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: 331; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!