Средства генерации и регулирования реактивной мощности и их характеристики

Источники реактивных мощностей: 1 генераторы станций; 2 линии электропередач; 3 Синхронные компенсаторы; 4 Синхронные двигатели; 5 Батареи статических конденсаторов(БСК); 6 Шунтирующие реакторы (ШР)

Возможность обеспечения требуемых уровней напряжения в системе зависит от общей располагаемой реактивной мощности. На синхронных генераторах максимальная реактивная мощность зависит от активной мощности, номинального коэффициента мощности, предельно допустимых токов статора и ротора. Изменение располагаемой реактивной мощности рассмотрим на диаграмме, в которой по осям отложены активная Р и реактивная Q мощности генератора (рис. 4.19).

При номинальной активной мощности р_н и номинальном коэффициенте мощности (угол φ_Н„) генератор сможет выдать реактивную мощность, равную номинальной Q_Н или меньше номинальной Q₁. Окружность радиусом S_Н, проведенная через точку 1, будет соответствовать номинальной полной мощности и номинальному току статора. Точка 2 соответствует недогрузке генератора по реактивной мощности. Если требуется загрузить генератор по реактивной мощности больше номинальной, то это возможно в некоторых пределах за счет снижения его активной мощности. В начале такого снижения максимальная реактивная мощность Q₂ будет ограничиваться током статора (участок 1— 3 на рис. 4.19), а затем — током ротора (участок 3 — 4, мощность Qз). При активной мощности генератора, равной нулю, располагаемая реактивная мощность-- Q₄≈ (0.85÷0.7)S_Н

в то время как при номинальной активной мощности и cos ф_Н = 0,8 ---- Q_H=0,6S_H.

Реактивная мощность линии Q_В=U² b₀ l прямопропорциональна квадрату напряжения линии электропередач.

b₀=ω c- реактивная проводимость. с=0.024/(lg 2Дср/d). Изменив среднегеометрическое растояние между проводами либо диаметр провода, изменится поток реактивной мощность.по линии.

Таким образом, снижение активной мощности не даст существенного увеличения реактивной мощности, особенно в зоне, где ограничение наступает по току ротора (участок 3—4).

Синхронный компенсатор – это СД работающий в режиме х.х. Он потребляет активную мощность на свое вращение и выдает в сеть реактивную мощность за счет системы возбуждения.

S_СК≈Q_СК=√3 U_СК I_СК =√3 U_СК (E-U_СК)/(√3 X_СК). Отсюда видно что при E > U_СК; Q_СК > 0;

при E < U_СК; Q_СК < 0. Значит в зависимости от режима СК может либо генерировать либо потреблять реактивную мощность.

Включение в качестве компенсирующего устройства батарей конденсаторов позволяет только повышать напряжение, так как конденсаторы могут лишь вырабатывать реактивную мощность. Конденсаторы, подключенные параллельно к сети обеспечивают поперечную компенсацию. И этом случае БК генерируя реактивную мощность, повышает коэффициент мощности сети и одновременно регулирует напряжение, поскольку уменьшаются потери напряжения в сети. В период малых нагрузок, когда напряжение в сети повышено, должно быть предусмотрено отключение части БК, чтобы уровни напряжений не превышали допустимых значений. Мощность БК определяется напряжением сети и ее реактивным сопротивлением, при этом с уменьшением сопротивления сети возрастает необходимая мощность БК.

При продольной компенсации повышение напряжения создаваемое УПК, прямо пропорционально току нагрузки линии. В отличие от УПК, повышение напряжения в сети создаваемое поперечной компенсацией, не зависит от тока нагрузки и определяется параметрами сети и емкостным током, т. е. емкостью БК.

ШР подключаются параллельно к линии, компенсируют избыток зарядной мощности линии.