- •17. Лекция №17
- •17.1. Регулирование напряжения изменением сопротивления сети
- •17.2. Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности
- •17.2.1. Использование в качестве компенсирующего устройства синхронных компенсаторов
- •17.2.2. Включение в качестве компенсирующего устройства батарей конденсаторов
- •17.2.3. Реакторы
- •17.2.4. Статические компенсаторы
- •17.2.5. Установки продольной компенсации
- •17.3. Опредление допустимой потери напряжения в распределительных сетях
- •17.4. Сравнение способов регулирования напряжения
17.2. Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности
Продольная составляющая падения напряжения в сети определяется по выражению (рис.17.3,а):
(17.11)
где , — потоки мощности; , — активное и реактивное сопротивления сети.
Из последнего выражения видно, что падение напряжения зависит от потоков реактивной и активной мощностей сети. По линии должна передаваться такая активная мощность, какая нужна потребителю. Активную мощность линий нельзя изменять для регулирования напряжения. В питающих сетях активное сопротивление меньше реактивного сопротивления линии. Следовательно, именно произведение оказывает решающее влияние на падение напряжения в сетях при регулировании U за счет изменения потоков мощности.
Для изменения потоков реактивной мощности применяют компенсирующие устройства — батареи конденсаторов (БК), синхронные компенсаторы (СК), а также статические источники реактивной мощности (ИРМ)[2].
17.2.1. Использование в качестве компенсирующего устройства синхронных компенсаторов
Использование в качестве компенсирующего устройства синхронных компенсаторов иллюстрируется на рис.17.3.a. Напряжение в конце линии до установки компенсатора определяется выражением [2]:
. (17.12)
Пусть ниже допустимого. После включения СК в конце линии определяется следующим образом:
. (17.13)
Определим мощность СК, необходимую для того, чтобы напряжение стало допустимым. Для этого положим в (17.13) и вычтем из (17.12) выражение (17.13):
а)
б)
в)
г)
Рис.17.3. Режимы
работы компенсирующих устройств: а
– включение синхронного компенсатора;
б, в – векторные диаграммы синхронного
компенсатора при перевозбуждении и
недовозбуждении; г – включение батареи
конденсаторов
Мощность СК определяется выражением
(17.15)
При допущении будем считать, что два первых слагаемых в правой части (17.14) равны. При этом допущении мощность СК определяется простым выражением, вытекающим из (17.15):
(17.16)
При практических расчетах определяется по выражению (17.16).
Синхронные компенсаторы могут работать в режимах перевозбуждения и недовозбуждения.
При перевозбуждении они генерируют реактивную мощность . При недовозбуждении они потребляют реактивную мощность, что приводит к увеличению потерь напряжения в сети и к уменьшению напряжения у потребителей. Недовозбуждение синхронных компенсаторов можно использовать, когда надо снизить напряжение, например в режиме наименьших нагрузок. На рис.17.3,б и в представлены векторные диаграммы в режимах перевозбуждения и недовозбуждения.
До включения синхронного компенсатора:
(17.17)
(17.18)
После его включения:
(17.19)
(17.20)
Здесь , - напряжения в начале и в конце сети; - ток в сети; - сопротивление сети; - ток синхронного компенсатора.
В режиме перевозбуждения СК ток , текущий из сети, опережает на 90° напряжение . Из векторной диаграммы (рис.17.3,б) видно, что в этом режиме модуль напряжения повышается с до . В режиме недовозбуждения ток и реактивная мощность СК изменяют свои знаки на противоположные. Ток , текущий из сети, отстает на 90° от напряжения . Из векторной диаграммы (рис.17.3,в) видно, что в этом режиме модуль напряжения понижается с до .