5…..Регулирование напряжения изменением сопротивления сети.
10. Регулирование напряжения изменением сопротивления сети
Напряжение у потребителя зависит от величины потерь напряжения в сети, которые в свою очередь зависят от сопротивления сетей. Например, продольная составляющая падения напряжения в линии на рис. 5.6, а равна
где ,, — потоки мощности и напряжение в конце линии; , — ее активное и реактивное сопротивления.
На рис. 5.6, б показан характер зависимости сопротивления сети от сечения проводов. Из графика видно, что соотношение активного и реактивного сопротивлений для;
распределительных и питающих сетей различно.
В распределительных сетях активное сопротивление 5
Рис. 5.6. Регулирование напряжения изменением параметров сети:
а—схемы замещения; б—зависимость сопротивления сети от сечечения проводов
Рис. 5.7. Продольная компенсация:
а — схема включения УПК; б — векторная диаграмма
больше реактивного, т. е. (см. пример 2.1). В (5.5) основную роль играет первое слагаемое числителя . При изменении сечения линий в распределительных сетях существенно меняются и и изменяются и напряжение потребителя. Поэтому в этих сетях сечение иногда выбирается по допустимой потере напряжения.
В питающих сетях, наоборот, (см. пример 2.2), поэтому в значительной степени определяется реактивным сопротивлением линий, которое мало зависит от сечения. Выбирать сечение линий в питающих сетях по допустимой потере напряжения экономически нецелесообразно. Изменение реактивного сопротивления применяют для регулирования напряжения. Чтобы изменить реактивное сопротивление, необходимо включить в линию конденсаторы. Продольная составляющая падения напряжения в линии до установки конденсаторов определяется выражением (5.5). Предположим, что напряжение в конце линии ниже допустимого:
.
Включим последовательно в линию конденсаторы так, чтобы повысить напряжение до допустимого .
Предыдущее выражение запишем в следующем виде:
, (5.6)
где — сопротивление конденсатора.
Последовательное включение конденсаторов в линии называют продольной компенсацией (см. § 4.10). Установка продольной компенсации (УПК) дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и потерю напряжения в линии (рис. 5.7, а).
Векторная диаграмма такого регулирования представлена на рис. 5.7, б, из которого следует:
,
где — ток в линии.
Величину можно рассматривать как отрицательное падение напряжения или как дополнительную ЭДС, вводимую в цепь.
Зная , , , , , можно найти из (5.6) и выбрать нужное количество последовательных и параллельных конденсаторов. При этом напряжение на конденсаторах и ток в них равны
,
Если номинальное напряжение одного конденсатора , то ставят последовательно несколько конденсаторов в одной фазе. Число подключенных конденсаторов определяют по выражению
.
В паспорте конденсатора указывается его мощность . Зная эту величину, можно определить номинальный ток
.
Если <, то ставят параллельно конденсаторов, причем
.
Для УПК отношение емкостного сопротивления конденсаторов к индуктивному сопротивлению линии, выраженное в процентах, называется процентом компенсации:
На практике применяют лишь частичную компенсацию реактивного сопротивления линии. Полная или избыточная компенсация в распределительных сетях, непосредственно питающих нагрузку, обычно не применяется, так как это связано с возможностью появления в сети перенапряжений.
Применение УПК позволяет улучшить режимы напряжения в сетях. Однако следует учитывать, что повышение напряжения, создаваемое такими конденсаторами, зависит от значения и фазы тока, проходящего через УПК. Поэтому возможности регулирования последовательными конденсаторами ограничены. Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклонений напряжения на перегруженных радиальных линиях.
В питающих сетях УПК — сложные в эксплуатации и дорогие установки. Необходимо применять специальные меры для их защиты от перенапряжений во время коротких замыканий. Отметим, что УПК применяют не только для регулирования напряжения, но и для повышения пропускной способности линий.