Выбор компенсирующих устройств — различия между версиями
Windsl (обсуждение | вклад) м |
Windsl (обсуждение | вклад) |
||
Строка 1: | Строка 1: | ||
− | Компенсирующие устройства являются одним из способов регулирования напряжений в электрической сети. Данные устройства являются источниками или потребителями реактивной мощности таким образом, потребляя или генерируя реактивную мощность, эти устройства влияют на величины падения и потери напряжения на отдельных элементах электрической сети. | + | {{Содержание справа}} |
+ | Компенсирующие устройства являются одним из способов регулирования напряжений в [[Электричческая сеть|электрической сети]]. Данные устройства являются источниками или потребителями реактивной мощности таким образом, потребляя или генерируя реактивную мощность, эти устройства влияют на величины падения и потери напряжения на отдельных элементах электрической сети. | ||
+ | |||
+ | = Виды компенсирующих устройств = | ||
+ | |||
+ | Различаются следующие основные виды компенсирующих устройств: | ||
+ | * [[батарея статических конденсаторов]]; | ||
+ | * [[шунтирующий реактор]]; | ||
+ | * [[синхронный компенсатор]]; | ||
+ | * [[управляемый шунтирующий реактор]]; | ||
+ | * [[статический тиристорный компенсатор]]. | ||
+ | |||
+ | = Принцип выбора мощности компенсирующего устройства = | ||
+ | |||
Принцип регулирования напряжения за счет изменения потока реактивной мощности приведен на рисунке 1. | Принцип регулирования напряжения за счет изменения потока реактивной мощности приведен на рисунке 1. | ||
− | [[ | + | [[Файл:QIP Shot - Screen 599.png|600px|thumb|Рисунок 1 — Схема двухузловой сети]] |
Напряжение в конце сети: | Напряжение в конце сети: | ||
− | :<math> \displaystyle \dot U_2 = \dot U_1 - \dot ΔU_{12}, </math> | + | : <math> \displaystyle \dot U_2 = \dot U_1 - \dot ΔU_{12}, </math> |
− | где <math> \dot U_2 </math> | + | где <math> \dot U_2 </math> — вектор напряжения в конце сети, кВ; |
− | : <math> \dot U_1 </math> | + | : <math> \dot U_1 </math> — вектор напряжения в начале сети, кВ; |
− | : <math> \dot ΔU_{12} </math> | + | : <math> \dot ΔU_{12} </math> — вектор падения напряжения на участке сети. |
Вектор падения напряжения в основном зависит от продольной составляющей: | Вектор падения напряжения в основном зависит от продольной составляющей: | ||
− | : <math> \displaystyle ΔU_{12} = \frac{Р_{12}^Н⋅R_C+Q_{12}^Н⋅X_C}{U_1}, </math | + | : <math> \displaystyle ΔU_{12} = \frac{Р_{12}^Н⋅R_C+Q_{12}^Н⋅X_C}{U_1}, </math> |
− | где | + | где <math> ΔU_{12} </math> — продольная составляющая вектора падения напряжения на участке сети, кВ; |
− | : <math> Р_{12}^Н </math> | + | : <math> Р_{12}^Н </math> — поток активной мощности в начале участка сети, МВт; |
− | : <math> Q_{12}^Н </math> | + | : <math> Q_{12}^Н </math> — поток реактивной мощности в начале участка сети, Мвар; |
− | : <math> R_C </math> | + | : <math> R_C </math> — активное сопротивление участка сети, Ом; |
− | : <math> X_C </math> | + | : <math> X_C </math> — индуктивное сопротивление участка сети, Ом; |
− | : <math> U_1 </math> | + | : <math> U_1 </math> — модуль вектора напряжения в начале сети, кВ. |
− | Если принять, что напряжение в начале участка сети удовлетворяет всем требованиям, а напряжение в конце участка сети выходит за пределы заданных ограничений, то с учетом выражений (1) и (2) на величину напряжения в конце участка сети можно повлиять только путем изменения значения потока реактивной мощности. Активная мощность определяется требованием нагрузки и не может корректироваться для регулирования режима. Параметры сети (активной и индуктивное сопротивление) также являются неизмененными параметрами, так как отражают марку, сечение и количество проводов на рассматриваемом участке сети, следовательно, они не могут изменяться в процессе изменения режима сети. | + | Если принять, что напряжение в начале участка сети удовлетворяет всем требованиям, а напряжение в конце участка сети выходит за пределы заданных ограничений, то с учетом выражений (1) и (2) на величину напряжения в конце участка сети можно повлиять только путем изменения значения потока реактивной мощности. Активная мощность определяется требованием нагрузки и не может корректироваться для регулирования режима. Параметры сети (активной и индуктивное сопротивление) также являются неизмененными параметрами, так как отражают марку, сечение и количество проводов на рассматриваемом участке сети, следовательно, они не могут изменяться в процессе изменения режима сети. |
