11.4 Підготовка звіту по роботі

Звіт з лабораторної роботи повинен містити:

1. Розрахункову схему лінії електропередавання з поперечною ємнісною компенсацією та вихідні дані для розрахунку.

2. Результати розрахунку потужності конденсаторної батареї.

3. Розрахунки режимів роботи лінії на комп’ютері.

4. Векторну діаграму напруг лінії з поперечною компенсацією.

5. Векторну діаграму напруг лінії при увімкненій батареї та відсутності навантаження.

6.  Аналіз режимів роботи лінії.

11.5 Контрольні запитання для самоперевірки

1. Як регулюють напругу компенсацією реактивного навантаження?

2. Від чого залежить потужність конденсаторної установки?

3. Як визначити реактивну потужність конденсаторної батареї за умовою регулювання напруги?

4. Коли регулювання напруги компенсацією реактивної потужності навантаження є ефективним?

4. Вкажіть недоліки регулювання напруги поперечною компенсацією реактивного навантаження.

5. Як зміниться напруга в кінці лінії при вимкненні конденсаторної батареї?

6. Нарисуйте векторну діаграму напруг лінії з поперечною компенсацією реактивного навантаження.

7. Нарисуйте векторну діаграму напруг лінії при вимкненому навантаженні і увімкненій конденсаторній батареї.

Лабораторна робота №12

12 Регулювання напруги в електричній мережі поздовжньою компенсацією її індуктивного опору

12.1 Мета роботи

Метою роботи є дослідження режимів роботи лінії електропередавання з поздовжньою компенсацією її індуктивного опору за допомогою послідовно увімкнених конденсаторів [1,2].

12.2 Основні теоретичні положення

Режим напруги U₂ в кінці лінії електропередавання можна змінити шляхом зменшення величини втрати напруги в лінії

, (12.1)

де - активна і реактивна потужності трифазного навантаження;

- активний та індуктивний опори лінії.

У повітряних лініях з великим перерізом проводів індуктивний опір є більшим від активного опору , тому втрата напру­ги значною мірою залежить від величини реактивного опору ме­режі. Для компенсації цього опору можна застосувати конден­сатори, увімкнувши їх послідовно в коло лінії (рисунок 12.1, а). При цьому результуючий реактивний опір буде

, (12.2)

де - ємнісний опір конденсаторної установки;

С - ємність конденсаторів.

а – принципова схема увімкнення конденсатоpiв; б -розрахункова схема лінії з УПК;

в - вектоpна дiагpама напpуг

Рисунок 12.1 - Змiна pежиму напpуги в кінці лінії шляхом

компенсацiї pеактивного опоpу лiнiї

Послідовне увімкнення конденсаторів у лінію з метою змен­шення реактивного опору мережі називають поздовжньою ємнісною компенсацією, а сама конденсаторна установка - установкою поздов­жньої компенсації (УПК).

Втрата напруги в лінії з поздовжньою ємнісною компенсацією

, (12.3)

де - напруга в кінці лінії після компенсації.

Змінюючи ємність конденсаторів УПК, а значить і величину втрати напруги, можна регулювати рівень напруги в кінці лінії.

Фазна напруга на початку лінії з поздовжньою ємнісною компенсацією

. (12.4)

де - повний опір лінії.

На рисунках 12.1, б, в зображені розрахункова схема та векторна діаг­рама лінії з послідовно увімкненими конденсаторами. З векторної діаграми видно, що при поздовжній компенсації індуктивного опору лінії напругу U_1ф на початку лінії

можна зменшити порівняно з напругою , яку потрібно підтримувати на початку лінії без компенсації для забезпечення заданого рівня напруги в кінці. При цьому втрата напруги в лінії, яку наближено можна прирівняти поздовжній складовій вектора спаду напруги, зменшується (ΔU_ф < ΔU_ф¹ ).

За повної компенсації індуктивного опору лінії результуючий реактивний опір лінії і втрата напруги буде визначатися тільки активним опором. При цьому напруга на початку лінії буде ще меншою.

На практиці застосовують часткову компенсацію реактивного опору лінії (К_С < 100%), так як при повній компенсації (К_С = 100%) і перекомпенсації (К_С > 100%) можуть виникати перенапруги в мережі.

Застосування УПК дозволяє покращити режим напруги в електричних мережах. Проте слід врахувати, що ступінь підвищення напруги за рахунок послідовного увімкнення конденсаторів залежить від величини й фази струму, що протікає по лінії. Найбільш ефективним є застосування УПК для регулювання напруги на перевантажених радіальних повітряних лініях з великим перерізом проводів і низькими значеннями коефіцієнтів потужності . Тоді втрата напруги в них згідно з виразом (12.1) буде в основному залежати від складової Q₂ x.

УПК є ефективним засобом регулювання напруги в мережах, споживачі яких працюють з різко змінним режимом навантаження (наприклад, зварювальні трансформатори, потужні двигуни з частими пусками, пресове потужне устаткування тощо. Так як спад напруги на індуктивному опорі лінії x при зміні струму навантаження компенсується спадом напруги на ємнісному опорі х_к, то в результаті забезпечується практично безінерційне регулювання напруги.

Наближене значення реактивного опору х_к можна визначити із співвідношення

, (12.5)

де - бажане значення міжфазної напруги в кінці лінії.

Потужність УПК визначають залежно від робочої напруги на її виводах і провідності конденсаторів

, (12.6)

де .

УПК комплектують з однофазних послідовно увімкнених конденсаторів для збільшення робочої напруги установки. Для того, щоб збільшити потужність установки, конденсатори вмикають паралельно.

Захист УПК від перенапруг під час коротких замикань на лінії та різкому збільшенні струму через конденсатори здійснюють за допомогою спеціальних розрядників і вимикачів, які шунтують установку в аварійному режимі.