Виды компенсирующих устройств и их назначение

Все компенсирующие устройства в зависимости от назначе­ния можно разделить на две группы: поперечной и продольной компенсаций (рис. 3.1.).

Рис.3.23. Виды компенсирующих устройств

Устройства поперечной компенсации предназначены для вы­работки или потребления реактивной мощности с целью обеспечения в электрической сети баланса реактивной мощности (кро­ме ДГР). Основным их параметром является реактивная мощ­ность ± Qк.

Устройства продольной компенсации служат для изменения реактивного сопротивления электрической сети. Главный их параметр – индуктивное Х_р или емкостное Х_к сопротивления.

Кроме выполнения основных функций, компенсирующие устройства позволяют снизить потери мощности и электроэнер­гии в электрических сетях и улучшить качество напряжения в них по отклонению, несимметрии и несинусоидальности на­пряжения.

Синхронные компенсаторыпредставляют собой синхронные двигатели, работающие вхолостую без механической нагрузки. В зависимости от тока возбуждения они могут вырабатывать реактивную мощность и потреблять ее. Мощность СК определя­ется выражением

, (4.35)

где Е – ЭДС синхронного компенсатора, зависящая от тока воз­буждения; Uск – напряжение сети в точке подключения СК; Х_ск – индуктивное сопротивление СК.

В эксплуатации находятся синхронные компенсаторы мощ­ностью до 160 МВАр. Они установлены, как правило, на крупных районных подстанциях. Часть их подключена к обмотке низше­го напряжения автотрансформаторов, которые потребляют зна­чительную реактивную мощность.

Статические компенсаторы– это батареи конденсаторов и другие источники реактивной мощности, не имеющие вращающих частей.

А)Батареи конденсаторов (БК) бывают поперечной и про­дольной компенсаций.

Рис.3.24. Статическая батарея конденсаторов

БК поперечной компенсации (рис. 3.2.) устанавливаются в узлах на­грузки и служат для выдачи реактивной мощности Q_K, необхо­димой потребителям (рис. 4.16). Они собираются из отдельных конденсаторов путем параллельного и последовательного со­единения для обеспечения необходимой реактивной мощности и напряжения соответственно. Мощность БК равна

QБК=U²ωC, (4.36)

где U- напряжение в точке подключения БК; С – емкость БК.

Pис. 3.25. Схема участка сети с БК поперечной (jQ_K) и продольной (Х_K) компенсациями

В настоящее время БК поперечной компенсации применяют­ся в сетях всех напряжений до 110 кВ включительно. Особенно распространены они в сетях промышленных предприятий.

БК продольной компенсации применяются для уменьшения реактивного (индуктивного) сопротивления сети. Параметром, по которому они выбираются, является их емкостное сопротив­ление Х_к (рис. 4.16). Наложение его на индуктивное сопротив­ление сети Х_с снижает результирующее сопротивление

Х=Х_С –Х_К .

БК продольной компенсации рассматриваются как средства повышения предела передаваемой мощности в электропередачах высоких напряжений, которые обладают большими реак­тивными сопротивлениями. В некоторых случаях они применя­ются в распределительных сетях для снижения потери напряже­ния с целью обеспечения необходимых отклонений напряжения у потребителей

б) Статические тиристорные компенсаторы (СТК)

СТК являются более совершенными компенсаторами, в которых осуществляется плавное регулирование тока (рис.2.28.). В установке применены нерегулируемые емкости (БК) С1,С2,С3, которые вырабатывают реактивную мощность (емкостную) Qс, и регулируемая с помощью тиристорных ключей VS индуктивностью LR. Управляющие электроды тиристоров присоединены к схеме автоматического регулирования. Достоинствами этой установки являются отсутствие вращающихся частей, быстродействие и плавность регулирования.

Рис.3.26. Схема статических регулируемых компенсаторов

3. Шунтирующие реакторы (ШР)могут только потреблять из сети реактивную мощность индуктивного характера, которая опреде­ляется формулой:

,

где Вр – индуктивная проводимость реактора.

ШР применяются для потребления излишней зарядной мощности линий электропередачи высоких классов напряжения. Они подключаются к началу ШР1 и концу ШР2 , а иногда и в промежуточных точках длинных линий.

Для регулирования степени компенсации реактивной мощ­ности целесообразно использовать управляемые реакторы, в ко­торых специальными устройствами изменяют индуктивную проводимость.

Выпускаются шунтирующие реакторы на номинальное на­пряжение до 750 кВ.

Контрольные вопросы:

1. Чему равна частота вращения генераторов на ТЭС?

2. Какую конструкцию имеет ротор турбогенератора?

3. Перечислите номинальные параметры генераторов?

4. Назовите основные режимы работы генераторов?

5. Условия точной синхронизации генераторов?

6. Преимущества метода самосинхронизации генераторов?

7. Назначение системы охлаждения генераторов?

8. Чем осуществляется охлаждение генераторов?

9. Назовите системы возбуждения генераторов7

10. Чем отличается независимое возбуждение от самовозбуждения7

11. Особенности бесщеточного возбуждения и области его применения?

12. В каких случаях в электроустановках ВН применяются однофазные трансформаторы вместо трехфазных?

13. Основные параметры силовых трансформаторов?

14. Сколько групп соединений можно образовать в трехфазном трансформаторе?

15. Основные элементы конструкции силовых трансформаторов?

16. Назначение магнитопровода в силовых трансформаторах?

17. Какие конструктивные особенности позволяют снизить потери холостого хода и короткого замыкания в трансформаторах?

18. Основная изоляция в масляных трансформаторах?

19. Чем различаются системы охлаждения трансформаторов М и Д?

20. Как обозначаются силовые трансформаторы?

21. Что такое нагрузочная способность автотрансформаторов?

22. Чем отличаются допустимые нагрузки сверх номинальной мощности трансформатора от аварийных перегрузок?

23. Что такое «типовая мощность» автотрансформатора?

24. Почему габариты автотрансформатора меньше, чем трансформатора на те же параметры?

25. На чем основан принцип регулирования напряжения силовых трансформаторов?

26. Чем отличается система регулирования напряжения трансформаторов РПН от ПБВ?

27. Основные потребители реактивной мощности?

28. Назначение компенсирующих устройств?

29. Чем отличается синхронный компенсатор от синхронного генератора?