Изменение реактивной мощности (поперечная компенсация)
Реактивная мощность может быть получена от различных источников: от генератора электрической станции, синхронных компенсатора и двигателя, а также за счет установки поперечной компенсации в виде батарей конденсаторов, включенных параллельно нагрузке.
Мощность всегда связана с преобразованием одного вида электроэнергии в другой. Это относится к активной мощности P. Реактивная мощность Q связана с особыми свойствами электрической сети переменного тока, где идет непрерывное колебание энергии электрического поля источника и магнитного поля приемника:
P = UIа; Q = UIp S = P + jQ.
На электрических железных дорогах наибольшее распространение получил способ получения реактивной мощности за счет установки поперечной компенсации в виде конденсаторов, включенных параллельно нагрузке. Он имеет следующие преимущества:
– использование статического устройства без вращающихся частей;
– возможность подключения в любом месте;
– мощность установки можно дробить без увеличения затрат.
Наиболее рационально устанавливать устройство параллельной компенсации непосредственно у нагрузки, так как в этом случае потери будут минимальными.
Полная мощность сети будет
Sс = Pс + jQс, где Pc = P и Qc = Q – Qк.
Полная мощность с учетом мощности компенсации Qк будет
S = P + j(Q – Qк) или UIc = UIа + j(Ip – Iк), здесь Iс – ток сети;
Iа, Iр – активный и реактивный ток нагрузки;
Iк – ток батареи конденсаторов (компенсационный).
|
|
|
Ток сети можно определить по выражению:
Ic = Iа + j(Ip – Iк).
Общее выражение активной мощности имеет вид:
P = UIcosj, где I – ток нагрузки.
Для активного тока выражение для определения мощности примет вид:
P = UIаcosjа = UIа при cosjа = 1, jа = 0;
для реактивного –
P = UIрcosjр = 0 при cosjр = 0, jр = p/2.
Указанные токи и напряжения можно представить в виде векторной диаграммы, приведенной на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Векторная диаграмма при наличии в цепи батареи конденсаторов
Эффект устройства параллельной компенсации заключается в следующем. Пусть ток сети оказался меньше тока нагрузки, т. е. Ic < I. Уменьшение тока сети приводит к уменьшению потери мощ-ности:
DPc = Ic2Rc; DUc = IcZc.
Потери мощности и напряжения будут наименьшими, когда Qc = 0 (при Qк = Q), Ic = Iа, jс = 0.
Потребляемая реактивная мощность характеризуется для синусоидальной нагрузки коэффициентом мощности
Коэффициент реактивной мощности
Коэффициент мощности изменяется в пределах 0 £ cosj £ 1, а коэффициент реактивной мощности – 0 £ tgj £ ¥. Норма названных показателей устанавливается таковой: для cosj – 0,92¸0,95 и 0,30¸0,32 – для tgj.
Для сети с несинусоидальной нагрузкой коэффициент мощности
kм = ncosj < cosj1,
где n – коэффициент искажения кривой тока;
|
|
|
j1 – угол сдвига фаз между первыми гармониками тока и напряжения.
Различают следующие схемы установок: однофазные в отстающей или опережающей фазах; двухфазные: отстающая и опережающая фазы; отстающая и ненагруженная, а также опережающая и ненагруженная фазы; трехфазные.
Параметром установки является величина компенсационного тока Iк. Расчет этого параметра производится по заданному jк (рис. 3.5).
Рис. 3.5. Векторная диаграмма для определения тока компенсации
На векторной диаграмме (см. рис. 3.5) обозначено: Iф – ток без компенсации; 
– тк с компенсацией; j – угол фазы без компенсации; jк – угол фазы при компенсации (задается); Iк.ф – ток компенсации, ответвляющийся в расчетную фазу.
Эффективность установки поперечной компенсации появляется в результате:
– уменьшения потоков реактивной тока нагрузки и потерь от него;
– симметрирования нагрузки в трехфазной сети;
– фильтрации высших гармонических составляющих.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 15; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!