1. Продольно-емкостная компенсация

Включение конденсаторных батарей последовательно с нагрузкой приводит к изменению индуктивного сопротивления сети и является эффективным средством для снижения резких колебаний напряжения, вызванных подключением электродвигателей, работой сварочных аппаратов и дуговых печей. Установка последовательных конденсаторов обеспечивает достаточно ощутимое повышение напряжения в линии, особенно при низких значениях коэффициента мощности нагрузки.

Известно, что в последовательной цепи, состоящей из индуктивного и емкостного сопротивлений суммарное реактивное сопротивление будет определятся их разностью, т.е. Х_общ=X_L-X_C.

Такой способ уменьшения реактивного сопротивления в сетях получил название "продольной компенсации", а конденсаторы, включенные последовательно в рассечку каждого из проводов линии, составляют установку продольной компенсации.

Изменяя число и емкость конденсаторов, т.е. влияя на емкостное сопротивление X_C, можно получить любую величину потерь напряжения в линии и даже отрицательную величину, когда напряжение в конце линии окажется выше, чем в начале.

При равенстве индуктивного и емкостного сопротивлений величина потери напряжения в сети определяется только ее активным сопротивлением. Последовательное включение конденсаторов в сеть для получения надбавки напряжения является целесообразным при относительно невысоких коэффициентах мощности в сетях со сравнительно большими сечениями проводов.

В тех случаях, когда потребитель работает в резкопеременном режиме, включение последовательных конденсаторов является почти единственным средством сглаживания колебаний напряжения, т.к. все другие средства требуют для перехода от одного режима к другому некоторое время. Конденсаторные батареи при их установке в рассечку линии должны рассчитываться на проходную мощность линии, т.к. напряжение между их обкладками определяется не рабочим напряжением сети, а произведением тока на сопротивление.

Потеря напряжения в сети при последовательном включении конденсаторов определяется по формуле:

.

Степень компенсации характеризуется выражением:

.

Задаваясь величиной ΔU, можно определить необходимое емкостное сопротивление конденсаторной батареи X_K:

_{Мощность конденсаторной батареи определяется по формуле:}

,

где I – рабочий ток в линии при максимальной нагрузке.

Определив X_K необходимо найти емкость конденсаторной батареи:

мкФ.

Число параллельных групп в ряду находится по номинальному току конденсатора: nI/I_К, где I_К=Q_К/U_К.

Число последовательных рядов в батарее определяется из соотношения: mU_НОМ/U_К.

Определяется мощность трехфазной батареи конденсаторов и ее фазное сопротивление, которое сопоставляется с величиной X'_Б:

Q_Б=3Q_К·m·n; Х_Б=mХ_C/n.

На рис. 2.1 показана принципиальная схема одной фазы установки продольной компенсации. Выключатель QF предназначен для создания обходной цепи для тока внешнего КЗ. Выключатель Q и разъединители QS1, QS2 служат для включения и отключения установки в сети. Трансформатор TV - для измерения напряжения и снятия остаточного заряда. Разрядник FV защищает конденсаторы от перенапряжений в линии.

Рис. 2.1. Принципиальная схема установки продольной компенсации