Регулирование напряжения изменением потоков

реактивной мощно­сти.(15В)

(15В)Продольная составляющая падения напряжения в сети определя­ется по выражению:

где - потоки мощности; - активное и реактивное сопротивления сети.

Следовательно, падение напряжения зависит от потоков активной и ре­активной мощностей сети. По линии должна передаваться такая активная мощность, какая необходима потребителю. Активную мощность линии нельзя изменять для регулирования напряжения. В питающих сетях активное сопротивление меньше реактивного. Следовательно, именно второе слагае­мое в числителе приведенного выражения оказывает решающее влияние на падение напряжения в сети при регулировании напряжения за счет измене­ния потоков мощности.

Для изменения потоков реактивной мощности применяют компенси­рующие устройства - батареи конденсаторов (БК), синхронные компенсаторы (СК) (рис.8.10), синхронные двигатели (СД) и статические источники реактивной мощ­ности (ИРМ).

Рис.8.10

Напряжение в конце линии до установки синхронного компенсатора определяется выра­жением:

Будем считать, что после включения СК в конце линии, и оп­ределяется следующим образом:

В этом случае, необходимая мощность СК опреде­ляется выражением:

Синхронные компенсаторы могут работать в режимах перевозбуждения и недовозбуждения. При перевозбуждении они генерируют реактивную мощностью . При недовозбуждении они потребляют реактив­ную мощность , что приводит к увеличению по­терь напряже­ния в сети и к уменьшению напряжения у потребителей.

Недовозбужденный СК можно использовать, когда надо снизить на­пряжение, например в режиме наименьших нагрузок.

На рис.8.11 и 8.12 представлены векторные диаграммы участка элек­трической сети, к концу которого подключен перевозбужденный (рис.8.11) и недовозбужденный (рис. 8.12) СК.

Рис.8.11

До включения синхронного компенсатора:

После его включения:

Рис.8.12

где - напряжения в начале и в конце сети; - ток участка сети; - сопро­тивление участка сети; - ток синхронного компенса­тора.

В режиме перевозбуждения СК ток , текущий из сети, опережает на 90˚ напряжение . Из векторной диаграммы (рис.8.11) видно, что в этом режиме модуль напряжения повышается с до . В режиме недовоз­буждения ток и реактивная мощность СК изменяют свои знаки на противо­положные. То , текущий из сети, отстаёт на 90˚ от напряжения . Из век­торной диаграммы (рис. 8.12) видно, что в этом режиме модуль напряже­ния понижается с до .

Аналогично можно регулировать напряжение путем изменения потоков реактивной мощности с помощью синхронных двигателей и статических ис­точников реактивной мощности.

Включение в качестве компенсирующего устройства батарей конденса­торов (рис.8.13) позволяет только повышать напряжение, так как конденсаторы могут лишь вырабатывать реактивную мощность. Конденсаторы, подключенные параллельно к сети, обеспечивают попе­речную компенсацию. В этом случае БК, генерируя реактивную мощность, повышает коэффициент мощности сети и одновременно регулирует напря­жение, поскольку уменьшаются потери напряжения в сети.

Рис.8.13

Векторная диа­грамма при поперечной компенсации с помощью БК та же, что и для СК в режиме перевозбуждения

§8 Сравнение способов регулирования напряжения(16В)

Основным, наиболее важным и эффективным среди рассмотренных выше способов является регулирование напряжения трансформаторами и ав­тотрансформаторами под нагрузкой, т е имеющими устройства РПН. Все ос­тальные способы регулирования напряжения (трансформаторами с ПБВ, ге­нераторами электростанций, изменением сопротивления сети и потоков реак­тивной мощности) имеют меньшее значение и являются вспомогательными.

Трансформаторы с ПБВ применяются в сетях напряжением до 35 кВ. С их помощью невозможно осуществить встречное регулирование напряжения, так как их коэффициенты трансформации при изменении режима в течение суток неизменны. Регулирование трансформаторами с ПБВ используется только как сезонное.

С помощью трансформаторов с устройствами РПН на районных под­станциях можно осуществлять встречное регулирование.

Трансформаторы с РПН дороже, чем с ПБВ. Это объясняется необходи­мостью применения специального переключающего устройства. Стоимость переключающего устройства РПН сравнительно мало зависит от мощности трансформатора. Поэтому относительное удорожание трансформаторов с РПН по сравнению с трансформаторами с ПБВ значительно больше сказыва­ется на трансформаторах меньшей мощности. Это удорожание составляет 20-25% стоимости трансформатора, а для трансформаторов малой мощности может достигать 70-80%.Трансформаторы с устройствами РПН обычно при­меняют на напряжение 35кВ и выше.

Линейные регуляторы малой мощности применяются в промышленных и сельских сетях, ЛР большой мощности - в питающих сетях.

Сравнительные данные по регулированию напряжения с помощью трансформаторов, автотрансформаторов и линейных регуляторов приведены в табл.8.1. Таблица 8.1