Реактивної потужності та власної реактивної потужності лінії від завантаження лінії

У лініях електропередачі напругою 220 кВ і більше власна реактивна потужність досягає величин, сумірних з потужністю навантаження.

Отже, власна реактивна потужність ліній у системі та реактивна потужність споживачів мають важливе і часто визначальне значення в роботі електричної системи.

Визначальним режимом для забезпечення балансу реактивної потужності є режим максимального навантаження, для якого потужність компенсувальних пристроїв повинна бути максимальною. Тому енергосистема обмежує максимальне значення споживаної реактивної потужності для кожного підприємства під час свого максимуму. У мінімальних режимах роботи системи в ній виникають надлишки реактивної потужності, яку потрібно спожити, щоб забезпечити баланс. Тому системі в цьому режимі доцільно встановлювати для кожного підприємства мінімальне значення споживаної реактивної потужності.

1.2.4. Негативні явища, пов'язані з передаванням реактивної потужності

Зважаючи на особливості реактивної складової потужності, враховувати її вплив на вибір обладнання та параметри режиму необхідно вже на стадії проектування ЕПС. Якщо не передбачати компенсації реактивної потужності, то елементи мережі (трансформатори, лінії електропередач тощо) потрібно вибирати за повною потужністю навантаження, яке визначається активною і реактивною складовими

_. (1.6)

Оскільки природний коефіцієнт реактивної потужності в промисловості оцінюється на рівні =(1,02…1,33), це означає, що значення реактивної потужності може бути більшим від активної, тобто реактивна потужність більше впливатиме на вибір параметрів обладнання, ніж активної.

Передавання електричної енергії супроводжується втратами напруги, потужності та енергії. Втрату напруги в розрахунках часто прирівнюють до поздовжньої складової спаду напруги за формулою

, (1.7)

з якої зрозуміло, що одна її частина залежить від активної потужності Р та активного опору R, а друга - від реактивної потужності Q та реактивного опору X. З врахуванням опорів трансформаторів поздовжні параметри мережі мають таке співвідношення, коли активний опір R майже завжди значно менший від реактивного опору X. Тому вплив реактивної потужності на втрати напруги значно більший від впливу активної потужності. Отже, передавання реактивної потужності призводить до значних втрат напруги, це знижує загалом рівень напруги в мережі, що, своєю чергою, знижує коефіцієнти запасу статичної стійкості навантажень

(1.8)

де – критичний рівень напруги за умовою статичної стійкості.

Знижуються також рівні статичної та динамічної стійкості паралельної роботи генераторів системи.

Вплив реактивної потужності на втрати активної потужності, а відповідно й енергії, можна продемонструвати з аналізу формули

(1.9)

де — складова втрат активної потужності в елементі мережі з активним опором R від протікання через нього реактивної потужності Q.

Із цієї формули зрозуміло, що за однакових значень Р і Q втрати активної потужності вдвічі більші, ніж за наявності лише активної потужності Р.

Внаслідок недооцінювання проблеми компенсації реактивної потужності протягом багатьох років у мережах енергосистеми існує досить високий рівень втрат активної енергії, який оцінюється в 9,5-10 % від виробленої, тоді як в європейських країнах це значення знаходиться у межах 5-6,5 %. Рівень наявних компенсувальних пристроїв у мережах у нас становив величину 0,24 кВар на один кіловат максимуму навантаження і навряд чи істотно змінився. У той самий час в розвинених країнах він характеризувався значенням 0,8—1 кВар/кВт і менше. Зв'язок рівня втрат енергії в мережах з рівнем компенсації реактивної потужності очевидний.