійної напруги. 
Вектор діючого значення першої модульованої гармоніки додаткової 
напруги формується з напруги навантаження U2 та визначається виразом: 
 
   
U 3 6 cos 2 2

Д =  ⋅ αв  ⋅  ⋅cosα jβінв
π π інв  ⋅kвт ⋅U2 ⋅e ,    (2.1) 
   
 
де αв , αінв  – кути управління тиристорами реверсивного випрямляча та 
двомостового інвертора напруги; 
βінв  – фаза вихідної напруги двомостового інвертора; 
kвт  – коефіцієнт трансформації вольтододаткового трансформатора 
При обліку падіння напруги на тиристорному перетворювачі та умови 
обмеження початкового та кінцевого значень αінв  на 15 град. будемо 
вважати, що 
 
6 12
⋅cosαінв = 2,106 ⋅cosαінв ≈ 2cosαінв,  
π
 
і тоді вираз (2.1) запишеться у вигляді 
 
U Д = 2cosα jβінв
інв ⋅cosαв ⋅kвт ⋅U2 ⋅e ,     (2.2) 
 
Напруга U1 на первинній обмотці головного трансформатора 
визначається, як сума напруги мережі Uм та додаткової напруги Uд: 
 
54 
U = U 
1 м + UД = U м + 2 ⋅k ⋅U ⋅cosα ⋅ cosα ⋅e jβінв
вт 2 інв в ,    (2.3) 
 
Головний трансформатор 1, зменшує свою вхідну напругу U1 
відповідно до коефіцієнту трансформації kГТ раз, формує напругу 
навантаження: 
 
U U U k

2 =
1 = м + вт (2 ⋅U2 ⋅cosαінв ⋅ cosαв ⋅e jβінв ),  
kгт kгт kгт
 
або з урахуванням відхилень напруги в мережі ±ΔUм та падіння напруги ΔUК 
на трансформаторах остаточно отримаємо: 
 
U U м ± ∆U м − ∆U К

2 = .    (2.4) 
kгт − 2 ⋅kвт ⋅cosαінв ⋅ cosαв ⋅eхр( jβ)
 
З виразу (2.4) та діаграми (рис. 2.2) видно, що при зміні αінв , αв  вектор 
U 2  регулюється по амплітуді та фазі. Регулювання амплітуди U 2  забезпечує 
компенсацію відхилень напруги, спричинених змінами напруги в мережі 
∆U м , а також змінами величини та характеру навантаження, що виражається 
за допомогою вектора ∆U К .  
Регулювання фази вектора напруги U 2  у бік випередження при RL-
навантаженні та у бік відставання при R-навантаженні дозволяє спільно з 
фільтрокомпенсуючими ланцюгами 8 забезпечити орієнтацію вектора струму 
вторинного ланцюга підстанції І2  практично на незмінну величину кута δ 
відносно напруги мережі U м  і при необхідності з застосуванням в 
первинному ланцюзі батарей косинусних конденсаторів 16, забезпечити 
повну компенсацію реактивної потужності на вхідних затискачах підстанції. 
55 
Струм вторинного ланцюга І2  (рис. 2.2) складається із струму 
навантаження Ін  та струму реверсивного випрямляча Ів , а також першої 
гармоніки струму фільтрокомпенсуючих ланцюгів Іфк  
 
І = І  
2 н + Ів + Іфк ,      (2.5) 
 
При використанні у пристрої реверсивного випрямляча 5 зі штучною 
комутацією фази вектора струму Ів , можна регулювати кути включення та 
вимикання тиристорів, зберігаючи при цьому між ними інтервал 120 град. У 
режимі вольтодобавки, фазу струму Ів  доцільно регулювати у бік 
випередження, а в режимі вольтовирахування - у бік відставання щодо 
синхронізації напруги U 2 . Це у свою чергу, доповнює розв'язання задачі 
компенсації коефіцієнта потужності та зменшує спотворення струму, що 
споживається випрямлячем із вторинного ланцюга підстанції (полегшує 
роботу фільтрокомпенсуючих ланцюги 8), а також зменшує спотворення 
вихідної напруги. 
При керуванні кутом β у функції реактивної потужності мережі, та 
кутами αінв , αв  у функції відхилення напруги навантаження, вектор напруги 
U 2  є радіусом заданого кола, а фаза струму мережі дорівнює нулю (рис. 2.2). 
Це дозволяє в одному пристрої поєднати дві взаємно доповнюючі функції, 
які дозволяють стабілізувати напругу навантаження та компенсувати 
реактивну потужність мережі. 
Виходячи із формул (2.2) та (2.3), питання раціонального регулювання 
фази струму випрямляча Ів , може бути визначено за допомогою логічного 
блоку 17 та задавання напрямку регулювання фази синхроімпульсів (див. 
(2.4)) щодо збігу знаків вихідних сигналів із датчиків зворотного зв'язку в 
процесі чотириквадрантного формування вектора U Д . 
56 
Запропонований пристрій відрізняється від існуючих, тим що має 
високу швидкодію, покращену форму вхідного струму та вихідної напруги. 
Таким чином, використання даного пристрою в системах електропостачання 
може замінити відомі пристрої автоматичної компенсації коефіцієнта 
потужності та стабілізації трифазної напруги. 
1. Система автоматичної компенсації коефіцієнта потужності та 
відхилень напруги трансформаторної підстанції (рис. 2.1), що містить 
головний і вольтдодатковий трансформатори, первинні обмотки яких з'єднані 
послідовно та підключені до вхідних затискачів трансформаторної підстанції, 
призначених для підключення мережі, вторинна обмотка головного 
трансформатора підключена до навантаження, до якої випрямляч, фільтр і 
двомостовий інвертор напруги підключена вторинна обмотка 
вольтододаткового трансформатора, при цьому в реверсивному випрямлячі 
застосована синхронізована за напругою навантаження система роздільного 
узгодженого управління з перемиканням мостів по знаку струму через 
фільтр, а в двомостовому інверторі напруги - синхронізована з керуючим 
входом. Даний вхід підключається до виходу датчика відхилення напруги 
навантаження, який відрізняється тим, що до вхідних затискачів 
реверсивного випрямляча підключені фільтрокомпенсуючі ланцюги. Система 
спільного узгодженого управління двомостовим інвертором напруги 
виконана з кутом управління, що змінюється в межах від 10 до 160 град., а 
система роздільного узгодженого управління реверсивним випрямлячем 
виконана з обмеженням мінімального рівня випрямленої напруги. Її 
керуючий вхід, підключений до виходу того ж датчика відхилення напруги 
навантаження або до виходу знову введеного датчика відхилення напруги 
мережі. 
2. Система автоматичної компенсації коефіцієнта потужності (рис. 2.4), 
яка відрізняється тим, що реверсивний випрямляч виконаний за мостовою 
схемою зі штучною комутацією і з незмінним 120-градусним інтервалом між 
кутами включення та вимкнення кожного вентиля, синхронізуючий вхід 
57 
системи управління реверсивним випрямлячем підключений до 
навантаження через одноканальну систему регулювання фази 
синхроімпульсів, виконану зі зміною напрямку регулювання фази 
синхроімпульсів щодо напруги навантаження за знаком керуючого сигналу 
або знаком випрямленого струму, а вхід керуючий одноканальною системою 
регулювання фази синхроімпульсів підключений до виходу датчика 
відхилення напруги навантаження або датчика відхилення напруги мережі. 
3. Система автоматичної компенсації коефіцієнта потужності (рис. 2.5), 
яка відрізняється тим, що до вхідних затискачів трансформаторної підстанції 
підключена батарея косинусних конденсаторів і синхронізуючий вхід 
системи спільного узгодженого управління двомостовим інвертором напруги 
підключений до мережі через додаткову одноканальну систему регулювання 
фази синхроімпульсів, виконану фази щодо напруги мережі за знаком 
керуючого сигналу, а керуючий вхід додаткової одноканальної системи 
регулювання фази синхроімпульсів підключений до виходу знову введеного 
реверсивного датчика реактивної потужності мережі. 
4. Система автоматичної компенсації коефіцієнта потужності (рис. 2.6), 
яка відрізняється тим, що введений логічний блок завдання напрямку 
регулювання фази, вихід якого підключений до входу контролю 
одноканальної системи регулювання фази синхроімпульсів, а перший і 
другий його входи відповідно до виходу реверсивного датчика реактивної 
потужності мережі виходу датчика відхилення напруги навантаження. 
 