− | В упрощенном виде: | + | В упрощенном виде: |
− | : <math> \displaystyle U_2\sim\frac {1}{ΔU_{12}}\sim\frac{1}{Q_{12}} </math | + | : <math> \displaystyle U_2\sim\frac {1}{ΔU_{12}}\sim\frac{1}{Q_{12}} </math> |
− | То есть, чем больше значение передаваемой мощности, тем больше значение падения напряжения, тем больше снижается напряжение в рассматриваемом участке сети. | + | То есть, чем больше значение передаваемой мощности, тем больше значение падения напряжения, тем больше снижается напряжение в рассматриваемом участке сети. |
− | Для того, чтобы понять, какое именно компенсирующее устройство лучше подходит для проектируемого района сети, необходимо определиться с уровнем напряжения в сети относительно требуемого: | + | Для того, чтобы понять, какое именно компенсирующее устройство лучше подходит для проектируемого района сети, необходимо определиться с уровнем напряжения в сети относительно требуемого: |
* если напряжение необходимо увеличить, то в соответствии с выражением (3) требуется уменьшить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную генерацию. В этих случаях подойдут батареи статических конденсаторов (БСК), синхронные компенсаторы в режиме перевозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК); | * если напряжение необходимо увеличить, то в соответствии с выражением (3) требуется уменьшить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную генерацию. В этих случаях подойдут батареи статических конденсаторов (БСК), синхронные компенсаторы в режиме перевозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК); | ||
* если напряжение необходимо уменьшить, то в соответствии с выражением (3) требуется увеличить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную нагрузку. В этих случаях подойдут шунтирующие реакторы (ШР), синхронные компенсаторы в режиме недовозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК). | * если напряжение необходимо уменьшить, то в соответствии с выражением (3) требуется увеличить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную нагрузку. В этих случаях подойдут шунтирующие реакторы (ШР), синхронные компенсаторы в режиме недовозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК). | ||
− | Мощность, которую необходимо выработать или потребить:< | + | Мощность, которую необходимо выработать или потребить: |
+ | |||
+ | : <math> \displaystyle Q_{КУ}^{min}=\frac{U_{2.ДОП}-U_2}{X_C}⋅U_{2.ДОП} </math> | ||
− | + | где <math> Q_{КУ}^{min}</math> — минимальная реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать посредством компенсирующих устройств для введения напряжения в рассматриваемом узле в допустимую область, Мвар; | |
− | + | : <math>U_{2.ДОП}</math> — модуль допустимого напряжения в рассматриваемом узле, кВ; | |
− | : <math> | + | : <math>U_2</math> — модуль напряжения в рассматриваемом узле, кВ; |
− | : <math> | + | : <math>X_C</math> — индуктивное сопротивление участка сети, Ом. |
− | : | + | = Использованные источники = |
+ | # Качество электроэнергии. Регулирование напряжения и частоты в энергосистемах: учебное пособие / С. С. Ананичева, А. А. Алексеев, А. Л. Мызин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009, 97 с.; | ||
+ | # Электрические системы и сети: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 592 с. | ||
− | + | [[Категория:Электрические сети]] | |
− | |||
− |
Версия 16:32, 9 апреля 2020
Компенсирующие устройства являются одним из способов регулирования напряжений в электрической сети. Данные устройства являются источниками или потребителями реактивной мощности таким образом, потребляя или генерируя реактивную мощность, эти устройства влияют на величины падения и потери напряжения на отдельных элементах электрической сети.
