Регулирование напряжения при помощи устройств
Поперечной компенсации
В питающих сетях значительное влияние на потерю напряжения в сети оказывает составляющая Q”·X. Изменяя поток реактивной мощности в сети, можно регулировать величину потери напряжения в сети. Для изменения потоков реактивной мощности применяются компенсирующие устройства – батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, статические источники реактивной мощности.
Возможность использования компенсирующих устройств для регулирования напряжения рассмотрим на примере синхронного компенсатора в простейшей сети (рис. 20.7).
Напряжение в конце ЛЭП до установки синхронного компенсатора определяется выражением
Пусть напряжение в конце ЛЭП ниже допустимого. После включения синхронного компенсатора напряжение в конце линии электропередач определяется следующим образом:
(20.3)
Если из выражения для U2 доп вычесть выражения для U2, можно определить мощность синхронного компенсатора. В практических расчетах считают что 
. Поэтому выражение для определения мощности синхронного компенсатора выглядит следующим образом:
Синхронный компенсатор может работать в режиме перевозбуждения и недовозбуждения.
При перевозбуждении СК генерирует реактивную мощность равную его номинальной мощности 
При недовозбуждении СК потребляет реактивную мощность равную половине номинальной мощности 
Режим потребления приводит в увеличению потери напряжения в сети и дальнейшему снижению напряжения у потребителей. Режим недовозбуждения синхронного компенсатора можно использовать в режиме минимальной нагрузки, когда нужно снизить напряжение в сети.
Для построения векторных диаграмм запишем выражение (20.3) через ток, который протекает в линии электропередач:
. (20.4)
Построим векторную диаграмму при работе СК в режиме перевозбуждения (рис. 20.8 а). Из начала координат по действительной оси отложим вектор напряжения U1. Получим точку а. Под углом φ2 к нему отложим ток нагрузки Iнагр. Вектор падения напряжения в активном сопротивлении направлен параллельно линии тока нагрузки. Отложим его от конца вектора напряжения U1 с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку b. Из точки b перпендикулярно линии тока нагрузки отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку с. Соединим начало координат с точкой с. Полученный вектор – это вектор напряжения в конце участка до установки СК. Его величина меньше допустимого значения напряжения 
.
В режиме перевозбуждения ток синхронного компенсатора опережает напряжение U2 на 90о. Из точки с параллельно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в активном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку d. Из точки d перпендикулярно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку е. Соединив точку е с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка . Его величина удовлетворяет требованиям.
Построим векторную диаграмму в режиме недовозбуждения (рис. 20.8 б). Построение вектора напряжения в конце ЛЭП до подключения синхронного компенсатора выполняется аналогично предыдущим построениям. Его величина больше допустимого значения напряжения . В режиме перевозбуждения ток синхронного компенсатора отстает от напряжения U2 на 90о. Остальные построения выполняются аналогично. Из точки с параллельно линии тока СК отложим вектор падения напряжения в активном сопротивлении ЛЭП с учетом знака в выражении (20.4). Получим точку d. Из точки d перпендикулярно линии
 |
тока СК
отложим вектор падения напряжения в индуктивном сопротивлении ЛЭП. Получим точку е. Соединив точку е с началом координат, получим вектор напряжения в конце участка . Его величина удовлетворяет требованиям.
Векторная диаграмма регулирования напряжения при использовании батареи конденсаторов аналогична векторной диаграмме СК, который работает в режиме перевозбуждения.
Лекция № 21
Экономичность режимов электрических систем
План.
6. Общие сведения.
7. Оптимальное распределение активной мощности между электростанциями.
8. Оптимальное распределение мощности в замкнутых сетях.
9. Экономичный режим работы трансформаторов.
Общие сведения
Обеспечение экономичности режимов работы электрических систем отно-сится к задачам управления режимами. Обеспечить экономичность режима означает обеспечить качественное и надежное электроснабжение потребителей при наименьших затратах материальных ресурсов.
Экономичность режима достигаетсяза счет
- наиболее экономичной работы структурных элементов;
- наилучшего распределения нагрузок между источниками питания;
- выбором наилучшей конфигурации сети;
- выбором наилучшего состава оборудования.
Задача обеспечения экономичности режима относится к оптимизационным задачам. С математической точки зрения задача сводится к определению минимального значения целевой функции, которая выступает в качестве критерия оптимальности. На параметры, входящие в целевую функцию, накладываются ограничения. Например, при распределении мощности между ЭС, очевидно, что мощность станции может изменяться в пределах:
.
На практике решаются задачи оптимизации с локальными критериями целевой функции. К ним относятся:
- оптимальное распределение активной мощности между электростанциями по критерию минимума затрат на производство электроэнергии;
- оптимальное распределение мощности в замкнутых сетях по критерию минимума потерь мощности;
- экономичный режим работы трансформаторов по критерию минимума потерь мощности
и другие.