Compensarea puterii reactive longitudinale — semnificație fizică și implementare tehnică

Pentru a îmbunătăți eficiența liniilor electrice existente, precum și pentru a îmbunătăți debitul acestora, sunt utilizate dispozitive de compensare longitudinală a puterii reactive. Astăzi, abundența diferitelor surse de generare cu capacități diferite, precum și a liniilor de înaltă tensiune, în special a celor care transmit energie electrică pe distanțe lungi, duce la o cerere tot mai mare de creștere nu numai a fiabilității sistemelor de alimentare în general, ci și de îmbunătățire. eficienta lor.

Există două moduri de a crește capacitatea de transmisie a liniilor electrice, prima dintre acestea este de a crește direct secțiunea transversală a liniei, iar a doua este de a utiliza scheme longitudinale pentru a compensa puterea reactivă. A doua modalitate – compensarea puterii reactive longitudinale – se dovedește a fi o modalitate mai economică de a atinge acest obiectiv atât pentru conexiunile inter-sistem, cât și pentru cele intra-sistem.

Se știe că atunci când puterea reactivă este transmisă prin fire, există căderi semnificative de tensiune și creșteri ale curentului în secțiuni ale rețelelor electrice, iar acest lucru creează limitări asupra transmiterii puterii utile, active.

Compensarea longitudinală a puterii reactive implică conectarea suplimentară a condensatoarelor în serie cu sarcina prin intermediul transformatoarelor de creștere sau de izolare, ceea ce face posibilă realizarea reglajului automat al tensiunii în funcție de valoarea curentului curent de sarcină.

Desigur, cu compensarea longitudinală, modurile de urgență sunt inevitabile, motivele pentru care pot fi:

• manevrarea condensatoarelor, care poate provoca supratensiuni;

• fenomen de ferorezonanță;

• deteriorarea condensatoarelor din interior.

Pentru a evita deteriorarea de la o creștere bruscă a tensiunii, condensatorii în astfel de momente trebuie să fie deconectați automat de un comutator de înaltă tensiune sau descărcați imediat printr-un eclator.

Deoarece condensatoarele de compensare a puterii reactive sunt conectate în serie în circuitul de curent alternativ, întregul curent de linie trece prin ei și, prin urmare, curentul de scurtcircuit, dacă există, va curge și el prin ei.

Pentru creșterea capacității de transmisie, pe liniile de înaltă tensiune se aplică compensare longitudinală, ceea ce asigură stabilitatea sistemelor de alimentare care includ aceste linii.

În compensarea longitudinală, curentul condensatorului este egal cu curentul total de sarcină I care circulă prin acesta, iar puterea bateriei de condensatoare Q este o valoare variabilă care depinde de sarcină la un moment dat.Această putere reactivă poate fi calculată folosind formula:

Bk =Az2/ωC

Și deoarece puterea condensatoarelor în procesul de compensare longitudinală nu rămâne constantă, atunci tensiunea crește, de asemenea, cu o sumă care este proporțională cu modificarea sarcinii reactive a liniei date, adică tensiunea condensatoarelor este deloc constantă, ca în compensarea încrucișată a puterii reactive.

Comutarea unităților de compensare longitudinală capacitivă este foarte populară astăzi.Astfel de instalații sunt utilizate pentru a reduce influența componentei inductive a reactanței transformatoarelor rețelelor de tracțiune și substațiilor de tracțiune asupra tensiunii aplicate pantografului unei locomotive electrice. Aici, așa cum am menționat mai sus, un condensator este conectat în serie cu pantograful.

La stațiile de tracțiune rusești, aceste instalații sunt instalate într-o linie de aspirație, unde instalarea compensării longitudinale servește la creșterea tensiunii, prevenirea efectului fazelor de avans sau întârziere, se obțin tensiuni simetrice cu curenți egali în brațele de alimentare, tensiunea generală. clasa pentru echipamente de lucru este redusă și proiectarea instalației este simplificată...

Figura prezintă o diagramă care arată doar o secțiune de condensatoare compensatoare longitudinale, dintre care sunt de fapt mai multe conectate în paralel între ele.

Tensiunea la înfășurările de joasă tensiune ale transformatoarelor T1 și T2, conectate în serie, este furnizată de un rând de condensatoare printr-un comutator tiristor și un rezistor limitator.În acest caz, înfășurările de înaltă tensiune ale acestor transformatoare sunt conectate în direcții opuse, iar cu un scurtcircuit, tensiunea din condensatoare crește.

În momentul în care tensiunea ajunge la setare, comutatorul tiristor este declanșat și arcul de descărcare cu trei electrozi este imediat aprins. Când contactorul de vid este pornit, arcul din descărcare se stinge.

Avantajele unor astfel de instalații pentru compensarea longitudinală includ:

• tensiune magistrală simetrică;

• reducerea fluctuațiilor de tensiune și creșterea nivelului acesteia la receptoarele electrice.

Contra:

• condiții dificile de funcționare a condensatoarelor instalației în comparație cu compensarea laterală, deoarece curentul de scurtcircuit al rețelei de tracțiune trece prin condensatori și aici este necesară o protecție fiabilă la supra-viteză;

• supraîncărcarea condensatoarelor în moduri periculoase: forțat, de urgență, post-urgență.

Pentru a obține cel mai bun efect de compensare a puterii reactive, trebuie utilizate instalații reglabile cu funcționare combinată de compensare longitudinală și laterală.

Avantajele utilizării instalațiilor de compensare longitudinală în general includ:

• creșterea puterii transmise pe linie;

• îmbunătățirea stabilității sistemelor de alimentare în timpul sarcinilor de vârf;

• reducerea semnificativă a pierderilor de putere activă;

• îmbunătățirea calității energiei electrice în rețele;

• eficiență ridicată a distribuției de energie în linii paralele;

• este eliminată necesitatea construirii surselor de generare în zone îndepărtate;

• secțiunile de interconectare și parametrii tehnici ai liniilor nu trebuie măriți.

Principalul avantaj economic al utilizării dispozitivelor de compensare longitudinală este economia de energie. Nu numai asta calitatea energiei electrice se îmbunătățește, astfel încât numărul de linii electrice poate fi redus dacă se utilizează compensarea puterii reactive longitudinale. Protecția mediului este o consecință firească a introducerii acestei tehnologii, mai ales la scară largă.

Costul instalațiilor este de așa natură încât o nouă linie de transport costă de 10 ori mai mult decât un dispozitiv de compensare longitudinală cu aceeași capacitate de transmisie. Drept urmare, recuperarea unui astfel de sistem este de doar câțiva ani în comparație cu liniile de transport tradiționale.