 
 
 
 
 
58 
2.3. Приклад використання автоматичної компенсації коефіцієнта 
потужності у механообробному цеху  
 
2.3.1. Характеристика механообробного цеху 
 
Механообробний цех є одним із основних цехів підприємства, що 
виготовляє запасні частини для легкових автомобілів. Підприємство працює 
у 2 зміни, тип виробництва – серійний. 
В цеху здійснюються операції з обробки заготовок (литих, кованих, 
штампованих, пресованих) та виготовляються деталі різноманітної 
конструкції з наступним відправленням їх до спеціалізованого цеху для 
подальшого збирання. 
В цеху обробляється широка номенклатура деталей, що відрізняються 
видом матеріалу, методом отримання заготовки, складністю, габаритними 
розмірами, конфігурацією, масою, точністю обробки, чистотою поверхні та 
іншими характеристиками. 
Для механічної обробки характерні наступні особливості: 
- значна кількість технологічних операцій; 
- відносно висока тривалість виробничого циклу; 
- широка номенклатура продукції, що виготовляється; 
- значна різноманітність металоріжучих верстатів; 
- висока трудоємність механічної обробки. 
Приміщення цеху – одноповерхове, з розмірами 66×38 м, висота H=7 м, 
загальна площа цеху складає 2308 м2. 
Відносна вологість повітря в цеху складає 60 %, підлога – 
струмопровідна, бетонна, тому згідно гл. 1.1 ПУЕ [18] приміщення можна 
охарактеризувати як сухе, з підвищеною небезпекою ураження електричним 
струмом. Приміщення не є пожежо- вибухонебезпечним. 
Виробниче приміщення має неагресивне навколишнє середовище,тому 
усе електрообладнання, що встановлене в цеху має відповідний ступінь 
захисту щодо оточуючого його середовища – IP31. 
З метою забезпечення безпечних умов праці в приміщенні цеху 
встановлена, згідно СНІП 2.04.05-93, припливно-витяжна вентиляційна 
59 
система, для подання повітря до приміщення та видалення шкідливих парів 
і газів, які виникають в процесі роботи технологічного обладнання. 
Споживачі цеху належать до споживачів другої категорії, перерва 
електропостачання яких призводить до масового недовипуску продукції, 
масових простоїв робітників, механізмів і промислового транспорту. 
Електроприймачі ІІ категорії рекомендується забезпечувати 
електроенергією від двох взаєморезервованих джерел живлення, тому 
живлення цеху підприємства планується здійснювати від 
двотрансформаторної підстанції 10/0,4кВ. Відстань від цеху до ГПП 
підприємства складає 0,8 км.  
У таблиці 2.1 наведено перелік силового обладнання цеху та його 
встановленої потужності. 
Таблиця 2.1 
Перелік обладнання цеху 
Номер Номінальна 
на плані Найменування ЕП потужність Кількість ЕП, 
P n, шт 
ном, кВт 
1 Агрегатно-розточний верстат 20 3 
2 Агрегатно-свердлильний верстат 7 6 
3 Безцентровий суперфінішний верстат 22 1 
4 Безцентровий шліфувальний верстат 17,6 1 
5 Вертикально-протяжний верстат 16,5 2 
6 Вертикально-фрезерний верстат 14 4 
7 Горизонтально-розточний верстат 25 2 
8 Горизонтально-фрезерний верстат 14 7 
9 Карусельно-фрезерний верстат 17 2 
10 Конвеєр 11 1 
12 Круглошліфувальний верстат 13 3 
13 Гальванічна установка 15 3 
14 Плоскошліфувальний верстат 11 4 
15 Поздовжньо-фрезерний верстат 15 2 
16 Прес для осадки 13 1 
17 Радіально-свердлильний верстат 11 6 
18 Тельфер 14,6 1 
19 Токарний універсальний верстат 19 3 
20 Токарно-гвинторізний верстат 20 4 
21 Токарно-карусельний верстат 15 2 
22 Фрезерний центрувальний верстат 7,5 2 
23 Хонінгувальний верстат 7,5 2 
24 Штамп 19 2 
25 Штамп-автомат револьверний 3,2 1 
26 Припливно-витяжна установка 6 10 
Всього споживачів 75 
60 
Виробниче обладнання в цеху рівномірно розташоване лініями вздовж 
приміщення відповідно до технологічного процесу. 
В приміщенні цеху передбачені інструментально-роздаточний склад, 
склад напівфабрикатів та побутові приміщення, попередньо відведене місце 
для внутрішньоцехової трансформаторної підстанції.  
Для переміщення вантажів в цеху передбачений тельфер, у якості 
міжопераційної транспортної системи використовується конвеєр. Для заїзду 
автомобільного транспорту наявні ворота шириною 5,5 м.  
Робота, що виконується в цеху, належить до III розряду зорової роботи, 
для якого нормована освітленість складає E=300 лк. Світильники загального 
освітлення цеху планується розташовувати рівномірно по площі цеху. 
План розташування основного обладнання приведений на рисунку 2.7. 
 
Рис. 2.7. План розташування основного обладнання цеху 
61 
2.3.2. Розрахунок цехових навантажень від силових 
електроприймачів 
 
Визначення розрахункових електричних навантажень цеху є складовою 
розрахунку електричних навантажень промислового підприємства в цілому. 
При таких розрахунках враховують ступінь (рівень) системи 
електропостачання, розрахунки на кожній із них мають свої особливості. На 
підприємствах середньої та великої потужності таких рівнів нараховують 
шість (рис. 2.8). 
Кінцевим результатом розрахунку має стати величина розрахункової 
потужності як окремих цехів Pроз.цеху, так і підприємства у цілому (Pроз.під ). 
Розрахункова потужність Pроз.цеху  – це така потужність, при якій термін 
служби елементів системи електропостачання дорівнює розрахунковому. 
Величина Pроз відноситься до сукупності вихідних даних на проектування 
системи електропостачання. 
 
