Реактивная мощность в энергосистеме. Компенсация

Реактивной мощности.

План.

Общие положения.

Синхронные компенсаторы.

Батареи конденсаторов.

3.1 Поперечная компенсация.

3.2 Продольная компенсация.

3.2 Выбор мощности батарей конденсаторов при поперечной компенсации.

Статические источники реактивной мощности.

Общие положения

В отличие от активной мощности реактивная мощность может генериро-ваться не только генераторами электростанций, но и устройствами, которые называются компенсирующими (КУ). Эти устройства располагают в непосредст-венной близости от потребителей. К ним относятся:

· синхронные компенсаторы (СК);

· батареи конденсаторов (БК);

· статические источники реактивной мощности (СТК или ИРМ).

Опыт экстплуатации показывает, что при номинальной нагрузкегенераторы ЭС вырабатывают около 60 % требуемой реактивной мощности, 20 % генерирует-ся линиями электропередач высокого напряжения, 20 % вырабатывают компенси-рующие устройства.

Выработка 1 кВар реактивной мощности на ЭС стоит в несколько раз дешев-ле, чем ее выработка с помощью КУ. Но технико-экономические расчеты показы-вают, что большая часть реактивной мощности должна вырабатываться КУ. Это объясняется внедрением мощных генераторов с относительно высоким cos φ, рос-том протяженности и напряжения передачи. Поэтому снижается экономичность выработки реактивной мощности генераторами ЭС.

Компенсация реактивной мощности применяется для следующих целей:

· для выполнения баланса реактивной мощности;

· для снижения потерь мощности и электроэнергии;

· для регулирования напряжения.

При использовании КУ необходимо учитывать ограничения их мощности по техническим и режимным требованиям. Мощность КУ должна удовлетворять:

· необходимому резерву мощности в узлах нагрузки;

· располагаемой реактивной мощности на ЭС;

· отклонению напряжения на шинах потребителей;

· пропускной способности ЛЕП.

Для уменьшения перетоков реактивной мощности по ЛЕП и трансформаторам КУ должны размещаться вблизи мест потребления реактивной мощности. При этом элементы сети разгружаются по реактивной мощности. Это приводит к уменьшению потерь мощности и напряжения.

Синхронные компенсаторы

Из анализа работы синхронного генератора следует, что увеличить выработку реактивной мощности можно только за счет снижения выработки активной мощности. Этот принцип реализован в синхронном компенсаторе (СК).

Синхронный компенсатор – это синхронный двигатель, который работает в режиме холостого хода, то есть практически без активной нагрузки на валу. Таким образом, СК загружен только реактивным током.

Схема замещения СК приведена на рис. 17.1.

Напряжение сети в точке подключения СК равно сумме обратной ЭДС E_q и падения напря-жения в сопротивлении x_d:

U_c = E_q + j .

Значение и знак реактивной мощности СК зависят от соотношения между ЭДС E_q и наряжением сети U_c. Поскольку Р_ск = 0, то