Физическая сущность баланса реактивных мощностей и его связь с регулированием напряжения

Наряду с балансом активных мощностей (формула 8.1) в установившемся режиме энергосистемы в каждый момент временидолжен соблюдаться баланс вырабатываемой и потребляемой реактивных мощностей:

SQг + SQку + SQb = SQнагр + SQсн + SDQ,

(9.3)

где	SQг - мощность генераторов;
	SQку - мощность компенсирующих устройств;
	SQb - зарядная мощность линий;
	SQнагр - реактивная мощность нагрузки;
	SQсн - реактивная мощность, потребляемая на собственные нужды электростанций;
	SDQ - потери реактивной мощности в сетях.

Генератор по условию устойчивости своей работы должен выдавать в систему не только активную, но и реактивную мощность:

.

(9.4)

Дополнительными источниками реактивной мощности служат компенсирующие устройства (п. 9.8) и вырабатываемая ими реактивная мощность связана с напряжением. Так, мощность синхронного компенсатора (СК) определяется выражением (9.18). Батареи статических конденсаторов (БСК) изменяют свою мощность при изменении напряжения:

.

(9.5)

Если в каком-нибудь узле электрической сети установлены БСК большой мощности, а напряжение в этом узле понизилось, то в отличие от СК БСК выдают меньшую мощность (в то время как для устойчивой работы двигателей в этом узле реактивную мощность надо увеличить) и могут способствовать условию возникновения лавины напряжения.

Зарядная мощность линий и потери реактивной мощности в сетях также связаны с напряжением, выражения (формулы 3.9, 3.11, 3.19).

Статические характеристики нагрузки по напряжению, приведенные на рис.9.4, показывают, что реактивная мощность имеет более выраженную зависимость от напряжения, чем активная. Так, на 1% изменения напряжения активная мощность изменяется на 0,6-2%, в то время как реактивная мощность изменяется на 2-5%. Степень снижения напряжения на шинах узла нагрузки зависит от свойств той нагрузки, которая подключена к этим шинам. Влияние свойств нагрузки на напряжение системы определяется регулирующим эффектом. Чем выше регулирующий эффект, тем в большей степени нагрузка участвует в сохранении баланса мощности.

Таким образом, все составляющие баланса реактивной мощности связаны с напряжением. Нарушение баланса реактивной мощности приводит к изменению уровня напряжения в сети. Если генерируемая реактивная мощность становится больше потребляемой SQ_г>SQ_п, то напряжение в сети повышается. При дефиците реактивной мощности SQ_г<SQ_п напряжение в сети понижается. Соответственно избыток генерируемой реактивной мощности приводит к повышению, а не недостаток - к понижению напряжения.