Назначение и область применения продольной компенсации

В воздушных сетях 35 кВ и выше потеря напряжения обусловлена главным образом индуктивным сопротивлением линии электропередачи. Это особенно сказывается при относительно низком коэффициенте мощности и больших сечениях проводов. Последовательное включение емкости в линию позволяет уменьшить или полностью компенсировать индуктивное сопротивление линии и трансформаторов. Последовательное включение компенсаторов в каждую фазу линии приводит к изменению сопротивления элементов сети:

Произведение из сопротивления конденсатора на проходящий через него ток может рассматриваться как отрицательное падение напряжения или как дополнительная э.д.с., введенная в цепь, для компенсации падения напряжения, вызванного индуктивным сопротивлением. Величина этой э.д.с. прямо пропорциональна току в цепи. В связи с уменьшением потерь напряжения в линии предел отклонения напряжения на подстанциях снижается, чем улучшается режим напряжения электроприемников. Последовательно включенные конденсаторы регулируют колебания напряжения мгновенно.

Эффективность применения продольной компенсации зависти от отношения индуктивного сопротивления к активному. При большом значении активного сопротивления относительно индуктивного эффективность применения продольной компенсации незначительна даже при полной компенсации индуктивного сопротивления.

При малых изменениях cosj у электроприемников напряжение остается почти постоянным даже при изменениях нагрузки в широких пределах. Изменение cosj в широких пределах вызывает изменение напряжения у электроприемников, и эффект регулирования продольной компенсации несколько снижается. Реактивная мощность последовательного конденсатора на фазу равна:

Как видно из рис. 67, в зависимости от хС последовательно включенных конденсаторов можно изменять величину напряжения U2 на конце линии. Реактивное сопротивление хС можно выбрать таким, чтобы конденсаторы полностью компенсировали потери напряжения. Величина емкостного сопротивления конденсаторов, необходимого для полной конденсации продольной составляющей потери напряжения, равна:

Компенсация может быть частичной (хС < хL), полной (хС = хL) и избыточной (хС > хL).

Потеря активной мощности в последовательно включенных конденсаторах очень малы. В параллельно включенных конденсаторах потеря мощности составляет 0,3-0,4% мощности батареи конденсаторов, или 3-4 вт на 1 квар мощности конденсатора. При последовательном включении конденсаторов фактическое напряжение на каждом их них при любых нагрузках будет ниже номинального.

Напряжение на конденсаторах при продольной компенсации обычно не превышает 5-10% фазного напряжения линии.

Для установок продольной компенсации линий 110 кв применяются конденсаторы 6-10 кв, для линий 35 кв – конденсаторы 1-3 кв. Установка продольной компенсации изолируется от земли и между фазами на полное рабочее напряжение линий.

В установках продольной компенсации возможны перенапряжения, которым подвергается конденсатор при протекании через установку чрезмерного тока нагрузки или короткого замыкания, и разряд конденсаторов при шунтировании установки разрядником. Конденсаторы для продольной компенсации в исполнении для наружных установок обладают большой перегрузочной способностью и допускают кратковременные перенапряжения до 4-кратного номинального.

В условиях промышленных предприятий продольная компенсация находит применение при резкой переменной нагрузке на линиях, питающих мощные сварочные установки, для питания дуговых печей, в целях регулирования напряжения и устранения колебаний его, а также для улучшения потока распределения в параллельных линиях электропередачи с различными соотношениями индуктивных и активных сопротивлений.