Поперечная компенсация
Поперечная компенсация применяется для уменьшения перетоков реактив-ной мощности в сети. Батареи конденсаторов в этом случае подключают на шины 6-10 кВ подстанций параллельно нагрузке. Это приводит к уменьшению потерь мощности и напряжения во всей сети до точки подключения БК. Покажем это на примере простейшей сети (рис. 17.6).
| ЛЭП | нагрузка | ||||
| ИП | Рисунок 17.6 – Участок | ||||
| сети | |||||
БК
Схемы замещения и распределение мощности до и после подключения БК показаны на рис. 17.7.
| U1 | Sлэп= Sнагр. | |||||
| Zлэп | ||||||
| S1 | Sнагр., Iнагр. | |||||
| I1 | ||||||
| U2 | ||||||
| а) | Iлэп= Iнагр. | |||||
| U1 | Sлэп= Sнагр.- j QБК | ||||||||||||||||
| Zлэп | Sнагр., Iнагр | ||||||||||||||||
| S1 | |||||||||||||||||
| I1 | U2 | -j QБК | |||||||||||||||
| б) | Iлэп= Iнагр.+j IБК | ||||||||||||||||
| j IБК | |||||||||||||||||
Рисунок 17.7 – Схема замещения сети: а) – без БК; б) – с БК
Векторные диаграммы токов и мощностей показаны на рис. 17.8
| IБК | Iнагр а | U2 | |
| Sлэп сБК | |||
| Iлэп сБК | QБК | ||
| Iнагр р | Sлэп | ||
| Iлэп | Qнагр | ||
| Pнагр | |||
| а) | б) |
Рисунок 17.8 – Векторные диаграммы: а) – токов;
Б) – мощностей
Векторная диаграмма напряжений приведена на рис. 17.9. Построение век-торной диаграммы до использования батареи конденсаторов выполняется также как и для ЛЭП с одной нагрузкой в сети 35 кВ.
| e | IБК∙Хлэп | d | |||||
| IБК∙Zлэп | IБК∙Rлэп | ||||||
| U1ф сБК | |||||||
| c | |||||||
| U1ф | |||||||
| Iлэп∙Zлэп | |||||||
| IБК | e | ’ | Iлэп∙Xлэп | ||||
| U2ф | а | c’ | |||||
| Iлэп | Iлэп∙Rлэп | ||||||
| b | |||||||
Рисунок 17.9 – Векторная диаграмма напряжений
Для получения значения напряжения в начале передачи к напряжению в кон-це передачи нужно добавить падение напряжения от тока нагрузки в активном и реактивном сопротивлениях ЛЭП. На векторной диаграмме это треугольник авс. Величина фазного напряжения в начале передачи до подключения КУ равна U1 ф. Отрезок ас' численно равен потере напряжения в сети.
Достраиваем треугольник падения напряжения от тока БК в сопротивлениях ЛЭП. Это треугольник cde. Соединяем начало координат с точкой е и определяем величину фазного напряжения в начале ЛЭП после установки БК U1 ф с БК. По мо-дулю U1 ф с БК меньшне напряжения U1 ф.
Величина потери напряжения после установки БК численно равна отрезку ае'.Сравниваем отрезки ас' и ае' и видим,что подключение БК приводит куменьшению потери напряжения.
Из анализа можно сделать вывод, что при заданном напряжении в начале участка сети при установке БК улучшается режим напряжения в конце участка.
Оценим влияние величины мощности нагрузки. При малых нагрузках уменьшаются размеры треугольника авс. Если используется нерегулируемая БК, размеры треугольника cde остаются без изменений. В этом режиме напряжение в конце передачи может быть больше напряжения в начале передачи. Это недопу-стимо. Следовательно, нужно использовать регулируемые БК. Эффект регулиро-вания тем больше, чем больше мощность БК и индуктивное сопротивление сети.
Таким образом, на векторных диаграммах видно, что величина тока, мощно-сти и потери напряжения в линии электропередач, уменьшилась после подключе-
ния на шины потребителя батареи конденсаторов. Этот вывод следует и из рас-четных формул:
| Параметр | Без БК | С БК | |||||||||||||||
| Мощность | S лэп = S нагр = Pнагр + jQнагр | S лэп = S нагр = Pнагр + j(Qнагр - QБК ) | |||||||||||||||
| Ток | I лэп = I нагр = Iнагр а | - jIнагр р | I лэп = I нагр = Iнагр а + j(Iнагр р - IБК ) | ||||||||||||||
| DP = | P2 | + Q2 | DP = | P2 | + (Q- Q )2 | × R | |||||||||||
| нагр | нагр × R | нагр | нагр БК | ||||||||||||||
| U нагр2 | лэп | Uнагр2 | лэп | ||||||||||||||
| Потеря | |||||||||||||||||
| мощности | P2 | + Q2 | Pнагр2 | + (Qнагр - QБК )2 | |||||||||||||
| DQ = | нагр | нагр | × X | DQ = | × X лэп | ||||||||||||
| лэп | U нагр2 | ||||||||||||||||
| U нагр2 | |||||||||||||||||
| Потеря | DU = | Pнагр × Rлэп + Qнагр × X лэп | DU = | Pнагр × Rлэп + (Qнагр - QБК ) × X лэп | |||||||||||||
| U нагр | Uнагр | ||||||||||||||||
| напряжения | |||||||||||||||||