Регулирование напряжения изменением сопротивления сети

Напряжение у потребителя зависит от величины потерь напряжения в сети, которые в свою очередь зависят от сопротивления сетей. Например, продольная составляющая падения напряжения в линии на рис.17.1,а равна:

, (17.1)

где , , - потоки мощности и напряжение в конце линии;

, - ее активное и реактивное сопротивления.

На рис.17.1,б показан характер зависимости сопротивления сети от сечения проводов. Из графика видно, что соотношение активного и реактивного сопротивлений для распределительных и питающих сетей различно.

В распределительных сетях активное сопротивление больше реактивного, то есть . В (17.1) основную роль играет первое слагаемое числителя . При изменении сечения линий в распределительных сетях существенно меняются и изменяются и напряжение потребителя. Поэтому в этих сетях сечение иногда выбирается по допустимой потере напряжения[2].

В питающих сетях, наоборот, поэтому в значительной степени определяется реактивным сопротивлением линий, которое мало зависит от сечения. Продольная составляющая падения напряжения в линии до установки конденсаторов определяется выражением (17.1). Предположим, что напряжение в конце линии ниже допустимого:

. (17.2)

Включим последовательно в линию конденсаторы так, чтобы повысить напряжение до допустимого .

Предыдущее выражение запишем в следующем виде:

, (17.3)

где - сопротивление конденсатора.

Последовательное включение конденсаторов в линии называют продольной компенсацией. Установка продольной компенсации (УПК) дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и потерю напряжения в линии (рис.17.2,а).

Зная , , , , , , можно найти из (17.3) и выбрать нужное количество последовательных и параллельных конденсаторов. При этом напряжение на конденсаторах и ток в них равны:

(17.6)

Если номинальное напряжение одного конденсатора , то ставят последовательно несколько конденсаторов в одной фазе. Число подключенных конденсаторов определяют по выражению

(17.7)

В паспорте конденсатора указывается его мощность . Зная эту величину, можно определить номинальный ток :

(17.8)

Если , то ставят параллельно m конденсаторов, причем

(17.9)

Для УПК отношение емкостного сопротивления конденсаторов к индуктивному сопротивлению линии, выраженное в процентах, называется процентом компенсации:

(17.10)

На практике применяют лишь частичную компенсацию (с<100 %) реактивного сопротивления линии. Полная или избыточная компенсация (с≥100%) в распределительных сетях, непосредственно питающих нагрузку, обычно не применяется, так как это связано с возможностью появления в сети перенапряжений.