3.3. Регулирование напряжения с помощью статических конденсаторов

Статические конденсаторы служат для регулирования напря-жения в электрической сети за счет уменьшения потерь напря-жения в отдельных ее элементах, включаются в линию:

 последовательно нагрузке (продольная емкостная компен-сация);



Рисунок 3.2. Схема продольной

компенсации

параллельно нагрузке (попе-речная емкостная компенсация).

Значение потери напряжения в процентах на любом участке

распределительной сети может быть определяется:

, (3.1)

где и  (3.2)

 слагаемые потери напряжения, обусловленные соответ-ственно активной и реактивной мощностью.

При продольной компенсации (рисунок 3.2) последова-тельное включение в линию конденсаторов приводит к уменьшению индуктивного сопротивления воздушных линий и к уменьшению реактивной составляющей потерь . Продольную компенсацию применяют при проектировании сетей напряжением 10 кВ и выше, имеющих более или менее значительное индуктивное сопротивление при достаточно больших сечениях; схемах дальних линий электропередачи – для повышения пропускной способности линии, влияющей на устойчивость параллельной работы электростанций с системой.

П

Рисунок 3.3. Схема поперечной

компенсации

ри поперечной компен-сации (рисунок 3.3) стати-ческие конденсаторы вклю-чаются параллельно нагрузке (электроприемникам,потребля-ющим активную и реактивную мощность  асинхронные дви-гатели, обмотки трансформа-торов). Для разгрузки сети от реактивной мощности целесо-образно эту мощность генери-ровать на месте потребления.

На практике используют комплектные компенсирующие установки (ККУ) (рисунок П2.28 Приложения 2), содержащие статические конденсаторы, собранные в батареи (БК), установленные в несколько ступеней включения. В соответствии с ростом или уменьшением нагрузки включаются или отключаются ступени БК, автоматически регулируя напряжение.

Р егулирование напряжения с помощью компенсации реактивной мощности:

 увеличивает коэффициент мощности электроустановки, а значит и его КПД;



Рисунок 3.4. Векторная диаграмма мощностей

уменьшает полную мощность сети, что подтверждается векторной диаграммой мощностей, представ-ленной на рисунке 3.4, что может дать

экономический эффект до 30-60%;

 изменяет напряжение только в сторону его увеличения.

3.4. Регулирование напряжения с помощью синхронных компенсаторов

В сетях напряжением 110кВ и выше для регулирования напряжения применяются синхронные компенсаторы – синхронные электродвигатели, работающие вхолостую без нагрузки. Как и в предыдущем примере, здесь регулирование напряжения достигается изменением реактивной мощности сети за счет изменения возбуждения двигателя от генератора постоянного тока.

Синхронный компенсатор, работающий с перевозбужде-нием, отдает в сеть реактивную мощность.

Синхронный компенсатор, работающий с недовозбужде-нием, потребляет из сети реактивную мощность.

На рисунке 3.5,б показан синхронный компенсатор, установленный вблизи потребителя, работающий с прере-

возбуждением, и вырабатывающий часть реактивной мощно-

сти ,необходимой потребителю. В этом случае по линии че-рез трансформатор будет протекать меньшая реактивная мощ-ность ,что приведет к снижению потери напряжения.

Рисунок 3.5.

Перевозбужденный синхронный компенсатор используют также для разгрузки сети от реактивных потерь напряжения.

Преимущества синхронных компенсаторов:

 плавное и автоматическое регулирование напряжения в большом диапазоне, что улучшает статическую и динамичес-

кую устойчивость в энергетической системе;

 надежность работы.

Недостатки:

 высокая стоимость самих двигателей, следовательно, высокие удельные капитальные затраты на компенсацию;

 большой расход активной мощности на компенсацию;

 большая занимаемая производственная площадь, шум.