Регулирование напряжения при помощи устройств поперечной компенсации

В питающих сетях значительное влияние на потерю напряжения в сети оказывает составляющая Q^”·X. 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. 20.7).

Напряжение в конце ЛЭП до установки синхронного компенсатора определяется выражением

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

(20.3)

Если из выражения для U_{2 доп} вычесть выражения для U₂, можно определить мощность синхронного компенсатора. В практических расчетах считают что . Поэтому выражение для определения мощности синхронного компенсатора выглядит следующим образом:

Синхронный компенсатор 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 синхронного компенсатора можно использовать в режиме минимальной нагрузки, когда нужно снизить напряжение в сети.

Для построения векторных диаграмм запишем выражение (20.3) через ток, который протекает в линии электропередач:

. (20.4)

Построим векторную диаграмму при работе СК в режиме перевозбуждения (рис. 20.8 а). Из начала координат по действительной оси отложим вектор напряжения U₁. Получим точку а. Под углом φ₂ к нему отложим ток нагрузки I_нагр. Вектор падения напряжения в активном сопротивлении направлен параллельно линии тока нагрузки. Отложим его от конца вектора напряжения U₁ с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку b. Из точки b перпендикулярно линии тока нагрузки отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). 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 синхронного компенсатора опережает напряжение U₂ на 90^о. Из точки с параллельно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в активном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку d. Из точки d перпендикулярно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). 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. 20.8 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 напряженияU₂ на 90^о. Остальные построения выполняются аналогично. Из точки с параллельно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в активном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку d. Из точки d перпендикулярно линии тока СК

отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП. Получим точкуе. 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.