Регулирование напряжения изменением сопротивления сети

Напряжение у потребителя зависит от величины потерь напряжения в сети, которые в свою очередь зависят от сопротивления сетей. Например,

продольная составляющая падения напряжения в линии равна:

где - потоки мощности и напряжение в конце линии; , - ее активное и реактивное сопротивления, рис.8.6.

Рис.8.6

На рис.8.7 показан характер зависимости сопротивлений сети от сече­ния провода. Из графика видно, что соотношение активного и реактивного сопротивлений для распределительных и питающих сетей различно.

Рис. 8.7

В распределительных сетях активное сопротивление больше реактив­ного, т. е. . При изменении сечения линии в распределительных сетях существенно меняются , и изменяются и напряжение потреби­теля.

Поэтому в этих сетях сечение часто выбирается по допустимой потере напряжения.

В питающих сетях, наоборот, , поэтому в значительной сте­пени определяется реактивным сопротивлением линий, которое мало за­висит от сечения. Изменение реактивного сопротивления применяют для ре­гулирования напряжения. Чтобы изменить реактивное сопротивление, необ­ходимо включить в линию конденсатор.

Предположим, что напряжение в конце линии до установки конденса­тора ниже допустимого:

Включим последовательно в линию конденсаторы так, чтобы повысить напряжение до допустимого :

где - сопротивление конденса­тора.

Последовательное включение конденсаторов в линии называют про­дольной компенсацией. Установка продольной компенсации (УПК), рис. 8.8, дает воз­можность компенсировать индуктивное сопротивление и потерю на­пряжения в линии.

Рис.8.8

Рис.8.9

Векторная диаграмма такого регулирования представлена на рис.8.9, из которой следует:

Зная можно найти и выбрать нужное коли­чество последовательных и параллельных конденсаторов. При этом на­пряжение на конденсаторах и ток в них будут:

Если номинальное напряжение одного конденсатора то ставят последовательно несколько конденсаторов в одной фазе. Число под­ключенных конденсаторов определяют по выражению:

.

В паспорте конденсатора указывается его мощность . Зная эту вели­чину, можно определить номинальный ток конденсатора :

.

Если , то ставят параллельно конденсаторов, причем

Для УПК отношение емкостного реактивного сопротивления конденса­тора к индуктивному сопротивлению линии, выраженное в процентах, назы­вается процентом компенсации:

На практике применяется лишь частичная компенсация, , реак­тивного сопротивления сети. Полная или избыточная компенсация в распределительной сети, непосредственно питающей нагрузку, обычно не применяется, так как это связано с возможностью появления перенапряжения в сети.

Применение УПК позволяет улучшить режимы напряжения в сетях. Од­нако следует учитывать, что повышение напряжения, создаваемое такими конденсаторами, зависит от значения и фазы тока, проходящего через УПК. Поэтому возможности регулирования последовательными конденсаторами ограничены. Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклоне­ний напряжения на перегруженных радиальных линиях.

В питающих сетях УПК - сложные в эксплуатации и дорогие установки. Необходимо применять специальные меры для их защиты от перенапряже­ний во время коротких замыканий.