 
Рис. 2.8. Рівні системи електропостачання 
62 
Визначення розрахункових електричних навантажень проводжу у 
відповідності з вказівками по розрахунку електричних навантажень [8] 
згідно яких: 
1) для електродвигунів, які працюють у довготривалому режимі: 
 
ру = рном = рпасп; 
 
2) для електродвигунів, які працюють у повторно-короткочасному 
режимі: 
 
ру = рном = рпасп ⋅ ТВ , 
 
де ТВ тривалість включення в долях одиниці (задається у паспорті, як 
правило, у відсотках). 
Більшість електроприймачів працює в довготривалому режимі, тому їх 
усталена потужність дорівнює паспортній, крім тельфера. Його усталена 
потужність: 
 
ру, тельф. = рпасп ⋅ ТВ   
 
Групова номінальна (встановлена) активна потужність ‒ це алгебраїчна 
сума номінальних активних потужностей електроприймачів, що входять у 
групу ЕП 
 
п
Рном =∑ рном ,       (2.6) 
1
 
де п ‒ кількість електроприймачів у групі. 
 
 
63 
Для першої групи: 
 
Рном 1 = 584  кВт. 
 
Подальші розрахунки проводимо по аналогії. 
Групова номінальна реактивна потужність ‒ це алгебраїчна сума 
номінальних реактивних потужностей електроприймачів, що входять у 
групу: 
 
п п
Qном =∑qном =∑ рном ⋅ tgϕ ,      (2.7) 
1 1
 
де tgϕ  ‒ паспортне або довідкове значення коефіцієнта реактивної 
потужності. 
 
Qном 1 = 584 ⋅1,73 =1010,32  квар. 
 
Розрахункова активна потужність вузла живлення визначається 
розрахунковою величиною Kв ⋅Pном , що відповідає значенню K p , за 
співвідношенням: 
 
Pроз = K p ⋅Kв ⋅Pном ,     (2.8) 
 
де K p = f (Kв ,ne ,Ta )  ‒ коефіцієнт розрахункової потужності, який залежить 
від коефіцієнту використання Kв  та ефективної кількості електроприймачів 
пе та сталою часу нагріву мережі, для якої розраховуємо електричні 
навантаження. 
Згідно [3] приймаємо наступні сталі часу нагрівання: 
64 
‒ Ta  = 10 хв. ‒ для мережі напругою до 10 кВ, що живлять розподільчі 
шинопроводи, пункти, щити; 
‒ Ta  = 2,05 хв ‒ для магістральних шинопроводів і цехових 
трансформаторів; 
‒ Ta  ≥ 30 хв. ‒ для кабелів напругою 6 кВ і вище, що живлять цехові 
трансформаторні підстанції та розподільчі установки. Розрахункова 
потужність для цих елементів визначається за умовою K p  = 1. 
Добуток Kв ⋅Pном  є проміжною допоміжною розрахунковою величиною, 
але не середнім значенням очікуваного навантаження, як це вважалося 
раніше. 
Величину ефективної кількості електроприймачів ne  визначаємо за 
співвідношенням: 
 
 n
∑P 
 ном 
n =  1 
e n ,      (2.9) 
∑n ⋅ p2
ном
1
 
Величину ne  можна також знайти за спрощеним співвідношенням: 
 
2 ⋅
n = ∑ pном
e ,     (2.10) 
pном.тах
n 2 ⋅973,4
e = ≈ 89  шт. 
22
 
Значення коефіцієнта використання кв по кожному окремому 
електроприймача визначаємо за довідковими даними [3]. 
Груповий коефіцієнт використання Кв електроприймачів з різними кв і 
знаходимо за формулою 
 
65 
n
∑кв.і ⋅ pном.і
K 1
в = n ,      (2.11) 
∑ pном.i
1
 
Оскільки, у вибраних нами групах присутні споживачі які мають 
однаковий коефіцієнт використання, то Кв = кв і 
Груповий коефіцієнт використання по цеху цілому (середньо виважений 
коефіцієнт) дорівнює: 
 
n
∑Kв.і ⋅Pном.і
K 1
в.цеху = n ,     (2.12) 
∑Pном.i
1
Kв.цеху = 0,62 . 
 
Згідно розрахунків кофіціент розрахунковоi потужності для цеху 
визначаємо за довідковими даними [3] кр = 1 
З урахуванням приведених вище співвідношень, формула для 
визначення розрахункової активної потужності прийме вид: 
 
п
Pроз.цеху = K p ⋅ Kв.цеху ⋅Pном = K p ⋅∑Кв.і ⋅Pном.і ,   (2.13) 
1
n
Рном цеху =∑Pном.n =605,65  кВт. 
1
 
Реактивну потужність по цеху, на шинах ТП, розраховуємо за 
співвідношенням: 
 
Qроз.цеху = K p ⋅∑Kв.i ⋅Pном.i ⋅ tgϕi ,     (2.14) 
i
Qроз.цеху = 889,52 кВар  
66 
До розрахункової активної та реактивної потужності силових 
електроприймачів напругою до 1 кВ буде добавлено освітлювальне 
навантаження Pроз.oc , Qроз.oc . 
Повна розрахункова потужність S роз.  силових електроприймачів 
напругою до 1 кВ визначаємо за формулою: 
 
S = P2 2
роз. роз +Qроз ,    (2.15) 
S роз. = 605,652 + 889,522 =1076 кВА. 
 
Середній коефіцієнт потужності на стороні низької напруги: 
 
Р
cosϕ = роз 605,65
= = 0,56 . 
S роз 1076
 
Для освітлювального навантаження: 
 
n
Росв. =∑Pном.осв =29,16  кВт, 
1
Qосв. = Pосв. ⋅ tgϕ = 26,16 ⋅0,33 = 9,62  квар. 
 
Враховуємо втрати потужності у трансформаторі. На цьому етапі 
визначення потужності на стороні високої напруги, тому що ми ще не обрали 
трансформатор, тому втрати у трансформаторі беруться приблизно: 
 
∆Р = 0,02 ⋅ S роз = 0,02 ⋅1076 = 21,52  кВт, 
∆Q = 0,1⋅ S роз = 0,1⋅1076 =10,76  квар. 
 
 
 
67 
Повна потужність на стороні високої напруги 
 
Рв.роз = Рроз + ∆Р = 605,65+ 21,52 = 627,17  кВт, 
Qв.роз = Qроз + ∆Q = 889,52 +10,76 = 900,28 квар, 
Sв.роз = P2 2 2 2
в.роз +Qв.роз = 627,17 + 900,28 =1097,2 кВА. 
 
