Влияние поперечной компенсации
На рис. 3.2.2.1 представлена схема включения ёмкости в цепь при поперечной компенсации.
Рисунок 3.2.2.1 – Схема включения ёмкости в цепь при поперечной компенсации
Мощность однофазного конденсатора, включенного в цепь переменного напряжения, определяется как
(51)
Мощность трёхфазного конденсатора, соединённого в треугольник, определяется по той же формуле, но с учётом того, что U – линейное напряжение, а С – сумма ёмкостей всех трёх фаз конденсатора. Мощность трёхфазного конденсатора, соединённого звездой, определяется как
(52)
где С – сумма ёмкостей всех трёх фаз.
Коэффициент реактивной мощности до компенсации определяется как 
, а после компенсации - 
. Так как 
, то 
.
До компенсации потери мощности составляют:
, (53)
а после компенсации
. (54)
Уменьшение потерь мощности после компенсации составит
. (55)
Полная нагрузка до компенсации 
, а после компенсации 
, то есть
(56)
Так как , то 
. Полная мощность при применении поперечной компенсации уменьшается обратно пропорционально значениям коэффициента мощности после компенсации.
Применение поперечной компенсации позволяет:
- уменьшить потери мощности при сохранении величины передаваемой активной мощности;
|
|
|
- увеличить пропускную способность электрической сети без повышения потерь;
- повысит передаваемую мощность.
Потери напряжения определяются из выражений:
- до компенсации 
; (57)
- после компенсации 
. (58)
Уменьшение потери напряжения, а следовательно, увеличение напряжения на вводах электроприёмника с учётом выражений (57) и (58) определяется как:
. (59)
Изменение нагрузки у потребителя вызывает колебания напряжения в сети.
Потери напряжения при полной нагрузке до компенсации составляют
, (60)
а при неполной нагрузке
, (61)
где k – коэффициент, учитывающий пропорциональное уменьшение нагрузки.
Уменьшение потери напряжения при неполной нагрузке
(62)
После компенсации потери напряжения при полной загрузке составляют
(63)
а при неполной нагрузке
. (64)
Уменьшение потери напряжения при компенсации и неполной нагрузки определяется как
(65)
|
|
|
При рассмотрении выражений (62) и (65) следует, что поперечная компенсация не влияет на колебания напряжения, но уровень напряжения будет выше (выражение (59)), так как снижение потери напряжения зависит от мощности компенсирующего устройства и от реактивного сопротивления, которые для конкретной электроустановки являются величинами постоянными.
Продольная компенсация реактивной мощности
Схемы замещения и векторные диаграммы
При продольной ёмкостной компенсации конденсаторы включаются последовательно в цепь, и через них проходит полный ток линии.
Схема установки устройства продольной компенсации представлена на рис. 3.3.1.1. На рис. 3.3.1.2 представлена схема замещения при продольной компенсации, в которой последовательно с активным ( 
и индуктивным ( 
сопротивлениями линии включено ёмкостное сопротивление конденсаторов ( 
.
Рисунок 3.3.1.1 – Схема установки устройства продольной компенсации
Действующие значения тока и напряжения для схемы замещения (рис. 3.3.1.2, а) определяются как
; 
; 
; 
;
; 
; 
; 
. (66)
Рисунок 3.3.1.2 – Схема замещения и векторные диаграммы устройства продольной компенсации
Различаются три вида векторных диаграмм для схемы замещения (рис. 3.3.1.2) в зависимости от соотношения между индуктивным и ёмкостным сопротивлениями:
|
|
|
- при индуктивном характере ( 
): 
, ток отстаёт от напряжения (рис. 3.3.1.2, б);
- при ёмкостном характере ( 
): 
, ток опережает напряжение(рис. 3.3.1.2, в);
- при равенстве 
: 
, ток совпадает по фазе с напряжением, падение напряжения происходит только на активном сопротивлении цепи, так как падения напряжения на индуктивности и ёмкости компенсируют друг друга и противоположны по направлению (рис. 3.3.1.2, г).
В последнем случае ток характеризуется максимальными значениями при постоянном напряжении (режим резонансов напряжений):
. (67)
Так как в электрической сети активное сопротивление меньше по сравнению с индуктивным сопротивлением, то при резонансе напряжений в режиме короткого замыкания токи короткого замыкания могут бы очень велики и недопустимые повышения напряжения на индуктивности и ёмкости: 
.
В связи с этим ёмкость в устройствах продольной компенсации выбирают так, чтобы напряжение на конденсаторе составляло 5-20% от номинального напряжения сети. Исходя из этого, устройство продольной компенсации компенсирует лишь часть потерь реактивной мощности, равную 
, то есть практически не является источником реактивной мощности.
|
|
|
Для ограничения резонансных явлений в устройствах продольной компенсации применяют сопротивление 
, превышающее ёмкостное сопротивление конденсатора в несколько раз.
Рисунок 3.3.1.3 – Влияние продольной ёмкостной компенсации на соотношения напряжений в начале и в конце линии: а) – схема включения ёмкости в цепь нагрузки; б) – векторная диаграмма.
Главной целью установки устройства продольной компенсации является частичная компенсация индуктивного сопротивления цепи для повышения напряжения (уменьшения потери напряжения). На рис. 3.3.1.3 представлена векторная диаграмма напряжений в начале 
и в конце 
линии при применении устройств продольной компенсации.
В цепи с сопротивлениями 
и 
напряжение в конце линии меньше напряжения в начале линии на величину падения напряжения на активном 
и индуктивном сопротивлении 
(сплошные линии на рис. 3.3.1.3, б). Если в цепь включить последовательно ёмкостной элемент с собственным сопротивлением 
, то падение напряжения на данном элементе составит 
, которое противоположно направлению действия падения напряжения на индуктивности. В результате можно подобрать такое значение ёмкостного сопротивления, при котором падение напряжение будет возникать только на активном сопротивлении, что позволит уменьшить разность между напряжениями в начале и в конце линии.
Последовательное включение в цепь ёмкости способствует повышению токов короткого замыкания во всех элементах. К тому же это может привести к выходу из строя самих конденсаторов, так как напряжение на них 
, возникающее при сквозных токах короткого замыкания, возрастает пропорционально кратности тока КЗ ( 
). Для защиты конденсаторов могут применяться схемы с применением искровых разрядников (рис.3.3.1.1).
Основным достоинством применения продольной ёмкостной компенсации является стабилизация напряжения при резкопеременной нагрузки.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 508; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!