6.6 Регулирование напряжения изменением параметров сети
Напряжение у потребителей зависит от величины потери напряжения в сети, которое в свою очередь зависит от параметров сети. В питающих сетях, где х >r , потеря напряжения в значительной степени определяется реактивным сопротивлением линии, которое мало зависит от сечения. Изменение реактивного сопротивления применяют для регулирования напряжения. Потеря напряжения в сети определяется выражением
.
Чтобы изменить реактивное сопротивление необходимо включить в линию конденсаторы. При этом потеря напряжения в линии
.
(6.10)
Последовательное включение конденсаторов в линию называют продольной компенсацией. Установка продольной компенсации (УПК) дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и уменьшить потерю напряжения в линии (см. рисунок 6.4).
Рисунок 6.4
На
рисунке 6.4 б представлена векторная
диаграмма токов и напряжений линии с
УПК. Вектор падения напряжения на
конденсаторе U
=
jIX
(отрезок сс
)
сдвинут по фазе на 180
относительно вектора падения напряжения
на индуктивном сопротивлении линии U
=
jIX
(отрезок вс). Соответственно этому потеря
напряжения в линии
определяется
отрезком аd
(вместо аd
в линии без конденсаторов).
Таким образом, последовательно включенные в линию конденсаторы компенсируют часть ее индуктивного сопротивления и тем самым уменьшают реактивную составляющую потери напряжения в линии.
Для УПК отношение емкостного сопротивления конденсаторов к индуктивному сопротивлению линии, выраженное в процентах, называется степенью компенсаци
.
(6.11)
На практике применяют частичную компенсацию (С<100%) реактивного сопротивления линии. Полная или избыточная компенсация (С>100%) в распределительных сетях обычно не применяется, так как это связано с возможностью появления в сети перенапряжений.
Применение УПК позволяет улучшить режимы напряжений в сетях. Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклонений напряжения на перегруженных радиальных линиях.
6.7 Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности
Реактивная мощность может вырабатываться не только генераторами станций, но и другими источниками реактивной мощности, компенсирующими устройствами КУ, в качестве которых могут использоваться батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы (двигатели).
Мощность КУ для установки в сети определяется специальными технико-экономическими расчетами с учетом баланса реактивной мощности в соответствующем узле электрической системы. Установка КУ позволяет улучшить режим напряжения в сети и у потребителей электроэнергии.
На
рисунке 6.5а представлена упрощенная
схема электрической сети, состоящей из
линии с сопротивлениями R
и X.
В конце линии параллельно нагрузке
включена неуправляемая батарея
конденсаторов БК, генерирующая реактивную
мощность jQ
.
При включении БК по линии передается
меньшая реактивная мощность, равная
Q
-Q
,
что приводит к снижению потери напряжения
и изменению режима напряжений в данной
сети.
Потеря напряжения в линии при установке БК определяется
.
(5.12)
Рисунок 6.5
На рисунках 6.5 б,в приведены векторные диаграммы напряжений и мощностей соответственно для режимов максимальных и минимальных нагрузок.
Из диаграммы видно, что в режимах максимальных нагрузок при наличии БК уменьшается величина падения напряжения в сети (равная геометрической разности отрезков ос и оа при отсутствии БК и отрезков ос и оа при наличии БК). Таким образом, при некотором заданном напряжении U в начале линии при наличии БК улучшается режим напряжений в конце линии.
В
режимах малых нагрузок резко уменьшаются
размеры треугольника падений напряжения
аbс,
соответствующего мощности нагрузки. В
то же время размеры треугольника падения
напряжения cde,
соответствующего мощности БК, остаются
практически неизменными. В этих режимах
напряжение
в
конце линии может превышать напряжение
U
,
что иногда может оказаться нежелательным
или недопустимым.
Отсюда следует, что возможно и целесообразно автоматически изменять мощность БК в целях регулирования напряжения в сети.
Аналогичное
изменение режима напряжений в сети
имеет место в случае использования в
качестве компенсирующего устройства
синхронных компенсаторов (двигателей).
В режиме перевозбуждения СК генерирует
реактивную мощность jQ
,
а в режиме перевозбуждения потребляет
jQ
.
Это свойство синхронных компенсаторов
может быть использовано как для повышения,
так и для снижения напряжения на шинах
нагрузки при неизменной величине
напряжения в начале линии.
Влияние СК на режим напряжений в сети показано на рисунке 6.5в,г. При этом условно принято, что мощность КУ в режиме максимальных нагрузок равна мощности БК, т.е. jQ = jQ . В режиме малых нагрузок СК потребляет реактивную мощность jQ (см.рисунок 6.5г).
Список литературы
1. Блок В.М. Электрические сети и системы.- М.: Высшая школа, 1986.-430 с.
2. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 592 с.
3. Электрические системы: Электрические сети./ Под.ред. В.А. Веникова.—М.: Высшая школа, 1997.- 427 с.
4. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях: Учеб. пособие для электроэнерг. спец. Под.ред. В.А. Строева.– М.: Высш. шк., 1999.- 350 с.
5. Евдокунин Г.А. Электрические системы и сети: Учебное пособие для студентов электроэнергетических спец. вузов. – СПб: Издательство Сизова М.П., 2001.- 685 с.
6. Герасименко А.А. Передача и распределение электроэнергии: Учеб. пособие. – Ростов-на Дону: Феникс, 2006.- 615 с.
Содержание
Введение
1 Общие понятия об электроэнергетических системах и электрических сетях
1 1.1 1.1 Электрическая сеть как часть электроэнергетической системы
1.2 Классификация электрических сетей
1.3 Требования, предъявляемые к электричеким сетям
1.4 Задачи расчетов электрических сетей