2. Поперечно-емкостная компенсация
Установка конденсаторов с параллельным включением в сеть называется поперечной компенсацией. В этом случае конденсаторы, генерируя реактивную мощность, повышают коэффициент мощности и одновременно регулируют напряжение, т.к. уменьшаются потери напряжения в сети.
Потеря напряжения в сети при параллельном включении конденсаторов определяется по формуле:
.
Реактивная мощность, генерируемая батареей:
.
Следовательно, указанная реактивная мощность зависит от квадрата напряжения сети и даже при незначительном уменьшении напряжения значительно снижается, что приводит к дальнейшему понижению напряжения в сети.
Учитывая, что при установке конденсаторов реактивная нагрузка сети снижается (Q2=Q1-QК) и если при этом активная нагрузка неизменна (Р1=Р2), получаем относительное повышение напряжения:
.
Это же повышение напряжения, выраженное в процентах:
.
Удельная мощность конденсаторов определяется номинальным напряжением сети и ее реактивным сопротивлением.
В отличие от продольной компенсации, при которой надбавка напряжения пропорциональна нагрузке линии, повышение напряжения в сети, создаваемое поперечной компенсацией, не зависит от тока нагрузки и определяется параметрами сети и величиной емкостного сопротивления.
На рис. 2.2 показана схема замещения линии с поперечной компенсацией.
Рис. 2.2. Схема поперечно-емкостной компенсации
Порядок проведения работы
1. Получить у преподавателя вариант исходных данных, а также значение номинального напряжения сети: 6 или 10 кВ.
Первая цифра варианта 1÷6 означает сечение кабельной (КЛ) и воздушной линии (ВЛ) линий из табл. 2.1 и табл. 2.2 соответственно. Также она соответствуют значению cosφ из табл. 2.3.
Вторая цифра варианта 1÷5 означает номер варианта токовой нагрузки из табл. 2.3, выраженной в относительных единицах от максимально-допустимого тока IДОП. Для дальнейших расчетов необходимо найти P и Q.
2. Рассчитать напряжение в конце линии до компенсации в ВЛ и КЛ.
3. При продольно-емкостной компенсации выбрать марку и количество УПК, чтобы XC≈0 Ом. Выбор местоположения УПК задается преподавателем. Конденсаторы для установок продольной компенсации даны в табл. 2.4.
4. При поперечно-емкостной компенсации выбрать марку и количество БК, чтобы коэффициент мощности нагрузки cosφ≈0,92÷0,95. Конденсаторы для установок продольной компенсации даны в табл. 2.5.
5. Рассчитать уровень напряжения в конце ВЛ и КЛ после компенсации и построить эпюры уровней напряжения вдоль линии до компенсации и после в именованных единицах и в процентах.
6. Запустить программу «Регулирование напряжения с помощью КУ» и ознакомиться с инструкцией. Сравнить свои расчетные зависимости с программной реализацией. При продольной компенсации рассмотреть оба варианта размещения БК и объяснить, почему незначительно различаются уровни напряжения. Ответ подтвердить математическими выражениями.
7. Сделать выводы по проделанной работе.
Таблица 2.1
Данные для расчета кабельных линий с бумажной изоляцией
-
№
FСТ, мм2
r0, Ом/км
6 кВ
10 кВ
x0, Ом/км
IДОП, А
x0, Ом/км
IДОП, А
1
35
0,890
0,087
125
0,095
115
2
50
0,620
0,083
155
0,090
140
3
70
0,443
0,080
190
0,086
165
4
95
0,326
0,078
225
0,083
205
5
120
0,258
0,076
260
0,081
240
6
150
0,206
0,074
300
0,079
275
7
185
0,167
0,073
340
0,077
310
8
240
0,129
0,071
390
0,075
355
Таблица 2.2