Реактивная мощность в энергосистеме. Потребители реактивной Мощности. Выработка реактивной мощности генераторами ЭС

План.

30. Общие положения.

31. Регулирующий эффект нагрузки.

32. Потребители реактивной мощности.

33. Генерация реактивной мощности генераторами ЭС.

Общие положения

Из баланса реактивной мощности в энергосистеме следует, что в случае, ког-да генерация реактивной мощности превышает ее потребление, напряжение в се-ти возрастает. При дефиците реактивной мощности – напряжение уменьшается. Этот вывод мы уже получали, когда рассматривали векторную диаграмму линии электропередачи напряжением 110 кВ. Емкостный ток ЛЭП, работающей на хо-лостом ходу, или, другими словами, мощность, генерируемая ЛЭП, повышает на-пряжение в конце ЛЭП.

В отличие от баланса активной мощности, баланс реактивной мощности не может в полной мере определить требования, которые предъявляются к источни-кам реактивной мощности. Если активную мощность вырабатывают только гене-раторы электростанций, то реактивную мощность можно получить от дополни-тельных источников, которые могут устанавливаться вблизи потребителей. Эти дополнительные источники называются компенсирующими установками.

При проектировании электрической сети нужно проверять баланс реактивной мощности как в целом по энергосистеме, так и в отдельных ее частях. При этом следует учитывать и необходимость резерва реактивной мощности.

Баланс реактивной мощности следует предусматривать отдельно для каждого режима сети. Характерными режимами в системе являются:

· режим наибольшей реактивной нагрузки. Для режима характерно наибо-льшее потребление реактивной мощности и наибольшая мощность ком-пенсирующих устройств;

· режим наибольшей активной нагрузки. Режим связан с наибольшей за-грузкой генераторов активной мощности при наименьшей выработке реа-ктивной мощности;

· режим наименьшей активной нагрузки. В этом режиме часть генераторов отключают. Выработка реактивной мощности генераторами электро-станций уменьшается;

· послеаварийные и ремонтные режимы. В этих режимах наибольшие

ограничения по передаче реактивной мощности.

Если в энергосистеме наблюдается дефицит активной мощности, то он пок-рывется за счет избытка активной мощности в других системах. Для покрытия не-

достатка реактивной мощности ее экономичнее генерировать компенсирую-щими устройствами, которые устанавливаются в данной энергосистеме, а не передавать из соседних систем.

Регулирующий эффект нагрузки

Изменение активной и реактивной от напряжения происходит по статичес-ким характеристикам (рис. 16.1). Рассмотрим, каким образом реагирует нагрузка на изменение режима в простейшей системе (рис. 16.2).

P

о.е. _Q

Q

P

	U
Uкр	о.е
Uном

Рисунок 16.1 – Статические характеристики мощности

	U1= const		"	U2
					S12
Г							Р2+ j Q2
		Z12

Рисунок 16.2 – Простейшая электрическая

Сеть

В нормальном режиме работы на шинах нагрузки поддерживается номиналь-ное напряжение. Потреби-тель берет из сети мощ-

ность равную P₂ + j Q₂.

При постоянном на-пряжении в начале ЛЭП, напряжение на ее конце может быть рассчитано сле-дующим образом:

U ₂»U₁- DU₁₂=

			P"	× R	+ Q"	× X
=U		-					.
			U 2

Предположим, что на-пряжение в конце ЛЭП уменьшается. В соответст-вии со статическими харак-теристиками, активная и реактивная мощности пот-ребителя, будут умень-шаться.

Следовательно, будут уменьшаться мощность в

конце ЛЭП P"	+ jQ"	и потеря напряжения DU		, а напряжение в конце ЛЭП U

будет увеличиваться.

Этот вывод справедлив, когда напряжение в конце ЛЭП будет больше крити-ческого напряжения:

U U_кр.

Критическое напряжение составляет (0,7 – 0,8) от U_ном.

Таким образом, при напряжениях больших чем критическое, нагрузка, изме-няя свою мощность, стремится поддержать неизменным напряжение на своих шинах. В этом случае говорят о положительном регулирующем эффекте нагрузки.

При напряжениях меньших чем критическое проявляется отрицательный ре-гулирующий эффект нагрузки. Активная мощность потребителя в соответствии со статическими характеристиками уменьшается. Потребление реактивной мощнос-ти начинает возрастать. Причем, значение реактивной мощности увеличивается в большей степени, чем снижение активной. Следовательно, активная мощность в

конце ЛЭП уменьшается ^{P" ¯}, реактивная мощность увеличивается ^{Q" ­­} . По-

12 12

теря напряжения на участке увеличивается DU₁₂ ­, а напряжение на шинах нагру-зки снижается U ₂ ¯ . Это приводит к увеличению потребления реактивной мощ-ности и дальнейшему снижению напряжения U ₂ и т.д. Возникает явление, кото-

рое называется лавиной напряжения. При такой аварии тормозятся асинхронные двигатели. Реактивная мощность асинхронных двигателей растет, баланс реакти-вной мощности нарушается, причем потребление реактивной мощности в значи-тельной мере превышает выработку:

åQп åQг .

Это в свою очередь приводит к понижению напряжения. Остановить сниже-ние напряжения при этой аварии можно, лишь отключив нагрузку.

Чтобы напряжение не снижалось ниже критического на генераторах и мощ-ных синхронных двигателях устанавливаются автоматические регуляторы возбу-ждения (АРВ). Под их действием генераторы и синхронные двигатели увеличи-вают выработку реактивной мощности.