поперечной компенсации

Как отмечалось выше, при параллельном подключении емкости к нагрузке снижается величина реактивной мощности в сети и, следовательно, уменьшается потеря напряжения. По этому принципу работают установки поперечной компенсации (УПпК) как средство регулирования напряжения. Однако следует отметить, что поперечная компенсация применяется в основном для компенсации реактивной мощности, а следовательно, повышения коэффициента мощности и снижения потерь электроэнергии в сети.

С помощью УПпК можно только повышать напряжение у потребителя на величину не больше допустимой, так как вырабатываемая емкостью реактивная мощность не зависит от нагрузки сети. Поэтому в режиме наименьших нагрузок УПпК должно быть отключено.

На рис. 7.36 представлены схема включения УПпК и векторная диаграмма напряжений.

Из векторной диаграммы следует, что до установки УПпК вектор напряжения в конце линии

а после установки с целью повышения напряжения до величины, допустимой для потребителя,

Величину рассматривают как отрицательное падение напряжения или как дополнительную ЭДС, вводимую в линию.

Величина данной вольтодобавки определяется как разность между продольными составляющими падения напряжения, т.е. как разность между потерями напряжения до и после установки УПпК:

где потеря напряжения в линии после установки УПпК, кВ.

УПпК должна обеспечивать такую вольтодобавку, чтобы не превышалось напряжение у потребителя сверх допустимого значения . Если допустить, что то вольтодобавка

Из последнего выражения следует, что вольтодобавка УПпК не зависит от нагрузки сети и определяется только мощностью конденсаторов, сопротивлением сети до их установки и ее номинальным напряжением. Пользуясь этим выражением, можно найти удельную мощность конденсаторов, необходимую для получения вольтодобавки в 1%

Из этого следует, что чем ближе к потребителям устанавливается УПпК, тем больше сопротивление сети, тем меньше требуется удельная мощность конденсаторов для получения вольтодобавки в 1%.

Практически включение конденсаторов УПпК на шины 0,4кВ трансформаторных подстанций обеспечивает достаточное их приближение к потребителям и, следовательно, рациональное использование установленной реактивной мощности.

Стоимость единицы мощности конденсаторов на напряжение 6…10 кВ значительно меньше, чем на напряжение 0,4 кВ. Поэтому может оказаться целесообразной установка конденсаторов на стороне 6…10 кВ. Это получается в том случае, если экономия от затрат на регулирующие устройства больше экономии, которая может быть достигнута за счет снижения потерь электроэнергии при различных вариантах размещения компенсирующих устройств.

Вольтодобавка УПпК действует во всей сети, уменьшаясь по мере приближения к центру питания (рис. 7.37), и изменяет качество напряжения в ней.

Действие УПпК, установленных в различных точках сети, взаимно дополняется. Поскольку вольтодобавка УПпК не зависит от нагрузки, то их наличие может привести к чрезмерному повышению напряжения при снижении нагрузки до минимальной. Для предотвращения этого, как отмечалось выше, батарея конденсаторов УПпК должна быть управляемой (с отключением части или всех конденсаторов при снижении нагрузки). Регулирование мощности конденсаторов УПпК может также определяться необходимостью исключения перекомпенсации реактивной мощности. Недопустимость перекомпенсации реактивной мощности или рациональные пределы ее компенсации позволяют установить предельные значения мощности конденсаторов, которая может быть использована для регулирования напряжения.

Если принять предельный коэффициент мощности при наибольшей нагрузке , то наибольшая мощность конденсаторов УПпК, которую можно использовать для регулирования напряжения, составит

где реактивная и активная мощности при наибольшей нагрузке.

На практике часто мощность конденсаторных батарей УПпК разделяют на управляемую и неуправляемую части.

Управляемой частью регулируют мощность УПпК при изменении нагрузки в сети для исключения возможности возникновения перенапряжения и перекомпенсации. Мощность неуправляемой части УПпК ограничена наименьшей реактивной нагрузкой сети, т.е. . Мощность управляемой части УПпК в этом случае . Обычно мощность управляемой части делится на группы так, чтобы каждая из групп обеспечивала получение вольтодобавки в 2…3%.

ПРИМЕР 7.3. Для условий примера 7.2 выбрать УПпК, обеспечивающую допустимые отклонения напряжения на шинах трансформатора Т3 при возможных изменениях нагрузки в сети. Из предыдущего примера следует, что для выполнения данного условия необходимо, чтобы УПпК обеспечила вольтодобавку

Решение. Определяется требуемая мощность конденсаторных батарей УПпК:

где Х _л, Х _тр– сопротивление линии и трансформатора.

К установке принимаются конденсаторы КМ2-0,38 мощностью 25 квар каждая. УПпК должна быть укомплектована тремя конденсаторами. Фактическая мощность УПпК в режиме наибольших нагрузок РП2 составит , что должно обеспечить допустимое отклонение напряжения у потребителей. Действительно, вольтодобавка от принятой УПпК составит

что обеспечивает отклонение напряжения на удаленном потребителе равным – 8,25 + 8,03 = – 0,22%, являющееся допустимым (см. пример 7.2). Проверяется возможность перекомпенсации в режиме наименьших нагрузок:

т.е. перекомпенсация невозможна.