Продольная компенсация

Выбор мощности батарей конденсаторов при поперечной компенсации

КУ, устанавливаемых вблизи потребителей в системе, в целом определяется на основе баланса реактивной мощности. Однако, в распределительной сети 35-110 кВ величина определяется по величине экономического тангенса. Его значение устанавливается энергосистемой в зависимости от питающего напряжения сети. Для,,.

Значение тангенса нагрузки рассчитывается следующим образом:

.

Если его значение больше значения экономического тангенса, применяют компенсацию реактивной мощности и понижают тангенс нагрузки:

.

Выполним преобразования приведенного выражения:

.

Мощность компенсирующей установки равна:

Значение Р _нагр выбирается по графику узла нагрузки. Это наибольшая активная мощность узла нагрузки в часы наибольших нагрузок в энергосистеме (с 9 до 11 или с 17 до 21 часа). Для этого же часа выбирается и значение реактивной мощности и определяется тангенс нагрузки.

Очевидно, что если, то необходимости в компенсации нет.

Чаще всего на потребительских ПС в качестве КУ используются конденсаторные батареи в виде комплектных установок типа УК. В сети 6 кВ применяются УК мощностью 300, 400, 450, 675, 900, 1125, 1350, 1800 и 2700 кВар. В сети 10 кВ применяются УК, начиная с мощности 450 кВар.

Мощность КУ распределяется равномерно на секции шин 6-10 кВ ПС, т.е. количество однотипных УК должно быть кратно 2 при двухобмоточных и трехобмоточных трансформаторах (типа ТМ, ТМН, ТДН, ТДТН, АТ) подстанций и кратно 4 – при трансформаторах с расщепленной обмоткой низкого напряжения (типа ТРДН).

Продольная компенсация применяется для уменьшения реактивного сопротивления ЛЭП. Компенсация обеспечивается последовательным включением в рассечку ЛЭП емкостного сопротивления в виде конденсаторов. Построим векторную диаграмму напряжений с УПК для следующей сети (рис. 5.5).

U ₁

R

X

X _c

U ₂

I ₂, cos φ ₂

Рисунок 5.5 – Применение УПК в сети

Векторная диаграмма напряжений до применения УПК аналогична векторной диаграм-ме для ЛЭП с одной нагрузкой в сети 35 кВ (рис. 5.5). В результате построения получаем величину напряжения в начале передачи U _1ф. При введении УПК в рассечку ЛЭП уменьшается индуктивное сопротивление сети и составляющая падения в реактивном сопротивлении – отрезок bd вместо bc. Соединим начало координат с точкой d и получим вектор напряжения в начале передачи при использовании УПК. Оценим влияние УПК на составляющие падения напряжения.

Продольная (отрезок ас’) и поперечная (отрезок сс’) составляющие падения напряжения в исходной сети равны:

При компенсации:

продольная (отрезок аd’)

поперечная (отрезок dd’)

d

U _{2 Ф}

I ₂

U _{1 Ф}

U _{1Ф c УПК}

I ₂∙ R

I ₂∙ Х

I ₂∙(Х – Х _с)

а

b

c

c^’

d^’

Рисунок 5.6 – Векторная диаграмма напряжений при использовании УПК

о

Из векторной диаграммы следует применение УПК приводит к уменьшению напряжения в начале передачи, продольной и поперечной составляющих падения напряжения.

Если подобрать УПК так, что Х = Х _с, т.е обеспечить полную компенсацию индуктивного сопротивления ЛЭП, то падение напряжения будет определяться только величиной активного сопротивления ЛЭП

В этом случае напряжение в начале передачи будет равно отрезку ob.

Можно найти такое значение Х _с, чтобы потеря напряжения в сети равнялась нулю. Если пренебречь поперечной составляющей падения напряжения, имеем

.

Найдем величину Х _с:

;

.

По величине Х _с подбирают мощность батареи конденсаторов. На практике чаще всего не применяют полную компенсацию и сопротивление УПК рассчитывают из потери напряжения, которая обеспечивает желаемый уровень напряжения в сети.

Из формулы для расчета потери напряжения с учетом УПК видно, что применение конденсаторов целесообразно при значительной реактивной составляющей тока, т.е. когда близок к единице. При малых значениях потеря напряжения в ЛЭП определяется в основном активным сопротивлением.

Достоинства УПК:

автоматическое и безынерционное регулирование напряжения;

отсутствие движущихся частей делает установки простыми и надежными в эксплуатации;

при одинаковом регулирующем эффекте мощность БК, выбранной только для регулирования напряжения, меньше чем при поперечной компенсации.

Недостатки:

возможны резонансные явления, которые вызывают качания роторов двигателей, мигание ламп накаливания;

увеличение токов короткого замыкания;

при коротких замыканиях возникает опасность появления на конденсаторах высокого напряжения. Поэтому для шунтирования БК при коротких замыканиях применяют быстродействующие разрядники.

Контрольные вопросы:

1) Для чего применяется поперечная компенсация?

2) Как подключают батареи конденсаторов в поперечной компенсации?

3) Что нужно для получения значения напряжения в начале передачи к напряжению в конце передачи?

4) Как строиться векторная диаграмма?

5) В каком режиме напряжение в конце передачи может быть больше напряжения в начале передачи?

6) Из – за чего уменьшается ток, мощность и потеря напряжения в линии электропередач?

7) Как устанавливается КУ вблизи от потребителей?

8) Как рассчитывается значение тангенса нагрузки?

9) Для чего применяется продольная компенсация?

10) Как влияет УПК на составляющие падения напряжения?

11) В чем достоинства УПК?

12) В чем недостатки УПК?

Дата добавления: 2014-10-15