Коефіцієнт потужності на стороні високої напруги 
 
Р
cosϕ в.роз 627,17
= = = 0,57 . 
Sв.роз 1097,2
 
Для підвищення коефіцієнта активної потужності до нормативного 
(сosϕ= 0,93) необхідно використовувати пристрій компенсації реактивної 
потужності. 
 
Qв.Р = Рв.роз ⋅ tg(arccosϕ ) = 627,17 ⋅ tg(arccos 0,57 ) = 602,1 
 
Потужність компенсуючих пристроїв 
 
Q = Qв.роз −Qв.Р = 900,28− 602,1= 298,18  квар. 
 
2.3.3. Вибір компенсуючого пристрою 
 
За електронним каталогом виробника [19], обираємо чотири 
компенсуючих пристроїв АУКРМ-0,4-75. АУКРМ-0,4-75 – це комплектна 
конденсаторна установка, оснащена 3-ма ступенями регулювання з 
автоматичним режимом, на U=0,4 кВ. Потужність конденсаторної установки 
75кВАр (по 25 квар на секцію). 
68 
Також, при нестачі коштів на встановлення з автоматичним 
регулюванням, можна використовувати нерегульовану, групову КРП з 12-ма 
конденсаторами марки КМ-0,4-25 загальною потужністю 300 кВАр.  
Загальна потужність компенсуючих пристроїв Q=298,18 квар >75кВАр, 
то рекомендується регульована (автоматична) КРП. 
Таким чином, повна потужність системи знижується за рахунок 
компенсуючих пристроїв. 
 
2.3.4. Комутація та захист 
 
Установки для компенсації коефіцієнта потужності включають 
наступні основні компоненти: 
• захисний пристрій, 
• комутаційний апарат (контактор), 
• один або кілька відповідним чином з’єднаних конденсаторів, 
• резистори для розряджання конденсатора. 
Автоматичні установки додатково оснащуються регулятором, який 
керує комутацією конденсаторів. 
Вибір захисного пристрою.  
Пристрій захисту конденсаторної батареї повинен задовольняти такі 
вимоги: 
1. Витримувати перехідні струми при включенні-відключення 
конденсаторних батарей. Зокрема, термомагнітні та електронні розчеплювачі 
не повинні спрацьовувати від пускового струму. 
2. Витримувати періодичні чи постійні надструми, спричинені 
гармоніками напруги і допустимими відхиленнями від номінальної ємності 
конденсаторів. 
3. Координуватися з будь-якими зовнішніми комутаційними апаратами 
(контакторами). 
69 
Крім того, вмикаюча та відмикаюча здатність автоматичного вимикача 
повинна відповідати параметрам короткого замикання електроустановки. 
Відповідно до стандартів МЕК 60831-1 та МЕК 60931-1: 
• конденсатори повинні бути розраховані на довготривалу роботу при 
діючому струмі, що на 30 % перевищує номінальний струм Icn (через 
можливу наявність гармонік напруги в мережі); 
• для батарей потужністю до 100 квар встановлено допуск ємності +10 
%, а батарей потужністю понад 100 квар – допуск 5 % (поправка 1 до 
зазначених стандартів). 
Таким чином, обрана конденсаторна батарея може споживати 
наступний максимальний струм Icmax: 
 
Icmax =1,3 Q 298,18
⋅1,05 ⋅ =1,3 ⋅1,05 ⋅ = 587,5 А. 
3 ⋅U л 3 ⋅0,4
 
Таким чином, щоб гарантувати належний захист конденсаторної 
батареї від перевантаження: 
• номінальний струм автоматичного вимикача повинен перевищувати 
вказане вище значення, 
• уставка захисту від перевантаження повинна дорівнювати 
зазначеному вище значенню. 
Підключення конденсаторної батареї створює умови, аналогічні до 
стану короткого замикання: на короткий час (1...3 мс) на високих частотах 
(1...15 кГц) виникають перехідні струми з високим піковим значенням 
(25...200 х Icn); 
Система захисту конденсаторної батареї повинна відповідати таким 
вимогам: 
• Автоматичний вимикач повинен мати відповідну вмикаючу здатність. 
• Налаштування швидкодіючого пристрою захисту від короткого 
замикання повинно виключати помилкові спрацьовування. 
70 
Обираємо триполюсний автоматичний вимикач КЕАЗ типу ВА 51-39, 
який призначений для застосування в електричних ланцюгах з напругою 400 
/ 690 В змінного струму частотою 50 і 60 Гц і 440В постійного струму, їх 
захисту від струмів короткого замикання, струмів перевантаження, 
недопустимих знижень нечастих оперативних включень та відключень. 
Номінальний струм вимикача до 630 А. Вимикаюча здатність – до 40 кА 
Вибір комутаційного апарату (контактора).  
Конденсатори та конденсаторні батареї зазвичай комутуються 
контакторами, які мають відповідати таким вимогам: 
• витримувати струм, що дорівнює струму Icmax конденсаторної батареї, 
• витримувати без пошкодження пусковий струм конденсаторів. 
Крім того, контактор повинен бути захищений від короткого замикання 
відповідним пристроєм.  
Так як амплітуда струму включення конденсаторної батареї може бути 
дуже великою, особливо у випадку багатосекційної автоматичної 
регульованої батареї, то на практиці автоматично регульовані батареї низької 
напруги оснащуються контакторами Schneider Electric з опорами, що 
обмежують струм увімкнення (рис. 2.9).  
 
 
Рис. 2.9. Контактор Schneider Electric 
 
71 
Опори в колах контакторв дозволяють: 
- не допустити, щоб максимальна амплітуда струму включення 
досягала рівня, допустимого для конденсаторів, 
- не допустити, щоб струм увімкнення батареї досягав максимально 
допустимого струму включення комутаційного апарату (контактора, 
вимикача або неавтоматичного вимикача), 
- збільшити термін служби контакторів [13]. 
 
2.3.5. Врахування впливу реактивної потужності на напругу при 
розрахунку потужності конденсаторних установок 
 
