Регулювання напруги в електричній мережі компенсацією реактивного навантаження

Мета роботи

 

Метою роботи є аналіз впливу компенсації реактивної потужності навантаження на режим напруги в кінці лінії.

Основні теоретичні відомості

 

Для того, щоб оцінити вплив поперечної компенсації на вели­чину втрати напруги в мережі, побудуємо векторну діаграму напруг лінії (рисунок 11.1, б). Для визначення напруги на початку лінії спади напруг в опорах r, x врахуємо окремо від струму навантаження і струму конденсаторної батареї , тоді

 

, (11.1)

 

де .

Як видно з векторної діаграми, при увімкнених конденсато­рах напруга на початку лінії зменшується порівняно з напругою на початку лінії за відсутності компен­сації, так як при цьому зменшується втрата напруги в лінії, а кут зсуву фаз між напругою на початку і напругою в кінці лінії збільшується.

При вимкненому навантаженні і увімкненій батареї струм і по лінії протікає тільки ємнісний струм батареї . У результаті напруга в кінці лінії стає більшою, ніж напруга на початку (рисунок 11.1, в).В режимі малих навантажень з метою обмеження перенапруг частину конденсаторів потрібно вимикати.

 

 

 

а - pозpахункова схема; б, в - вектоpнi діаграми напруг

Рисунок 11.1 - Регулювання напруги компенсацією

реактивного навантаження

 

Реактивна потужність, що генерується трифазною конденсаторною батареєю,

, (11.2)

де ω =2 πf – кутова частота змінного струму;

С – ємність конденсаторів.

Недоліком поперечної компенсації є те, що при зниженні напруги в мережі зменшується реактивна потужність кон­денсаторної установки, що може призвести до ще більшого зменшення напруги та погіршення якості електричної енергії. При цьому потрібно увімкнути додаткові секції батареї, тобто збільшити її сумарну по­тужність.

Регулювання напруги компенсацією реактивної потужності навантаження є ефективним у повітряних ме­режах, а також у розподільних мережах, в яких втрата напруги визначається, в основному, індуктивним опором трансформаторів. Чим більший реактивний опір мережі живлення, тим ефективніше використання конденсаторів з метою регулювання напруги.

Визначимо необхідну потужність конденсаторної батареї, за якої при заданій напрузі на початку лінії в кінці буде підтримуватись бажаний рівень напруги.

 

Порядок виконання роботи

1. Ознайомтеся з теоретичними відомостями.

2. Для заданого варіанта вихідних даних (таблиця 10.1) розрахуйте необхідну потужність конденсаторної батареї, за якої в кінці лінії буде підтримуватися бажаний рівень напруги U_2б = 0,95 U ₁.

3. Перевірте правильність визначення потужності конденсаторної батареї, для цього розрахуйте режим роботи лінії на комп’ютері при заданій напрузі U ₁ на початку лінії й врахуванні визначеної потужності батареї.

4. Розрахуйте на комп’ютері режим неробочого ходу лінії при увімкненій конденсаторній батареї.

 

Підготовка звіту по роботі

 

Звіт з лабораторної роботи повинен містити:

1. Розрахункову схему лінії електропередавання з поперечною ємнісною компенсацією та вихідні дані для розрахунку.

2. Результати розрахунку потужності конденсаторної батареї.

3. Розрахунки режимів роботи лінії на комп’ютері.

4. Векторну діаграму напруг лінії з поперечною компенсацією.

5. Векторну діаграму напруг лінії при увімкненій батареї та відсутності навантаження.

6. Аналіз режимів роботи лінії.

11.5 Контрольні запитання для самоперевірки

1. Як регулюють напругу компенсацією реактивного навантаження?

2. Від чого залежить потужність конденсаторної установки?

3. Як визначити реактивну потужність конденсаторної батареї за умовою регулювання напруги?

4. Коли регулювання напруги компенсацією реактивної потужності навантаження є ефективним?

4. Вкажіть недоліки регулювання напруги поперечною компенсацією реактивного навантаження.

5. Як зміниться напруга в кінці лінії при вимкненні конденсаторної батареї?

6. Нарисуйте векторну діаграму напруг лінії з поперечною компенсацією реактивного навантаження.

7. Нарисуйте векторну діаграму напруг лінії при вимкненому навантаженні і увімкненій конденсаторній батареї.

 

Лабораторна робота №12