Изменение сопротивления электрической сети

В ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, а также в трансформаторах, индуктивное сопротивление намного превышает активное сопротивление и поэтому оказывает большее влияние на потерю напряжения. Если изменить реактивное сопротивление сети, то в некоторых случаях можно улучшить режим напряжения у потребителей.

Одним из способов уменьшения индуктивного сопротивления линии является продольная компенсация – последовательное включение в рассечку линии конденсаторов, рис. 5.18. Батарея конденсаторов с устройством переключения называется устройством продольной компенсации (УПК).

Напряжения по концам линии при включенном УПК с сопротивлением конденсаторной батареи X_C будут связаны соотношением:

.

(5.22)

Рис. 5.18. Продольная компенсация индуктивного сопротивления линии

Рассмотрим векторную диаграмму напряжений ЛЭП при компенсации ее продольного сопротивления. Без конденсаторной батареи потеря напряжения в линии измеряется отрезком O′A′, рис. 5.19. При установленном устройстве УПК потеря напряжения определяется отрезком O′B′: она меньше, чем в линии без УПК.

Рис. 5.19. Векторная диаграмма напряжений при установке УПК

Изменяя мощность конденсаторной батареи, можно получить любую потерю напряжения в линии, доводя ее даже до отрицательной величины, когда напряжение в конце окажется выше, чем в начале. При равенстве индуктивного сопротивления линии емкостному сопротивлению УПК падение напряжения в линии определяется только активным сопротивлением линии:

.

(5.23)

На практике применяют лишь частичную компенсацию индуктивного сопротивления линии. Полная или значительная компенсация в распределительных сетях связана с возможным появлением в сети перенапряжений. Снижение результирующего индуктивного сопротивления линии приводит также к увеличению токов короткого замыкания в сети.

Изменение сопротивления сети можно получить отключением и включением части параллельно работающих элементов – одной цепи двухцепных ЛЭП или одного из параллельно работающих трансформаторов. В режимах небольших нагрузок, когда потери напряжения невелики, для увеличения потери напряжения можно отключить одну цепь линии или один трансформатор, а при больших нагрузках держать включенными все элементы.

Отключение части линий сети влечет за собой увеличение потерь электроэнергии и снижение надежности питания потребителей и поэтому этот способ регулирования напряжения практически не применяется. Отключение же параллельно работающих трансформаторов в слабонагруженных режимах может даже уменьшить потери электроэнергии за счет уменьшения потерь холостого хода. Кроме того, трансформаторы являются очень надежными элементами электрической сети, и поэтому работа с одним трансформатором вполне допустима.

Таким образом, регулирование напряжения в электрической сети путем отключения некоторых элементов выполняется, как правило, за счет отключения части параллельно работающих трансформаторов.