6. Регулирование напряжения и компенсация реактивной мощности

1. Выбор мощности компенсирующих устройств

Выбор мощности компенсирующих устройств производится в одном из двух случаев: когда необходимо ограничить потребление реактивной мощности из питающей системы до определенной величины или необходимо обеспечить желаемый уровень напряжения в определенной узловой точке.

Условие первое. Ограничение потребления реактивной мощности.

Исходными данными к расчёту являются: информация об активной мощности потребляемой в узле Р_М и о коэффициенте мощности или величине реактивной мощности Q_М, о количестве реактивной мощности, которую можно получить от системы Q_Э или коэффициента мощности, который система требует поддерживать в данном узле нагрузки tg_Э. Тогда

Q_М = Р_Мtg_М; (6.1)

Q_Э = Р_Мtg_Э; (6.2)

Q_КР = Q_М – Q_Э; (6.3)

Q_КР – расчетная мощность компенсирующих устройств.

Зная величину Q_КР необходимо в справочнике подобрать либо батарею конденсаторов, мощность которой наиболее близка к расчетной, либо синхронный компенсатор. Если мощность выбранного К.У. необходимо использовать в дальнейших расчётах, то применительно к батарее конденсаторов необходимо пользоваться установленной мощностью Q_КУ, которая отличается от расчётной. Если используется синхронный компенсатор, то его номинальная мощность Q_НСК может существенно отличаться от Q_КР, Однако, учитывая что синхронный компенсатор регулируемая машина, можно использовать Q_КУ = Q_КР.

Условие второе. Обеспечение желаемого уровня напряжения.

Исходные условия: параметры сети, характеристика режима работы сети (мощности протекающие по участкам, напряжения в узловых точках), желаемый уровень напряжения в узле. В самом общем случае мощность К.У. определяется по формуле

(6.4)

где U_i и U_Жi – соответственно напряжение в узле i до и после подключения К.У.;

х_Э – эквивалентное сопротивление сети от источника до точки i;

Q_КР – расчетное значение мощности К. У.

Определив расчетную мощность Q_КР необходимо выбрать компенсирующее устройство и, по его установленной мощности Q_КУ определить реальный уровень напряжения в узле после его подключения (U). Это можно определить по приближенной формуле

(6.5)

2. Расчет отпаек трансформатора

Существует несколько методов выбора отпаек трансформаторов. Рассмотим один из них.

Исходные данные:

U_ТВ ,U_ТН – соответственно номинальные напряжения высокой и низкой сторон ;

U_В – реальное напряжение на высокой стороне;

U_НЖ – желаемый уровень напряжения на низкой стороне;

R_Т и х_Т – активное и реактивное сопротивления обмоток трансформатора ;

P и Q – активная и реактивная мощность нагрузки на низкой стороне;

W и W_о – диапазон изменения числа витков и величина одной стороны регулирования в относительных единицах;

N – число ступеней регулирования.

АЛГОРИТМ

Потеря напряжения в трансформаторе

(6.6)

Напряжение низкой стороны, приведенное к высокой

(6.7)

Желаемое число витков

(6.8)

Расчетное число ступеней

(6.9)

Округляем N_р до N целого

Проверяем реальный уровень напряжения на каждой стороне .

(6.10)

Это желательно делать т.к. округлять число ступеней можно как в большую, так и в меньшую сторону.