
- •5.2. Методы регулирования напряжения
- •5.3. Встречное регулирование напряжения
- •5.4. Регулирование напряжения на электростанциях
- •5.5. Регулирование напряжения на понижающих подстанциях
- •5.6. Регулирование напряжения изменением сопротивления сети
- •5.7. Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности
- •До включения синхронного компенсатора
- •После его включения
- •5.8. Определение допустимой потери напряжения в распределительных сетях
- •5.9. Сравнение способов регулирования напряжения
- •5.10. Несимметрия в электрических сетях
- •5.11. Несинусоидальность в электроэнергетических системах и мероприятия по борьбе с нею
- •Глава шестая
- •6.1. Задачи и методы проектирования энергосистем и электрических сетей
5.6. Регулирование напряжения изменением сопротивления сети
Напряжение у потребителя зависит от величины потерь напряжения в сети, которые в свою очередь зависят от со- противления сетей. Например, продольная составляющая падения напряжения в линии на рис. 5.6, а равна
(5.5)
где P12K, Q12K, U2, — потоки мощности и -напряжение в конце линии; r12, x12 — ее активное и реактивное сопротивления.
На рис. 5.6, б показан характер зависимости сопротив- ления сети от сечения проводов. Из графика видно, что со- отношение активного и реактивного сопротивлений для распределительных и питающих сетей различно.
В распределительных сетях активное сопротивление
Рис. 5.6. Регулирование на- пряжения изменением парамет- ров сети:
а — схемы замещения: б — зависи- мость сопротивления сети от сече- ния проводов
Рис. 5.7. Продольная компенса- ция:
а — схема включения УПК; б— век- торная диаграмма
больше реактивного, т. е. r0> x0 (см, пример 2.1). В (5.5) основную роль играет первое слагаемое числителя P12Kr12. При изменении сечения линий в распределительных сетях существенно меняются r0 и r12 и изменяются U12 и напря- жение потребителя. Поэтому в этих сетях сечение иногда выбирается по допустимой потере напряжения.
В питающих сетях, наоборот, r0<x0 (см. пример 2.2), поэтому U12 в значительной степени определяется реак- тивным сопротивлением линий, которое мало зависит от се- чения. Выбирать сечение линий в питающих сетях по до- пустимой потере напряжения экономически нецелесообраз- но. Изменение реактивного сопротивления применяют для регулирования напряжения. Чтобы изменить реактивное сопротивление, необходимо включить в линию конденсато- ры. Продольная составляющая падения напряжения в ли- нии до установки конденсаторов определяется выражением (5.5). Предположим, что напряжение в конце линии ниже допустимого:
U2 = U1 – U12 <U2ДОП .
Включим последовательно в линию конденсаторы так, чтобы повысить напряжение до допустимого U2ДОП.
Предыдущее выражение запишем в следующем виде:
(5.6)
где xК — сопротивление конденсатора.
Последовательное включение конденсаторов в линии называют продольной компенсацией (см. § 4.10). Установ- ка продольной компенсации (УПК) дает возможность ком- пенсировать индуктивное сопротивление и потерю напря- жения в линии (рис. 5.7, а).
Векторная диаграмма такого регулирования представ- лена на рис. 5.7, б, из которого следует
U2
= U1
–I12
(r12+jx12)
,
U2ДОП
= U1
–
I12
(r12+jx12)
–
I12(–jxK)
,
где I12 — ток в линии.
Величину
I12jxK
,можно рассматривать как отрица-
тельное
падение напряжения или как дополнительную
ЭДС,
вводимую
в цепь.
Зная U1, U2ДОП, r12, x12, P12K, Q12K, можно найти xK из (5.6) и выбрать нужное количество последовательных и па- раллельных конденсаторов. При этом напряжение на кон- денсаторах UK и ток в них IK равны
UK
=
I12
xK,
Если номинальное
напряжение одного конденсатора
UK.НОМ<
UK/,
то ставят последовательно несколькоконден-
саторов
в одной фазе. Число подключенных
конденсаторов
определяют
по выражению
n =
UK/(UK.НОМ).
В паспорте конденсатора указывается его мощность QK. Зная эту величину, можно определить номинальный ток IK.НОМ:
IK.НОМ= QK/UK.НОМ.
Если IK.НОМ< IK, то ставят параллельно m конденсато- ров, причем
m=I12/IK.НОМ.
Для УПК отношение емкостного сопротивления конден- саторов к индуктивному сопротивлению линии, выра- женное в процентах, называется процентом компенсации:
На практике применяют лишь частичную компенсацию (с<100 %) реактивного сопротивления линии. Полная или избыточная компенсация (с>100%) в распределительных сетях, непосредственно питающих нагрузку, обычно не при- меняется, так как это связано с возможностью появления в сети перенапряжений.
Применение УПК позволяет улучшить режимы напря- жения в сетях. Однако следует учитывать, что повышение напряжения, создаваемое такими конденсаторами, зависит от значения и фазы тока, проходящего через УПК. Поэтому возможности регулирования последовательными конденса- торами ограничены. Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклонений напряжения на перегруженных радиальных линиях.
В питающих сетях УПК — сложные в эксплуатации и дорогие установки. Необходимо применять специальные меры для их защиты от перенапряжений во время корот- ких замыкании. Отметим, что УПК применяют не только для регулирования напряжения, но и для повышения про- пускной способности линий.