Регулирование напряжения путем изменения потерь напряжения в сети

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ НАГРУЗКИ

Рассмотрим схему замещения ЛЭП без емкостных элементов (рис. 5.15). Это допустимо, если нас интересует лишь величина потерь напряжения в линии. На рис. 2.5 строилась векторная диаграмма линии при вариации реактивной мощности и заданном напряжении в конце линии. Анализ построенной векторной диаграммы показал, что изменение реактивной мощности в конце линии существенно влияет на величину напряжений в линии.

Рис. 5.15. Схема замещения линии без емкостных элементов.

Оценим изменение величины потерь напряжения в линии при установке на шинах нагрузки КУ. Построим для этого векторные диаграммы токов и напряжений в линии для двух случаев: первую без компенсации реактивной мощности и вторую — с компенсацией половины реактивной мощности нагрузки Q_Ky = 0,5?)_|( (рис. 5.16).

Рис. 5.16. Векторная диаграмма токов и напряжений линии при компенсации реактивной мощности нагрузки.

Ток в линии /_л вычисляется через мощность :

Для удобства построения векторных диаграмм совместим с действительной осью вектор напряжения U₂. Построим треугольник падения напряжения на сопротивлении линии для первого случая — вектор падения напряжения на активном сопротивлении Д (У_Л — параллельно току линии /_л, а вектор падения напряжения на реактивном сопротивлении ДЦ__х — с опережением вектора тока /_л на 90°.

Сумма векторов U₂ и AU = AU__R + АЦ__х есть вектор напряжения в начале линии 1ц'. Конец этого вектора отмечен на диаграмме точкой А.

Далее построим треугольник падения напряжения и напряжение в начале линии для тока линии /_Л1, который имеет ту же самую вещественную составляющую /_л и вдвое меньшую мнимую составляющую /" _Л1:

Конец вектора u}^ отмечен точкой В.

Отложим величины обоих векторов напряжения в начале линии по вещественной оси: отрезки, равные , и сопоставим между собой потери напряжения для обоих случаев.

Отрезок О’А' является потерями напряжения в первоначальном режиме (без компенсации О_н), а отрезок О’В' — потерями напряжения во втором случае (при компенсации Q_u). Очевидно, что длина отрезка О’А' больше длины отрезка OB', т. е. потери напряжения во втором случае существенно меньше, чем в первом.

Те же самые выводы можно сделать и для режима, когда неизменным поддерживается напряжение в начале линии, а напряжение (У, изменяется при компенсации реактивной мощности нагрузки. Модуль U₂ можно получить из соотношения:

Падение напряжения в линии можно выразить через вещественную и мнимую составляющие:

И, подставляя (5.15) в (5.14), получим.

Из последнего выражения (5.16) также видно, что с уменьшением реактивной составляющей тока 1д увеличиваются оба слагаемых в подкоренном выражении, а, следовательно, напряжение U₂ возрастает.