Такий облік включає чотири аспекти, тому якщо стверджується, що 
розрахунок проведений з урахуванням впливу КУ на напругу, таким чином 
слід уточнити, облік яких аспектів мається на увазі. 
Перший аспект. Так як втрати потужності та енергії в мережі залежать 
від напруги у вузлах, то при їх розрахунку до і після установки КУ при 
обліку того, що відбувається при цьому підвищенні напруги, ефект від їх 
установки буде вищим, ніж при розрахунку по номінальній напрузі, як це 
зроблено в попередніх розділах. 
Другий аспект. При обраній потужності КУ напруги у вузлах повинні 
знаходитись у технічно допустимих межах. Теоретично можна уявити, що в 
деяких вузлах КУ економічно не окупаються, але їх доводиться ставити, щоб 
підняти напругу вище за нижню допустиму межу. Співвідношення вартості 
КУ та електроенергії таке, що навіть при обліку в розрахунку ефекту лише 
від зниження втрат електроенергії (без урахування ефекту від збільшення 
пропускної спроможності мережі) економічно доцільна потужність КУ 
виявляється більшою за необхідну за технічними умовами. Тому зазвичай 
немає необхідності перевіряти дотримання технічних умов на кожному кроці 
ітераційного процесу, достатньо перевірити це наприкінці розрахунку. 
72 
Третій аспект. Так як установка КУ призводить до збільшення 
напруги у вузлах і, отже, до додаткового зниження втрат потужності та 
енергії, то при розрахунку похідних втрат слід було б врахувати вплив Q на 
U (похідні стануть більше, а отже, і оптимальна потужність КУ вийде трохи 
більше, чим без урахування цього впливу) [3, 8]. 
Четвертий аспект. Він стосується обліку статичних показників 
навантаження (СПН). Під СПН розуміють залежність потужності, 
споживаної навантаженням постійного складу від напруги у вузлі. При 
збільшенні напруги на вводах ЕП зростає споживання ними активної і 
реактивної потужності. Щодо активної потужності, то збільшення її 
споживання не можна розглядати як збільшення втрат. Електроприймач 
виконує при цьому більшу роботу, ніж до підвищення напруги. Якщо це ЕП 
періодичної дії (наприклад, насос), він буде включатися на менший час для 
виконання тієї ж роботи, споживаючи ту ж електроенергію. Деякі ЕП мають 
важко контрольовану корисність (наприклад, вентилятори), і часто фахівці 
вважають нераціональним збільшення споживання ними електроенергії 
(трохи менший потік повітря, ну і що менше менше платимо за 
електроенергію!). За такого підходу можна рекомендувати вимкнути 
вентилятори зовсім (хоч і душно, та й що!) – буде суттєва економія 
електроенергії. Можливо, деякі ЕП працюють даремно (наприклад, двигуни 
на холостому ходу, які треба було б на ці періоди відключати). 
Облік СПН активної потужності при виборі КУ ще міг застосовуватися 
в часи, коли частота в мережах постійно була нижче 50 Гц через 
перевищення сумарною потужністю споживачів потужності електростанцій. 
Він був продиктований бажанням за допомогою централізованого впливу 
знизити безгосподарне (а заразом і корисне) споживання електроенергії. При 
цільовій установці споживати якнайменше, звичайно, треба працювати при 
мінімально допустимій напрузі. Однак при цьому треба оцінити технологічні 
збитки (зниження виробництва продукції)» [3, 8]. 
 
73 
2.3.6. Корекція коефіцієнта потужності 
 
Так як у механообробному цеху, який ми розглядаємо в якості 
прикладу, є споживачі з нелінійним навантаженням (гальванічна установка, 
частотно-регульовані електроприводи металообробних верстатів та 
припливних установок), тому актуальним є задача автоматичної корекції 
коефіцієнта потужності на трансформаторній підстанції, що збільшить якість 
електричної енергії на підприємстві 30 %. Встановлення фільтрів вищих 
гармонік є високопродуктивним, економічно ефективним технічним рішення 
для стабілізації роботи електричної мережі за допомогою подачі гармонік, 
корекції коефіцієнта потужності та симетрування струмів навантаження [24]. 
Принцип дії типових фільтрів представлено на рис. 2.10 та 2.11 [20]. 
 
 
Рис. 2.10. Установка коректора коефіцієнта потужності 
 
 
Рис. 2.11. Гармоніки, що відповідають схемі корекції 
 
74 
Функція симетрування напруг вирівнює струм у всіх трьох фазах, 
зменшуючи струм у нульовому провіднику. 
Режим компенсації реактивної потужності дозволяє підтримувати 
необхідне значення коефіцієнта потужності індуктивних або ємнісних 
навантажень. 
Замкнута система керування забезпечує точну та надійну роботу 
апарату без застосування зовнішніх вимірювальних пристроїв [24]. 
Основні технічні переваги фільтрів: 
• одночасна фільтрація до 20 гармонік; 
• фільтрація гармонік до 50-го порядку; 
• коефіцієнт подавлення гармонік вище 97%; 
• висока точність, забезпечена замкнутою системою керування; 
• автоматична адаптація до змін повного опору мережі; 
• фільтрація без створення реактивної потужності; 
• генерування реактивної потужності та коригування коефіцієнта 
потужності; 
• рівномірний розподіл навантаження за фазами. 
У п. 2.1. було розглянуто схемні рішення систем автоматичної 
компенсації коефіцієнта потужності, які призначені для роботи в 
електротехнічних системах, які доцільно використовувати в системах 
електропостачання. У наступному пункті проведемо дослідження коректора 
коефіцієнта потужності шляхом комп’ютерного моделювання. 
 
 
 
 
 
 
 
75 
2.4. Розробка та дослідження комп’ютерної моделі коректора 
коефіцієнта потужності 
 
2.4.1. Математичний аналіз ККП 
 
Напруга на виході випрямляча і струм в дроселі ККП у втановленому 
режимі при незначній пульсації в період комутації являють собою 
несинусоїдальну періодичну функцію, яка розкладається в ряд Фур'є [22]: 
 
f (ωt )  4а 1 1 1
=  a sinωt =  + cos 2ωt − cos 4ωt 1
+ cos 6ωt...  , (2.16) 
π  2 3 15 35 
 
Під час розрахунку характеристик ККП необхідний облік активного 
опору обмотки дроселя L, опору джерела живлення, і навіть активних опорів 
діода та транзистора у прямому напрямку. Так як дросель L включається в 
контур з провідним транзистором VТ або діодом VD, нехтуючи різницею їх 
прямих опорів, можна додати їх прямі опори до опору дроселя та джерела 
[22]. Цей сумарний опір у схемі (рис. 2.12) позначено через r. 
 
 
Рис. 2.12. Коректор коефіцієнта потужності 
 
76 
При управлінні ККП відповідно до алгоритму I*
d _  та I*
d  (струмовий 
коридор) електромагнітні процеси (за середніми значеннями) описуються 
рівняннями [22]: 
 
L dId ( t )
 + rId ( t ) =Ud 0 − (1−γ 0 )U( t ),
 dt
     (2.17) 
C dU( t ) U( t )
+ = 1−γ
 dt R ( 0 ) Id ( t ),
 
де Ud0 = 2Um/π – середня напруга на виході випрямляча (постійна складова 
в розкладанні (2.16)); 
Id(t) – середній струм на дроселі, 
γ0 – середнє відносне значення включеного стану транзистора на 
половині періоду вхідної напруги; діапазон зміни γ0 від 0 до 1; 
U(t) –  середня напруга на навантаженні; 
C, R – ємність на виході та опір навантаження. 
Диференціальне рівняння середньої напруги навантаження, складене за 
рівняннями (2.17), матиме вигляд [22]: 
 
1 2
р =  1 r  1  1 r
+ ± +  1  r
1,2  − +
2 RC L  4  RC L  LC  R ( )2
1−γ 
0  .  (2.18) 
     
