ЭлектрО

Выбор мощности синхронных компенсаторов по условиям регулирования напряжения

Мощность СК и конденсаторов подсчитывают по одним и тем же формулам, но с учетом того обстоятельства, что формулы, определяю­щие мощность компенсирующей установки в режиме потребления реактивной мощности, для конденсаторов не имеют смысла. Расчет ведут для максимального и минимального режимов нагрузки электро­передачи, причем в преобладающем числе случаев заданным явля­ется напряжение на шинах питающей подстанции. Искомым напряжением обычно является напряжение на шинах вторичного напря­жения приемной подстанции, желательная величина которого и определяет мощность СК.

Рис.  1. Электропередача с синхронным компенсатором на шинах НН и ее схемы замещения

 

 Для электропередачи, изобра­женной на рис. 1, а и представленной в виде одного звена с сум­марным сопротивлением R_å+jX_å, отнесенным к расчетному на­пряжению (рис. 1, б), связь между напряжениями в начале и в конце ее при нагрузке Р₂ + jQ₂ напишется в виде:

где U_2ж — желательное напряжение на шинах вторичного напря­жения подстанции, приведенное к расчетному напряжению; Q_ck—искомая мощность син­хронного компенсатора.

Решая это уравнение относительно Q_ck, можно определить мощность СК, необходимую для поддер­жания на шинах напряже­ния U_2ж при заданной нагрузке.

Однако, учитывая, что шкала мощностей СК по ГОСТ дана с очень боль­шими промежутками (табл. П. 4-3), можно пользовать­ся более простыми формулами, например, не учи­тывающими поперечной составляющей падения напряжения. По­лучающаяся при этом погрешность ликвидируется выбором стан­дартной мощности СК.

Пренебрегая поперечной составляющей падения напряжения, для электропередачи, представленной в виде одного звена, будем иметь

  (1)

При отсутствии СК и неизменном напряжении U₁ в начале линии напряжение на приемном конце электропередачи U₂ при той же нагрузке должно удовлетворять равенству:

  (2)

Приравнивая правые части уравнений (1) и (2), получаем

Разность последних двух членов в правой части этого равенства представляет собой очень небольшую величину (на порядок меньше разности первых двух членов) и при расчётах ею можно пренебречь., Принимая это упрощение, получаем выражение для мощности компенсатора:

   (3)

Если U_2ж и U₂ — кВ, X_å —Ом, то мощность компенсатора Q_ck — Мвар.

Разность (U_2ж — U₂) в выражении (3) представляет собой величину, на которую необходимо изменить напряжение на шинах вторичного напряжения подстанции. В режиме максимальных на­грузок эта разность положительна (U_2ж > U₂), что соответствует работе СК с перевозбуждением. В режиме минимальных нагрузок эта разность может быть отрицательна (U₂ > U_2ж), что будет соот­ветствовать работе СК с недовозбуждением.

Сопротивление X_å (представляющее собой сумму индуктивных сопротивлений линий и трансформатора) и напряжения U_2ж и U₂ в формуле (3), приведены к расчетному напряжению.

Если при определении мощности СК по формуле (3) пользо­ваться не приведенными, а полученными в результате расчета электропередачи действительными величинами напряжений на ши­нах НН, к которым присоединен СК, то и сопротивление X_å , вхо­дящее в эту формулу, должно быть пересчитано на эти условия. В соответствии с формулами R_б=R_Д(U_б/U_Д)² ; X_б=X_Д(U_б/U_Д)² ; B_б=B_Д(U_Д/U_б)² ;   получим:

где X'_å — сопротивление электропередачи, отнесенное к действи­тельному вторичному напряжению U_2Д ; U_б — расчетное (базисное) напряжение электропередачи; k_тр — коэффициент трансформации трансформатора приемной подстанции.

При определении мощности СК по формуле (3) предполага­ется, что расчет электропередачи был произведен с учетом емкости линии (рис. 1, в). В том случае, если емкость не была учтена, то мощность СК, подсчитанная по формуле (3) для максимального режима нагрузок, можно уменьшить на величину

где ΔQ представляет собой часть емкости приемного конца линии, перенесенной на шины вторичного напряжения трансформатора по правилу переноса нагрузок.

Рис.  2. Электропередача   с  синхронным компенсатором в третичной обмотке автотрансформатора и ее схема замещения

 

На рис. 2, а представлена схема электропередачи с СК, при­соединенным к обмотке НН автотрансформатора. Так как обмотка СН автотрансформатора в схеме замещения имеет нулевое сопро­тивление (рис. 2, б), то мощность СК можно подсчитать также по формуле (3), но результат надо увеличить (при опережающем режиме) на величину ΔQ_CK — потерю мощности в третичной об­мотке автотрансформатора. Следовательно,

Выбранную указанным способом мощность СК округляют до ближайшей номинальной мощности (приложение П. 4).

При выборе мощности компенсирующих устройств необходимо также исходить из условия обеспечения работы генераторов электро­станций в максимальном режиме нагрузок с коэффициентом мощ­ности не ниже номиналь­ного (0,8—0,85). Коэффи­циент мощности на пере­дающем конце электропе­редачи должен быть при этом не ниже 0,85—0,9.