Объяснить принцип компенсации реактивной мощности в электрических сетях. Объяснить понятие коэффициента мощности.
Компенсация реактивной мощности - целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии[1]. Осуществляется с использованием компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии.
Коэффициент мощности - безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей. Коэффициент мощности показывает, насколько сдвигается по фазе переменный ток, протекающий через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения.
Численно коэффициент мощности равен косинусу этого фазового сдвига.
Изложить методы увеличения коэффициента мощности и его влияние на технико-экономические показатели электроустановок.
Повышение коэффициента мощности дает определенные выгоды во многих отношениях, а поэтому имеет большое народнохозяйственное значение.
Повышение коэффициента мощности нагрузки требует блока конденсаторов, служащего в качестве источника реактивной энергии. Устройство обеспечивает компенсацию реактивной энергии:
Тщательная подгонка компенсации под уровень, требуемый нагрузкой, позволяет предотвращать перенапряжения при низкой нагрузке, т.е., предотвращение режима перенапряжения и возможности повреждения оборудования. Перенапряжения из-за чрезмерной реактивной компенсации зависят, отчасти, от значения полного сопротивления источника.
Изложить сущность выражения синусоидальных величин комплексными числами.
Геометрические операции с векторами можно заменить алгебраическими операциями с комплексными числами, что существенно повышает точность получаемых результатов.
При анализе цепей переменного тока, в которых протекают синусоидальные токи и имеются синусоидальные напряжения, часто возникает необходимость суммирования нескольких величин токов, ЭДС или напряжений одной и той же частоты w, но с различными амплитудами и начальными фазами. При этом аналитическое и графическое суммирование приводит к определенным трудностям и большим затратам времени. Поэтому целесообразно синусоидальную функцию представить в виде вектора или комплексного числа.
Так как синусоидальная функция зависит от двух переменных аргументов: амплитуды и фазового угла (или фазы), то эту синусоидальную функцию можно представить в виде вектора в прямоугольной системе координат X и Y. При этом длина вектора будет равной амплитуде синусоидальной функции, а его угол наклона по отношению к оси ОХ равен фазовому углу синусоидальной функции.