Виды компенсирующих устройств
Различаются следующие основные виды компенсирующих устройств:
- батарея статических конденсаторов;
- шунтирующий реактор;
- синхронный компенсатор;
- управляемый шунтирующий реактор;
- статический тиристорный компенсатор.
Принцип выбора мощности компенсирующего устройства
Принцип регулирования напряжения за счет изменения потока реактивной мощности приведен на рисунке 1.
Напряжение в конце сети:
- [math] \displaystyle \dot U_2 = \dot U_1 - \dot ΔU_{12}, [/math]
где [math] \dot U_2 [/math] — вектор напряжения в конце сети, кВ;
- [math] \dot U_1 [/math] — вектор напряжения в начале сети, кВ;
- [math] \dot ΔU_{12} [/math] — вектор падения напряжения на участке сети.
Вектор падения напряжения в основном зависит от продольной составляющей:
- [math] \displaystyle ΔU_{12} = \frac{Р_{12}^Н⋅R_C+Q_{12}^Н⋅X_C}{U_1}, [/math]
где [math] ΔU_{12} [/math] — продольная составляющая вектора падения напряжения на участке сети, кВ;
- [math] Р_{12}^Н [/math] — поток активной мощности в начале участка сети, МВт;
- [math] Q_{12}^Н [/math] — поток реактивной мощности в начале участка сети, Мвар;
- [math] R_C [/math] — активное сопротивление участка сети, Ом;
- [math] X_C [/math] — индуктивное сопротивление участка сети, Ом;
- [math] U_1 [/math] — модуль вектора напряжения в начале сети, кВ.
Если принять, что напряжение в начале участка сети удовлетворяет всем требованиям, а напряжение в конце участка сети выходит за пределы заданных ограничений, то с учетом выражений (1) и (2) на величину напряжения в конце участка сети можно повлиять только путем изменения значения потока реактивной мощности. Активная мощность определяется требованием нагрузки и не может корректироваться для регулирования режима. Параметры сети (активной и индуктивное сопротивление) также являются неизмененными параметрами, так как отражают марку, сечение и количество проводов на рассматриваемом участке сети, следовательно, они не могут изменяться в процессе изменения режима сети.
В упрощенном виде:
- [math] \displaystyle U_2\sim\frac {1}{ΔU_{12}}\sim\frac{1}{Q_{12}} [/math]
То есть, чем больше значение передаваемой мощности, тем больше значение падения напряжения, тем больше снижается напряжение в рассматриваемом участке сети.
Для того, чтобы понять, какое именно компенсирующее устройство лучше подходит для проектируемого района сети, необходимо определиться с уровнем напряжения в сети относительно требуемого:
- если напряжение необходимо увеличить, то в соответствии с выражением (3) требуется уменьшить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную генерацию. В этих случаях подойдут батареи статических конденсаторов (БСК), синхронные компенсаторы в режиме перевозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК);
- если напряжение необходимо уменьшить, то в соответствии с выражением (3) требуется увеличить переток реактивной мощности, то есть создать дополнительную нагрузку. В этих случаях подойдут шунтирующие реакторы (ШР), синхронные компенсаторы в режиме недовозбуждения (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК).
Мощность, которую необходимо выработать или потребить:
- [math] \displaystyle Q_{КУ}^{min}=\frac{U_{2.ДОП}-U_2}{X_C}⋅U_{2.ДОП} [/math]
где [math] Q_{КУ}^{min}[/math] — минимальная реактивная мощность, которую необходимо скомпенсировать посредством компенсирующих устройств для введения напряжения в рассматриваемом узле в допустимую область, Мвар;
- [math]U_{2.ДОП}[/math] — модуль допустимого напряжения в рассматриваемом узле, кВ;
- [math]U_2[/math] — модуль напряжения в рассматриваемом узле, кВ;
- [math]X_C[/math] — индуктивное сопротивление участка сети, Ом.
Использованные источники
- Качество электроэнергии. Регулирование напряжения и частоты в энергосистемах: учебное пособие / С. С. Ананичева, А. А. Алексеев, А. Л. Мызин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009, 97 с.;
- Электрические системы и сети: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1989. 592 с.