 
З виразу (2.18) випливає, що корені характеристичного рівняння 
змінюються при зміні γ0. При реальних нормальних параметрах регулятора, 
від’ємний доданок, який знаходиться під коренем значно перевищує перший 
доданок, тому корінь характеристичного рівняння (2.18) завжди комплексно-
зв’язаний. У доданку, який знаходиться поза коренем зазвичай дотримується 
нерівність 1/RC<<r/L. З урахуванням вищесказаного, рівняння (2.18) можна 
трансформувати у вигляді [22] 
 
77 
р1,2 ≈ (− r 2L) ± jω ,     (2.19) 
 
де ω =ω r L + (1−γ )2
0 0 ,ω0 =1 LC . 
Рівняння (2.19) показує, що у ККП є коливальний контур з 
добротністю, що дорівнює [22] 
 
Q Q r
= 0 + (1 γ )2 1 L r
− 0 = + (1−γ 2
0 ) ,   (2.20) 
R r C R
 
де Q ω0L 1 L
0 = = .  
r r C
Значення добротності визначає відношення середньої напруги на 
навантаженні до середньої напруги живлення [22]. 
З рівняння (2.17) можна визначити середню вихідну напругу і струм в 
дроселі в режимі: 
 
 
(1−γ 0 )UU d 0 , I Ud 0  1 
= d 0 =  r  .  (2.21) 
 r
+ (1−γ )2  R
 0   + (1−γ 0 )
2 
R   R 
 
При введенні відносних величин для напруги та струму (pu - pеr units) 
U(pu)= U/Ud0, I(pu) = Ir/Ud0 із рівняння (2.21) отримаємо рівняння 
регулювальних характеристик у відносних величинах [22]: 
 
 
U( pu ) (1−γ 0 )  
= , Id 0( pu ) r 1
=
 r  R   . (2.22) 
 + (1−γ )2
  r
0 + (1−γ 0 )
2 
R   R 
 
78 
За рівнянням (2.22) побудовані регулювальні характеристики вихідної 
напруги, які зображені на рис. 2.13. Слід відмітити, що відносна середня 
напруга навантаження в режимі, що встановився, дорівнює добротності 
(2.20) [22]. 
 
 
Рис. 2.13. Регулювальні характеристики ККП 
 
Виходячи із характеристик (рис. 2.13), слід відзначити особливість 
роботи схеми, що полягає в наявності критичного режиму роботи ККП, в 
якому відносна напруга на виході досягає максимуму, значення γ0 = γ0.kp, яку 
можна знайти за допомогою (2.22), коли похідна за γ0 дорівнює нулю [22]. 
 
γ r
0.кр =1− .     (2.23) 
R
 
При проектуванні ККП на змінне навантаження робоча точка, що 
відповідає заданій напрузі навантаження, повинна обиратися з умови γ0 ≈ 
0,5γ0.kp. При керуванні імпульсним регулятором відповідно до алгоритму I*
d _
79 
та I*
d  його навантажувальна (зовнішня) характеристика перебуває з умови 
балансу потужностей [22]: 
 
Ud 0Id 0 =UI + rI 2
d ,     (2.24) 
  
де  I = 2 I* *
d 0 d .m π , Id = 2 Id .m 2  – середній та діючий струми в дроселі; 
 I*
d .m  – задана амплітуда струму на вході схеми керування (рис. 2.12). 
Рівняння навантажувальної характеристики у відносних одиницях: 
 
2 Idm( pu ) 1
− I*2
dm( pu )
U( pu ) = π 2 .      (2.25) 
I( pu )
 
Навантажувальні характеристики при різних значеннях заданої 
амплітуди струму дроселя, побудовані за рівнянням (2.25), представлено на 
рис. 2.14. 
 
Рис. 2.14. Навантажувальна характеристика ККП 
 
 
80 
При розглянутому управлінні ККП є джерелом потужності. Зі 
збільшенням заданої амплітуди струму в дроселі потужність на виході 
зростає. 
Якщо ККП будується так, щоб одночасно з підтримкою коефіцієнта 
потужності близьким до одиниці він виконував би ще й функцію 
стабілізатора вихідної напруги, то електромагнітні характеристики ККП при 
різних значеннях заданої напруги на виході будуються за рівнянням [22]: 
 
2 I ( pu ) 1
− I*2
π dm 2 dm( pu )
I( pu ) = .     (2.26) 
U( pu )
 
Ці показники представлено на рис. 2.15. 
 
Рис. 2.15. Електромагнітні характеристики ККП 
 
З рис. 2.15 видно, що для підтримки постійної напруги на навантаженні 
максимальний заданий струм дроселя повинен перевищувати середній струм 
навантаження тим більше, чим напруга навантаження перевищує середня 
напруга на вході [22]. 
Існують різні методики розрахунку параметрів ККП [20-23]. 
81 
2.4.2. Комп’ютерне моделювання коректора ККП 
 
Комп’ютерна модель для дослідження коректора коефіцієнта 
потужності, виконаного на базі імпульсного регулятора постійної напруги 
представлена на рис. 2.16. 
Модель ККП містить силові блоки, блоки керування, блоки 
вимірювання та блоки передачі сигналів усередині моделі та в робочу 
область MATLAB. У системі керування транзистором реалізовано 
регулятором I*
d _  та I*
d . У моделі (рис. 2.16) є три блоки (датчик напруги V1, 
дільник 1/U1m та блок перемноження Dot Product), що забезпечують задану 
форму та амплітуду струму в дроселі. 
Однофазний двопівперіодний випрямляч (Universal Bridge) живиться 
від однофазного джерела напруги синусоїдної (AC), опір r0 включено для 
вимірювання струму в мережі. 
У блоці Subsystem 1 послідовно обчислюються: амплітуда струму в 
дроселі, середня напруга на навантаженні, середній струм навантаження, 
амплітуда струму в мережі, струм, що діє в дроселі. 
Розробка моделі здійснювалася при використанні структурно-
функціональних (пакет Simulink) та віртуальних (пакет розширення 
SimPowerSystem) блоків. Подання результатів моделювання реалізується 
програмними та інструментальними засобами MATLAB [24]. Час симуляції 
дорівнює 0,7 секунди, крок дискретизації - Max Step Size = 1 × 10-5. 
Кожен блок пакетів Simulink та SimPowerSystem має вікно 
налаштування основних параметрів. Бібліотеки основних блоків, їх назви, 
піктограми та параметри, що становлять модель, наведено [25]. 
 
 
82 
 
 
Рис. 2.16. Комп’ ютерна модель для дослідження коректора коефіцієнта потужності 
83 
Комп’ютерна модель дозволяє досліджувати електромагнітні процеси 
ККП, а також електромагнітні та енергетичні характеристики при зміні 
струму навантаження та дає можливість порівняти результати розрахунку та 
модельного експерименту у заданому діапазоні зміни струму навантаження. 
Електромагнітні процеси напруги і струму в мережі та дроселі у 
номінальному режимі роботи схеми представлені на рис. 2.17. Ці процеси 
свідчать про те, що між напругою та струмом у мережі немає зсуву по фазі. 
 
