Снижение потери напряжения

Потеря напряжения в линии при пренебрежении поперечной составляющей DU=U1-U2

,

где P и Q – активная и реактивная мощности, кВт и квар; U – линейное напряжение, кВ; r и x – активное и реактивное (индуктивное) сопротивления линии электропередачи, Ом.

Индексы 1 и 2 относятся, соответственно, к началу и концу линии электропередачи.

Относительная потеря напряжения

Если принять, что при продольной компенсации напряжения U₁ и U₂ остаются равными напряжениям без компенсации, то из предыдущего выражения следует, что включение установки продольной компенсации снижает относительную потерю напряжения до значения

Разность DU* и DU’*, т.е. снижение относительной потери напряжения, равна:

где Р – расчетная нагрузка, квт;

l – длина линии, км;

х₀ – индуктивное сопротивление 1 км провода, ом/км;

U – номинальное линейное напряжение, кв.

Необходимая степень компенсации с определяется в зависимости от заданной величины снижения потери напряжения:

Выразив через относительные реактивные потери в линии, получим:

Предельное допустимое повышение уровня напряжения в конце линии DU_2макс определяет максимальную степень компенсации, что соответствует полной компенсации потери напряжения в линии (DU’=0):

Мощность конденсаторов на 1% повышения напряжения при заданном S возрастает при увеличении cosj, в особенности значительно при cosj, близком к 1 (рис. 68). Выбор мощности последовательно включенных конденсаторов может быть сделан на основании следующего.

Если обозначить полную мощность, протекающую в линии, до конденсаторов S₁, а после места включения их S₁, то

разделив S₁ на S₂, получим:

Мощности S₁ и S₁ могут быть выражены следующим образом:

Отсюда

Решая уравнение относительно Q_п.к, получаем:

или, обозначив выражение в фигурных скобках через a:

Значение a можно получить из рис. 69. величина отношения напряжения после конденсаторов U₂ к напряжению перед конденсаторами U₁ является заданной величиной, которую желательно получить при установке продольной компенсации.

Из рис. 69 видна зависимость регулирующего эффекта продольной компенсации от cosj₂.

Например, при cosj₂»1 можно повысить напряжение только на 5%. Установка продольной компенсации экономична при cosj₂<0,9. Мощность конденсаторов при продольной компенсации для повышения напряжения увеличивается с ростом значения коэффициента мощности. Минимальная мощность последовательных конденсаторов требуется при cosj₂»0,6.

На рис. 70 показано распределение напряжения вдоль компенсированной линии электропередачи в зависимости от нагрузки и cosj. Уменьшение напряжения от места питания до места установки конденсаторов зависит от мощности, протекающей через конденсаторы.