§8 Выработка реактивной мощности на электростанциях

Полная мощность, вырабатываемая генератором, включает активную и реактивную составляющие:

, ,

где - коэффициент мощности генератора.

Синхронные генераторы на электростанциях вместе с другими источниками реактивной мощности обеспечивают и регулируют баланс реак­тивной мощности в современных электрических сетях. При этом изменение реактивной мощности синхронных генераторов достигается соответствую­щим изменением тока возоуждения. В номинальном режиме генератор выра­батывает номинальные значения активной и реактивной мощностей при . Уменьшая ток возбуждения, можно снизить реактивную мощность, выдаваемую генератором. При снижении активной мощности в сравнении с номинальным значением возможна выдача увеличенной реактивной мощно­сти сверх номинальной. Такое увеличение может быть допущено в пределах, ограничиваемых номинальными токами статора и ротора.

Возможность увеличения реактивной мощности за счет уменьшения ак­тивной допустимо использовать в случае избытка активной мощности, т. е. в режиме минимума активной нагрузки. В этом случае некоторая часть генера­торов, несущих активную нагрузку, может переводиться на работу с пони­женным коэффициентом мощности. Однако для увеличения выработки реак­тивной мощности нужно иметь в нормальном режиме резерв по току ротора при и по току статора при .

Увеличение реактивной мощности генератора в режиме наибольших нагрузок за счет уменьшения активной мощности, экономически нецелесо­образно. Эффективнее вместо снижения активно мощности генератора применять для выработки реактивной мощности компенсирующие устрой­ства.

§9 Компенсация реактивной мощности.

При номинальной нагрузке генераторы вырабатывают лишь около 60 % требуемой реактивной мощности, 20% генерируется в ЛЭП с напряжением выше 110 кВ, 20% вырабатывают компенсирующие устройства, расположен­ные на подстанциях или непосредственно у потребителя.

Проблема компенсации реактивной мощности в электрических системах имеет большое значение по следующим причинам:

1) в промышленном производстве наблюдается опережающий рост по­требления реактивной мощности по сравнению с активной;

2) в городских электрических сетях возросло потребление реактивной мощности, обусловленное ростом бытовых нагрузок;

3) увеличивается потребление реактивной мощности в сельских электрических сетях.

Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое ме­роприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реак­тивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств приме­няется для снижения потерь электрической энергии в сети. И, наконец, в-третьих, компенсирующие устройства применяются для регулирования напряжения.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления. При этом передающие элементы сети разгружа­ются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения. Преимущества установки компенсирующих устройств в конце линии иллюстрируется рис. 7.10, где приведены схемы замещения и векторные диаграммы токов и мощностей.

Без применения компенсирующих устройств в линии протекают ток и мощность нагрузки (рис. 7.10, а):

, .

При установке компенсирующих устройств реактивный ток и реактивная мощность в линии уменьшаются на величину реактивного тока и реактивной мощности, генерируемых в компенсирующем устройстве и . В линии будут протекать меньшие ток и мощность, соответственно равные (рис. 7.10, б)

, .

Таким образом, вследствие применения компенсирующих устройств на подстанции при неизменной мощности нагрузки реактивные мощности и ток в линии уменьшаются — линия разгружается по реактивной мощности. При этом, как отмечалось выше, в линии уменьшаются потери мощности и потери напряжения, так как

, .