Рис. 2.17. Електромагнітні процеси напруги та струму в мережі і струму в 
дроселі 
 
 
84 
Спектральний склад струму в мережі представлений на рис. 2.18, 
звідки видно, що відношення діючого значення всіх вищих гармонік до 
діючого першого гармоніки (Total Harmonic Distortion, THD) становить 
4,68%. 
 
Рис. 2.18. Струм у мережі та його спектр 
 
Електромагнітні та енергетичні характеристики ККМ представлені на 
рис. 2.19. Для отримання цих характеристик у всьому діапазоні зміни струму 
навантаження перетворювача моделі перемикач (Manual Switch) 
встановлюється в нижнє положення, в блоці Repeating Sequence 1 формується 
сигнал, що змінюється лінійно. 
При цьому швидкість зміни сигналу підбирається досить низькою, чим 
і досягається встановлений режим роботи перетворювача при різному струмі 
навантаження. 
 
 
85 
 
Рис. 2.19. Електромагнітні та енергетичні характеристики ККП 
 
Як основні характеристики розраховані залежності напруги на виході 
(U), діючого струму в мережі та в дроселі (I1, Id), потужностей у мережі (P1), 
на виході випрямляча (Pd) і на виході всього перетворювача (P) від струму 
навантаження (І). 
Порівняння основних характеристик, отриманих на комп’ютерній 
моделі з теоретичними (рис. 2.14), а також з розрахованими в робочій точці, 
показує повний збіг. Це є додатковим підтвердженням адекватності 
побудованої моделі. 
У більшості випадків, як уже зазначалося вище, ККП будується так, 
щоб одночасно з підтримкою коефіцієнта потужності близьким до одиниці та 
форми струму близької до синусоїди він виконував би ще й функцію 
стабілізатора вихідної напруги. 
Таким чином, розроблена комп’ютерна модель для дослідження 
коректора коефіцієнта потужності, дає можливість проведення модельного 
експерименту з необхідною точністю. 
 
86 
РОЗДІЛ 3 
ВИЗНАЧЕННЯ РІЧНОГО ЕКОНОМІЧНОГО ЕФЕКТУ ВІД 
ЗАСТОСУВАННЯ АВТОМАТИЧНОГО КОМПЕНСУЮЧОГО 
ПРИСТРОЮ 
 
Отриманий економічний ефект від установки конденсаторної батареї з 
автоматичним регулюванням можна представити у вигляді суми декількох 
складових: 
1. Економію на оплаті за реактивну енергію. Плата за реактивну 
потужність становить від 15% до 47% від оплати активної енергії. Як показує 
практика, вартість конденсаторної установки компенсації реактивної 
потужності окупається за півроку або за рік після впровадження. 
2. Для діючих об'єктів, зменшення втрат електроенергії в кабельних 
лініях за рахунок зменшення значень фазних струмів. 
3. Для об'єктів, що проектуються, впровадження автоматичної 
компенсації коефіцієнта потужності на етапі проектування дозволяють 
заощадити на вартості кабельних ліній за рахунок зменшення їх поперечного 
перерізу. 
Розглянемо економічну складову роботи компенсуючої установки з 
прикладу діючого об'єкта, а саме механообробного цеху промислового 
підприємства. 
До застосування автоматичної конденсаторної установки: cosφ=0,58. 
Після застосування автоматичної конденсаторної установки: cosφ=0,93. 
Відносну активну складову струму (збігається по фазі з напругою) 
приймемо рівною одиниці. 
Відносний повний струм до установки КУ складає [3]: 
 
I 1
1 = =1,67.  
0,57
 
87 
Відносний повний струм після використання КУ складає [8]: 
 
I 1
1 = =1,03. 
0,93
 
Тоді кількість споживаної активної енергії складатиме 
 
 2
∆W I1 − I 2 
M =  2 K ⋅100% = 7,3%. 
 I 2  П
2 
 
Тобто, витрати активної потужності зменшилися на 7,3 %. У 
загальному випадку для діючого об'єкта, зниження споживання активної 
енергії за рахунок збільшення cos φ [8]: 
 

∆W 1 / сos2ϕ1 −1 / сos2ϕ 
M =  2
2 KП ⋅100%, 
 1 / сos ϕ 

∆W 1 / 0,582 −1 / 0,932 
M =  ⋅0,12 ⋅100% = 7,5%.  
 1 / 0,582 

 
де cos φ1 – коефіцієнт потужності до компенсації;  
cosφ2 – коефіцієнт потужності після компенсації;  
КП – коефіцієнт втрат, КП = 0,12 [8]. 
Річна економія C в оплаті електроенергії 
 
С ∆WM ⋅Т
= = 0,075 ⋅Т = 0,075 ⋅425560 = 31910,7  грн. 
100
 
де Т – вартість електроенергії спожитої протягом року. 
 
 
88 
Термін окупності витрат, років: 
 
Т СКУ 36 770 ⋅4
р = = = 4,6  років 
С 31910,7
 
де СКУ = 36770 грн. – вартість конденсаторної установки (АУКРМ-0,4-75) 
[19];  
С – річна економія за оплату електроенергії. 
Таким чином, установка конденсаторної батареї з автоматичним 
регулюванням, може знижувати економічні втрати на оплату електричної 
енергії. Виходячи із розрахунку, окупність установки не дуже швидка, але 
оскільки конденсаторні установки та конденсатори не мають рухомих 
частин, то й служитимуть вони довго, до того ж витрачати кошти на їх 
обслуговування немає потреби. 
АКУРМ також забезпечує стабілізацію напруги, фільтрацію вищих 
гармонік, симетрування U та I в мережі. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
89 
ВИСНОВКИ 
 
