Регулирование напряжения при помощи устройств продольной компенсации

Напряжение у потребителей зависит от величины потерь напряжения в сети. Потери напряжения зависят от сопротивления сети. Потеря напряжения на участке сети, рассчитанная при заданном напряжении в конце, равна

(20.1)

Соотношение активного и индуктивного сопротивлений в распределительных и питающих сетях различно. Это наглядно видно на рис. 20.4.

В распределительных сетях активное сопротивление больше ин-дуктивного. В потере напряжения основную роль играет составляющая . В питающей сети индуктивное сопротивление больше активного. Потеря напряжения в значительной степени определяется реактивным сопротивлением участка сети.

Изменение индуктивного сопротивления применяют для регулирования напряжения. Чтобы изменить индуктивное сопротивление, необходимо включить в линию электропередач батарею конденсаторов. Возможность регулирования напряжения при помощи устройства продольной компенсации покажем для простейшего участка сети (рис. 20.5). Потеря напряжения на участке определяется выражением (20.1). Допустим, что напряжение в конце участка ниже допустимого:

.

Включим последовательно в линию электропередач батарею конденсаторов так, чтобы повысить напряжение до допустимой величины. Напряжение в конце участка сети будет равно:

где Х_с – сопротивление батареи конденсаторов.

Запишем это выражение через ток, который протекает в линии электропередач:

(20.2)

Используем полученное выражение для построения векторной диаграммы регулирования напряжения при помощи устройства продольной компенсации.

Из начала координат по действительной оси отложим вектор напряжения U₁. Получим точку а. Под углом φ₂ к нему отложим ток на участке I_л. Вектор падения напряжения в активном сопротивлении параллельно линии тока отложим от конца вектора напряжения U₁ с учетом знака в выражении (20.2). Получим точку b. Из точки b перпендикулярно линии тока отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.2). Получим точку с. Соединим начало координат с точкой с. Полученный вектор – это вектор напряжения в конце участка. Его величина меньше допустимого значения напряжения . Из точкис перпендикулярно линии тока отложим вектор падения напряжения в сопротивлении батареи конденсаторов с учетом знака в выражении (20.2). Получим точку d. Соединив точку d с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка . Его величина удовлетворяет требованиям.

Величину можно рассматривать как отрицательное падение напряжения или как дополнительную ЭДС.

Из выражения для можно определить сопротивление батареи конденсаторов. По его величине определить количество последовательных и параллельно включенных конденсаторов. При этом напряжение на батарее конденсаторовU_к и ток I_к в ней равны

Если номинальное напряжение одного конденсатора меньше фазного напряжения в месте установки батареи конденсаторов , то в фазе ставятся последовательно несколько конденсаторов. Их количествоn определяется по выражению

В паспорте конденсатора указывается его номинальная мощность Q_к. Зная эту величину, можно определить номинальный ток конденсатора I_{к ном}:

Если номинальный ток конденсатора меньше тока в ЛЭП , то ставят параллельноm конденсаторов:

Отношение

называется процентом компенсации. На практике применяют частичную компенсацию (с < 100 %) индуктивного сопротивления ЛЭП. Полная компенсация не применяется, так как это связано с возможностью появления перенапряжений в сети.

Применение УПК позволяет улучшить режимы напряжения в сети. Повышение напряжения зависит от значения и фазы тока, которых проходит через УПК. Поэтому возможности регулирования напряжения через УПК ограничены. Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклонений напряжения на перегруженных радиальных ЛЭП.