11 Регулювання напруги в електричній мережі компенсацією реактивного навантаження

11.1 Мета роботи

Метою роботи є аналіз впливу компенсації реактивної потужності навантаження на режим напруги в кінці лінії.

11.2 Основні теоретичні відомості

Для того, щоб оцінити вплив поперечної компенсації на вели­чину втрати напруги в мережі, побудуємо векторну діаграму напруг лінії (рисунок 11.1, б). Для визначення напруги на початку лінії спади напруг в опорах r, x врахуємо окремо від струму навантаження і струму конденсаторної батареї , тоді

, (11.1)

де .

Як видно з векторної діаграми, при увімкнених конденсато­рах напруга на початку лінії зменшується порівняно з напругою на початку лінії за відсутності компен­сації, так як при цьому зменшується втрата напруги в лінії, а кут зсуву фаз між напругою на початку і напругою в кінці лінії збільшується.

При вимкненому навантаженні і увімкненій батареї струм і по лінії протікає тільки ємнісний струм батареї . У результаті напруга в кінці лінії стає більшою, ніж напруга на початку (рисунок 11.1,в). В режимі малих навантажень з метою обмеження перенапруг частину конденсаторів потрібно вимикати.

а - pозpахункова схема; б, в - вектоpнi діаграми напруг

Рисунок 11.1 - Регулювання напруги компенсацією

реактивного навантаження

Реактивна потужність, що генерується трифазною конденсаторною батареєю,

, (11.2)

де ω=2πf – кутова частота змінного струму;

С – ємність конденсаторів.

Недоліком поперечної компенсації є те, що при зниженні напруги в мережі зменшується реактивна потужність кон­денсаторної установки, що може призвести до ще більшого зменшення напруги та погіршення якості електричної енергії. При цьому потрібно увімкнути додаткові секції батареї, тобто збільшити її сумарну по­тужність.

Регулювання напруги компенсацією реактивної потужності навантаження є ефективним у повітряних ме­режах, а також у розподільних мережах, в яких втрата напруги визначається, в основному, індуктивним опором трансформаторів. Чим більший реактивний опір мережі живлення, тим ефективніше використання конденсаторів з метою регулювання напруги.

Визначимо необхідну потужність конденсаторної батареї, за якої при заданій напрузі на початку лінії в кінці буде підтримуватись бажаний рівень напруги.

11.3 Порядок виконання роботи

1.  Ознайомтеся з теоретичними відомостями.

2. Для заданого варіанта вихідних даних (таблиця 10.1) розрахуйте необхідну потужність конденсаторної батареї, за якої в кінці лінії буде підтримуватися бажаний рівень напруги U_2б = 0,95U₁.

3. Перевірте правильність визначення потужності конденсаторної батареї, для цього розрахуйте режим роботи лінії на комп’ютері при заданій напрузі U₁ на початку лінії й врахуванні визначеної потужності батареї.

4. Розрахуйте на комп’ютері режим неробочого ходу лінії при увімкненій конденсаторній батареї.