Регулирование напряжения при помощи устройств

Продольной компенсации

Напряжение у потребителей зависит от величины потерь напряжения в сети. Потери напряжения зависят от сопротивления сети. Потеря напряжения на участ-ке сети, рассчитанная при заданном напряжении в конце, равна

DU =	P"× R + Q"× X	.	(20.1)
U "

Соотношение активного и индуктивного сопротивлений в распределитель-ных и питающих сетях различно. Это наглядно видно на рис. 20.4.

r0, x0		В распределительных сетях
		активное сопротивление
r0		больше ин-дуктивного. В
	потере напряжения основ-
		ную роль играет составля-
x0		ющая P" × R . В питающей
	сети индуктивное сопротив-
		ление больше активного.
		Потеря напряжения в зна-
		чительной степени опреде-
	F	ляется реактивным сопро-
	тивлением участка сети.
Распределительные	Питающие
		Изменение индуктивного
		сопротивления применяют
Рисунок 20.4 – Зависимость сопротивления	для регулирования напря-
	сети от сечения провода	жения. Чтобы изменить ин-
		дуктивное сопротивление,

необходимо включить в ли-нию электропередач батарею конденсаторов. Возможность регулирования напряжения при по-мощи устройства продольной компенсации покажем для простейшего участка сети (рис. 20.5). Потеря напряжения на участке определяется выражением (20.1). Допустим, что напряжение в конце участка ниже допустимого:

U₂=U ^"=U₁- DU £U_2доп.

		RЛ		XЛ	Xc	U2
U1
			IЛ							I2, cos φ2

Включим последовательно в линию электропередач бата-рею конденсаторов так, чтобы повысить напряжение до допу-стимой величины U _{2 доп} .

						Напряжение в конце участка
Рисунок 20.5 – Схема включения УПК	сети будет равно:
U		=U		-	P"× R + Q"×( X - X с)	,
2 доп
				U 2 доп

где Х_с – сопротивление батареи конденсаторов.

Запишем это выражение через ток, который протекает в линии электропере-

дач:

U 2доп=U 1-3× I л×(Rл+ jX л- jX с)=U 1-	3 × I л × Rл -
					(20.2)
- j 3× I л× X л+ j 3× I л× X с

Используем полученное выражение для построения векторной диаграммы регулирования напряжения при помощи устройства продольной компенсации.

+ j

			b
- 3 × I л × X л	- 3 × I л × Rл
			+
		U1			а
U2доп

IЛ _U2 d

	O	c	- 3 × I л × X с

Рисунок 20.6 – Векторная диаграмма регулирования напряжения при помощи УПК

Из начала координат по действительной оси отложим вектор напряжения U₁. Получим точку а. Под углом φ₂ к нему отложим ток на участке I_л. Вектор падения напряжения в активном сопротивлении параллельно линии тока отложим от кон-ца вектора напряжения U₁ с учетом знака в выражении (20.2). Получим точку b. Из точки b перпендикулярно линии тока отложим вектор падения напряжения в

индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.2). Получим точку с. Соединим начало координат с точкой с. Полученный вектор – это вектор напряжения в конце участка. Его величина меньше допустимого значения напря-жения U _{2 доп} . Из точки с перпендикулярно линии тока отложим вектор падения

напряжения в сопротивлении батареи конденсаторов с учетом знака в выражении (20.2). Получим точку d. Соединив точку d с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка U _{2 доп} . Его величина удовлетворяет требованиям.

Величину 3 × I _л × X _к можно рассматривать как отрицательное падение

напряжения или как дополнительную ЭДС.

Из выражения для U _{2 доп} можно определить сопротивление батареи конден-

саторов. По его величине определить количество последовательных и параллель-но включенных конденсаторов. При этом напряжение на батарее конденсаторов U_ки ток I_кв ней равны

			Iк= I л=		Sл	.
Uк=3× I л× X к,
	×Uк

Если номинальное напряжение одного конденсатора меньше фазного напря-жения в месте установки батареи конденсаторов U_{к ном} <U_к / 3 , то в фазе ставят-

ся последовательно несколько конденсаторов. Их количество n определяется по выражению

n =				U к	.
	× U к ном

В паспорте конденсатора указывается его номинальная мощность Q_к. Зная эту величину, можно определить номинальный ток конденсатора I_{к ном}:

Iк ном =		Qк	.
U к ном

Если номинальный ток конденсатора меньше тока в ЛЭП I_{к ном} < I_к , то ставят параллельно m конденсаторов:

m =	Iк	.
Iк ном

Отношение

c = ^{X к}×100

X _л

называется процентом компенсации. На практике применяют частичную компен-сацию (с < 100 %) индуктивного сопротивления ЛЭП. Полная компенсация не применяется, так как это связано с возможностью появления перенапряжений в сети.

Применение УПК позволяет улучшить режимы напряжения в сети. Повыше-ние напряжения зависит от значения и фазы тока, которых проходит через УПК. Поэтому возможности регулирования напряжения через УПК ограничены. Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклонений напряжения на перегруженных радиальных ЛЭП.