19.3. Регулирование напряжения при помощи устройств поперечной компенсации

В питающих сетях значительное влияние на потерю напряжения в сети оказывает составляющая . Изменяя поток реактивной мощности в сети, можно регулировать величину потери напряжения в сети. Для изменения потоков реактивной мощности применяются компенсирующие устройства – батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, статические источники реактивной мощности.

Возможность использования компенсирующих устройств для регулирования напряжения рассмотрим на примере синхронного компенсатора в простейшей сети (рис. 19.7).

Рисунок 19.7 – Включение синхронного компенсатора

Напряжение в конце ЛЭП до установки СК определяется выражением:

Пусть напряжение в конце ЛЭП ниже допустимого. После включения синхронного компенсатора напряжение в конце линии электропередач определяется следующим образом:

(19.3)

Если из выражения для вычесть выражения для, можно определить мощность синхронного компенсатора. В практических расчетах считают что. Поэтому выражение для определения мощности синхронного компенсатора выглядит следующим образом:

СК может работать в режиме перевозбуждения и недовозбуждения.

При перевозбуждении СК генерирует реактивную мощность равную его номинальной мощности При недовозбуждении СК потребляет реактивную мощность равную половине номинальной мощностиРежим потребления приводит в увеличению потери напряжения в сети и дальнейшему снижению напряжения у потребителей. Режим недовозбуждения СК можно использовать в режиме минимальной нагрузки, когда нужно снизить напряжение в сети.

Для построения векторных диаграмм запишем выражение (19.3) через ток, который протекает в линии электропередач:

. (19.4)

Построим векторную диаграмму при работе СК в режиме перевозбуждения (рис. 19.8 а). Из начала координат по действительной оси отложим вектор напряжения . Получим точку а. Под углом к нему отложим ток нагрузки . Вектор падения напряжения в активном сопротивлении направлен параллельно линии тока нагрузки. Отложим его от конца вектора напряжения с учетом знака в выражении (19.4). Получим точку b. Из точки b перпендикулярно линии тока нагрузки отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (19.4). Получим точку с. Соединим начало координат с точкой с. Полученный вектор – это вектор напряжения в конце участка до установки СК. Его величина меньше допустимого значения напряжения .

В режиме перевозбуждения ток СКопережает напряжение на. Из точки с параллельно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в активном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (19.4). Получим точку d. Из точки d перпендикулярно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (19.4). Получим точку е. Соединив точку е с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка . Его величина удовлетворяет требованиям. Построим векторную диаграмму в режиме недовозбуждения (рис. 19.8 б). Построение вектора напряжения в конце ЛЭП до подключения синхронного компенсатора выполняется аналогично предыдущим построениям. Его величина больше допустимого значения напряжения. В режиме перевозбуждения ток синхронного компенсатора отстает от напряженияна.

Рисунок 19.8 – Векторная диаграмма регулирования напряжения при помощи СК: а) режим перевозбуждения СК; б) режим недовозбуждения СК

Остальные построения выполняются аналогично. Из точки с параллельно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в активном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (19.4). Получим точку d. Из точки d перпендикулярно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП. Получим точку е. Соединив точку е с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка . Его величина удовлетворяет требованиям.

Векторная диаграмма регулирования напряжения при использовании батареи конденсаторов аналогична векторной диаграмме СК, который работает в режиме перевозбуждения.