19.2. 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 участке сети, рассчитанная при заданном напряжении в конце, равна:

(19.1)

Соотношение активного и индуктивного сопротивлений в распределительных и питающих сетях различно. Это наглядно видно на рис. 19.4.

Рисунок 19.4 – Зависимость сопротивления сети от сечения провода

В распределительных сетях активное сопротивление больше индуктивного. В потере напряжения основную роль играет составляющая . В питающей сети индуктивное сопротивление больше активного. Потеря напряжения в значительной степени определяется реактивным сопротивлением участка сети.

Изменение индуктивного сопротивления применяют для регулирования напряжения. Чтобы изменить индуктивное сопротивление, необходимо включить в линию электропередач батарею конденсаторов. Возможность регулирования напряжения при помощи устройства продольной компенсации покажем для простейшего участка сети (рис. 19.5). Потеря напряжения на участке определяется выражением (19.1).

Рисунок 19.5 – Схема включения УПК

Допустим, что напряжение в конце участка ниже допустимого:

.

Включим последовательно в линию электропередач батарею конденсаторов так, чтобы повысить напряжение до допустимой величины . Напряжение в конце участка сети будет равно:

где Х_с – сопротивление батареи конденсаторов.

Запишем это выражение через ток, который протекает в линии электропередач:

(19.2)

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

Рисунок 19.6 – Векторная диаграмма регулирования напряжения при помощи УПК

Из начала координат по действительной оси отложим вектор напряжения . Получим точкуа. Под углом к нему отложим ток на участке. Вектор падения напряжения в активном сопротивлении параллельно линии тока отложим от конца вектора напряженияс учетом знака в выражении (19.2). Получим точкуb. Из точки b перпендикулярно линии тока отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (19.2). Получим точку с. Соединим начало координат с точкой с. Полученный вектор – это вектор напряжения в конце участка. Его величина меньше допустимого значения напряжения . Из точкис перпендикулярно линии тока отложим вектор падения напряжения в сопротивлении батареи конденсаторов с учетом знака в выражении (19.2). Получим точку d. Соединив точку d с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка . Его величина удовлетворяет требованиям.

Величину можно рассматривать как отрицательное падение напряжения или как дополнительную ЭДС.

Из выражения для можно определить сопротивление БК. По его величине определить количество последовательных и параллельно включенных конденсаторов. При этом напряжение на БКи токв ней:

Если номинальное напряжение одного конденсатора меньше фазного напряжения в месте установки БК: , то в фазе ставятся последовательно несколько конденсаторов. Их количествоn определяется по выражению:

В паспорте конденсатора указывается его номинальная мощность . Зная эту величину, можно определить номинальный ток конденсатора:

Если номинальный ток конденсатора меньше тока в ЛЭП , то ставят параллельноm конденсаторов:

Отношение:

называется процентом компенсации. На практике применяют частичную компенсацию () 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. Повышение 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.