Материал: Лекции полнотью

4

10.2. Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности

ления сети.

Из последнего выражения видно, что падение напряжения зависит от потоков реактивной и активной мощностей сети. По линии должна передаваться такая активная мощность, какая нужна потребителю. Активную мощность линий нельзя изменять для регулирования напряжения. В питающих сетях активное сопротивление меньше реактивного сопротивления линии. Следовательно, именно произведение QH xC оказывает решающее влияние на

падение напряжения в сетях при регулировании U за счет изменения потоков мощности.

Для изменения потоков реактивной мощности применяют компенсирующие устройства — батареи конденсаторов (БК), синхронные компенсаторы (СК), а также статические источники реактивной мощности (ИРМ).

10.2.1. Использование в качестве компенсирующего устройства синхронных компенсаторов

Использование в качестве компенсирующего устройства синхронных компенсаторов иллюстрируется на рис.10.3.a. Напряжение в конце линии до установки компенсатора определяется выражением :

Пусть U2 ниже допустимого. После включения СК в конце линии U2 определяется следующим образом:

5

Определим мощность СК, необходимую для того, чтобы напряжение стало допустимым. Для этого положим в (10.13) U2 U2ДОП и вычтем из

(10.12) выражение (10.13):

U2 ДОП

3IC.K rC

Рис.10.3. Режимы работы компенсирующих устройств: а – включение синхронного ком-

пенсатора; б, в – векторные диаграммы синхронного компенсатора при перевозбуждении и недовозбуждении; г – включение батареи конденсаторов

гаемых в правой части (10.14) равны. При этом допущении мощность СК определяется простым выражением, вытекающим из (10.15):

(10.16).

Синхронные компенсаторы могут работать в режимах перевозбуждения и недовозбуждения.

При перевозбуждении они генерируют реактивную мощность QCПЕРЕВ.K QC.K.HOM . При недовозбуждении они потребляют реактивную мощ-

ность QCНЕДОВ.K 0,5QC.K.HOM , что приводит к увеличению потерь напряжения в сети и к уменьшению напряжения у потребителей. Недовозбуждение синхронных компенсаторов можно использовать, когда надо снизить напряжение, например в режиме наименьших нагрузок. На рис.10.3,б и в представлены векторные диаграммы в режимах перевозбуждения и недовозбуждения.

До включения синхронного компенсатора:

недовозбуждения ток и реактивная мощность СК изменяют свои знаки на противоположные. Ток IC.K , текущий из сети, отстает на 90° от напряжения

8

U 2 . Из векторной диаграммы (рис.10.3,в) видно, что в этом режиме модуль напряжения понижается с U 2 до U2ДОП.НМ .

10.2.2. Включение в качестве компенсирующего устройства батарей конденсаторов

Включение в качестве компенсирующего устройства батарей конденсаторов позволяет только повышать напряжение, так как конденсаторы могут лишь вырабатывать реактивную мощность. Конденсаторы, подключенные параллельно к сети (рис.10.3,г), обеспечивают поперечную компенсацию. В этом случае БК, генерируя реактивную мощность, повышает коэффициент мощности сети и одновременно регулирует напряжение, поскольку уменьшаются потери напряжения в сети. В период малых нагрузок, когда напряжение в сети повышено, должно быть предусмотрено отключение части БК, чтобы уровни напряжений не превышали допустимых значений.

Векторная диаграмма при поперечной компенсации с помощью БК та же, что и для СК в режиме перевозбуждения (рис.10.3,б), где вместо тока

IC.K следует говорить о токе IK . В этом случае, как и при использовании СК,

уменьшается потеря напряжения в сети и увеличивается напряжение U 2 , а также угол сдвига между напряжениями в конце и в начале линии.

Реактивная мощность QK , генерируемая БК, определяется по выражению (10.16), которое преобразуется к виду

В последнем выражении относительное повышение напряжения U 2 при регулировании, то есть при поперечной компенсации, равно

10.2.3. Реакторы

Реакторы служат для потребления излишней реактивной мощности и относятся к шунтирующим (в отличие от токоограничивающих и заземляющих, здесь не рассматриваемых). Шунтирующие реакторы выполняются в виде трехфазных и однофазных катушек без ответвлений с ненасыщенным