У випускній кваліфікаційній роботі магістра розглянуто питання 
дослідження ефективності використання автоматичної компенсації 
реактивної потужності на промисловому підприємстві. 
Згідно поставленої мети, були отримані наступні основні результати: 
1. Зроблено аналіз існуючих засобів компенсації реактивної 
потужності, які використовуються для утримання коефіцієнта потужності на 
промислових підприємствах. Встановлено, що використання автоматичних 
засобів компенсації дає змогу утримувати необхідне значення cosφ=1 у 
системах електроспоживанням із швидкозмінним навантаженням. 
2. Запропоновано використання технічного рішення для автоматичної 
компенсації реактивної потужності, що полягає у забезпеченні компенсації 
відхилень напруги на низькій стороні трансформаторної підстанції 
підприємства за рахунок введення в її високовольтний ланцюг 
антивідхилень. Система містить вольтододатковий трансформатор, вторинна 
обмотка якого підключена через реверсивний випрямляч, фільтр та 
двомостовий інвертор напруги підключені до навантаження. В автоматичній 
системі застосоване змішане регулювання додаткової високовольтної 
напруги амплітудне та широтно-імпульсне. Широтно-імпульсне регулювання 
реалізовано за жопомогою двомостового інвертора напруги у функції 
відхилення напруги на навантаженні, а амплітудне - реверсивним 
випрямлячем у функції відхилення напруги мережі або навантаження. 
Пропонована система відрізняється простотою конструкції, покращеною 
якістю вихідної напруги та високою швидкодією. 
Пристрій автоматичної компенсації реактивної дозволяє регулювати 
реактивну енергію, що генерується в мережу електропостачання 
промисловим підприємством, контролювати поточні значення струму, 
напруги та коефіцієнта потужності в мережі, вимірювати значення віддає в 
90 
систему реактивної енергії і підтримувати задану споживачем величину 
коефіцієнта потужності в мережі. 
3. Розроблена комп’ютерна модель, яка дозволяє досліджувати 
електромагнітні процеси ККП, а також електромагнітні та енергетичні 
характеристики при зміні струму навантаження та дає можливість порівняти 
результати розрахунку та модельного експерименту у заданому діапазоні 
зміни струму навантаження. Порівняння основних характеристик, отриманих 
за допомогою комп’ютерної моделі з теоретичними, а також з розрахованими 
в робочій точці, вказує на повний збіг, що є підтвердженням адекватності 
побудованої моделі. 
4. Визначено річний економічний ефект від застосування 
автоматичного компенсуючого пристрою. Економія електричної енергії, під 
час використання пристрою автоматичної компенсації реактивної потужності 
на одній цеховій підстанції, складає 32 тис. грн на рік. Якщо його встановити 
на більшість цехових підстанцій, це дасть вагому річну економію для 
промислового підприємства в цілому. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
91 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. Сегеда М. С. Електричні мережі та системи: Навчальний посібник. / 
Сегеда М. С. – Львів: Каменяр, 1999. – 296 с.  
2. ДСТУ EN 62586-2:2018 Вимірювання якості електроенергії в системах 
електроживлення. 
3. Електропостачання промислових підприємств: Підручник для 
студентів електромеханічних спеціальностей/В.І. Міліх, Т.П. Павленко. 
- Харків: ФОП Панов А. М., 2016. - 272 с. 
4. Данилюк І.О. Компенсація реактивної потужності. Теперішнє та 
майбутнє / І.О. Данилюк, М.Ю. Голованьов, – Енергетика. Екологія. 
Людина. 2020. № 3. С. 394–401. 
5. ДСТУ EN 61000-2-4:2017 Електромагнітна сумісність (ЕМС). Частина 
2-4. Електромагнітна обстановка. Рівні сумісності щодо 
низькочастотних кондуктивних завад для промислових підприємств. 
6. Закон України «Про електроенергетику» [Електронний ресурс]. – 
Режим доступу:https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/575/97-
%D0%B2%D1%80#Text  
7. Балюта С.М. Оптимальний режим роботи джерел реактивної 
потужності підприємства / Балюта С.М., Ізволенський І.Є., Шестеренко 
В.Є. // Наукові праці НУХТ. - 2012. - №45. - С. 61-66. 
8. Шестеренко В.Є. Системи електроспоживання та електропостачання 
промислових підприємств. Підручник.- Вінниця: Нова Книга, 2011. – 
656 с. 
9. Maciejowski, Jan Marian. Predictive control: with constraints / Jan Marian 
Maciejowski // Pearson Education. – 2002. - 331 p. 
10. Сайт компанії «СВ Альтера». [Електронний ресурс]. – Режим доступу:  
https://www.svaltera.ua/  
11. Сайт інтернет-магазину «MADE IN CHINA». [Електронний ресурс]. – 
Режим доступу:  https://ru.made-in-china.com/co_samwha-cn/product_12-
92 
47kv-MediumVoltage-Dynamic-Voltage-Stabilization-in-
GenernalTransformer_uouosounsh.html  
12. Сайт інтернет-магазину «ELECTROLEND». [Електронний ресурс]. – 
Режим доступу: https://electrolend.com.ua/ua/p128158907-regulyator-
reaktivnoj-moschnosti.html  
13. Сайт ТОВ «ЖИТОМИРЕНЕРГОСЕРВІС». [Електронний ресурс]. – 
Режим доступу: https://zeservis.com.ua/ua/p30772558-avtomaticheskie-
ustanovki-kompensatsii.html  
14.  Сайт інтернет-магазину офіційного дилера Lovato «Л-СНАБ». 
[Електронний ресурс]. – Режим доступу: 
http://elsnab.kiev.ua/proizvodstvo/aku-krm/regulators/lovato-electric-2/  
15. Wang H. Development of a scalable power semiconductor switch (SPSS) / 
H. Wang, A.Q. Huang, F. Wang // IEEE Transactions on power electronics. 
– 2007. – Vol. 22, № 2. – P. 364 – 373. 
16. Bhattacharya A. Shunt compensation / A. Bhattacharya, C. Chakraborty, S. 
Bhattacharya // IEEE Industrial Electronics Magazine. – 2009. – Vol. 3, № 
3. – P. 38–49. 49.  
17. Cole S. Transmission of bulk power / S. Cole, R. Belmans // IEEE Industrial 
Electronics Magazine. – 2009. – Vol. 3, № 3. – P. 19–24. 
18. Правила улаштування електроустановок. – Х.: Вид-во «ФОРТ», 2017 –
736 с. 
19.  Сайт інтернет-магазину Електроконтроль [Електронний ресурс]. – 
Режим доступу: https://ecshop.com.ua/  
20. Варецький Ю. О. Особливості вибору силових фільтрів для систем 
електропостачання змінних нелінійних навантажень / Ю. О. Варецький, 
Т. І. Наконечний // Вісник Національного університету «Львівська 
політехніка». — 2008. — № 647: Електроенергетичні та 
електромеханічні системи. — С. 15–23.  
93 
21. Kawann, C.; Emanuel, A. Passive shunt harmonic filters for low and 
medium voltage: A cost comparison study. IEEE Trans. Power Syst. 1996, 
11, 1825-1831. DOI: 10.1109/59.544649. https://doi.org/10.1109/59.544649 
22. Virtual laboratories of power electronics devices in the MATLAB–Simulink 
environment. Analysis, calculation and research of the power factor 
corrector. / S. German-Galkin // Power Electronics, No. 4. 2011. pp. 90-96. 
23. Varetsky Y. Simulation of transients for designing multiple power filter 
circuits // Computational Problems of Electrical Engineering 2017,Vol. 7, 
Nо. 2, pp. 117-123. 
24. Сиротюк С. В. Корекція коефіцієнта потужності в електричних 
мережах / С.В. Сиротюк, І.Б. Семко / Збірник тез доповідей 
студентської науково-практичної конференції ЧДТУ: 23–24 квіт. 2024 
р. [Електронний ресурс] / [упоряд.: Єгорова О. В., Захарова О. В., 
Тичков В.В. та ін.] ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ. технол. 
ун-т. – Черкаси: ЧДТУ, 2024.– С. 51. 
25.  Сайт MATLAB [Електронний ресурс]. – Режим доступу: 
https://www.mathworks.com/products/matlab-online.html
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
