Регулирование напряжения изменением потоков реактивной мощности

Реактивная мощность может вырабатываться не только генераторами станций, но и другими источниками реактивной мощности, компенсирующими устройствами КУ, в качестве которых могут использоваться батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы (двигатели).

Мощность КУ для установки в сети определяется специальными технико-экономическими расчетами с учетом баланса реактивной мощности в соответствующем узле электрической системы. Установка КУ позволяет улучшить режим напряжения в сети и у потребителей электроэнергии.

На рисунке 6.5а представлена упрощенная схема электрической сети, состоящей из линии с сопротивлениями R и X. В конце линии параллельно нагрузке включена неуправляемая батарея конденсаторов БК, генерирующая реактивную мощность jQ. При включении БК по линии передается меньшая реактивная мощность, равная Q-Q, что приводит к снижению потери напряжения и изменению режима напряжений в данной сети.

Потеря напряжения в линии при установке БК определяется

. (5.12)

Рисунок 6.5

На рисунках 6.5 б,в приведены векторные диаграммы напряжений и мощностей соответственно для режимов максимальных и минимальных нагрузок.

Из диаграммы видно, что в режимах максимальных нагрузок при наличии БК уменьшается величина падения напряжения в сети (равная геометрической разности отрезков ос и оа при отсутствии БК и отрезков ос и оа при наличии БК). Таким образом, при некотором заданном напряжении U в начале линии при наличии БК улучшается режим напряжений в конце линии.

В режимах малых нагрузок резко уменьшаются размеры треугольника падений напряжения аbс, соответствующего мощности нагрузки. В то же время размеры треугольника падения напряжения cde, соответствующего мощности БК, остаются практически неизменными. В этих режимах напряжение в конце линии может превышать напряжение U, что иногда может оказаться нежелательным или недопустимым.

Отсюда следует, что возможно и целесообразно автоматически изменять мощность БК в целях регулирования напряжения в сети.

Аналогичное изменение режима напряжений в сети имеет место в случае использования в качестве компенсирующего устройства синхронных компенсаторов (двигателей). В режиме перевозбуждения СК генерирует реактивную мощность jQ, а в режиме перевозбуждения потребляет jQ. Это свойство синхронных компенсаторов может быть использовано как для повышения, так и для снижения напряжения на шинах нагрузки при неизменной величине напряжения в начале линии.

Влияние СК на режим напряжений в сети показано на рисунке 6.5в,г. При этом условно принято, что мощность КУ в режиме максимальных нагрузок равна мощности БК, т.е. jQ= jQ. В режиме малых нагрузок СК потребляет реактивную мощность jQ (см.рисунок 6.5г).