Оценка уровня снижения потерь мощности и напряжения при компенсации реактивной мощности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка уровня снижения потерь мощности и напряжения при компенсации реактивной мощности

Двоежилов В.Ю.

Общеизвестен технический и экономический эффект от снижения потерь мощности и электроэнергии в электрической сети, достигаемый путем компенсации реактивной мощности при помощи конденсаторных установок. Вместе с тем представляется необходимым проанализировать некоторые стороны процесса снижения потерь мощности в сети при компенсации реактивной мощности [1].

Потери мощности в элементе сети (в линии или трансформаторе) определяется известным соотношением:

,

где P и Q - активная и реактивная мощности, передаваемые по линии с активным сопротивлением R, U - линейное напряжение, принимаемое приблизительно равным номинальному напряжению сети.

Из выражения для Р следует, что потери мощности состоят из двух частей: первая часть Рр потерь зависит лишь от величины реактивной мощности, передаваемой по этой линии, а вторая часть PQ зависит лишь от величины реактивной мощности Q передаваемой по линии.

При включении в конце линии конденсаторной установки мощностью QK уменьшается передаваемая по линии реактивная мощность и вызываемые ей потери мощности:

. (1)

Для оценки эффективности компенсации предлагается использовать скорость изменения потерь мощности в зависимости от величины мощности конденсаторной установки QK. Из (1) следует, что скорость изменения потерь мощности равна:

.

Графически зависимость VPQ =f(QK) изображается прямой линией. При QK<Q скорость изменения потерь мощности VPQ отрицательна, т.е. по мере увеличения мощности QK потери РQ уменьшаются, а при QK=Q скорость изменения потерь мощности становится равной нулю. По мере дальнейшего увеличения мощности QK > Q скорость изменения потерь мощности становится положительной, что означает увеличение потерь мощности. Скорость уменьшения потерь мощности будет наибольшей и отрицательной по знаку при QK0, т.е. наибольший эффект снижения потерь мощности имеет место при весьма малой мощности компенсирующего устройства.

В то же время можно рассмотреть и другой показатель эффективности снижения потерь мощности при компенсации, который представляет собой усредненное значение уменьшение потерь активной мощности (P), отнесенное к мощности компенсирующего устройства QK.

Так потери мощности при oтcyтcтвии компенсации:

мощность конденсаторный скорость

.

Потери мощности при наличии компенсации:

.

Относительное уменьшение потерь мощности из-за компенсации:

.

Из зависимости (Р)* от QK следует, что при QK >2Q , (более, чем двойная перекомпенсация) относительные потери мощности становятся отрицательными, что свидетельствует о том, что потери мощности при компенсации превышают потери мощности при отсутствии компенсации»

При изменении мощности компенсирующего устройства в диапазоне 0 до 2Q имеет место уменьшение потерь мощности в рассматриваемом элементе сети, которое с увеличением мощности QK становится все мене эффективным.

В тех случаях, когда в данной точке сети нужно устанавливать такое по мощности компенсирующее устройство QK, которое обеспечивает не только компенсацию реактивной мощности данной линии, но и должно выдать некоторую мощность другим потребителям, питающимся от данного центра, поэтому целесообразно установить мощность компенсирующего устройства, не превышающую двукратное значение реактивной нагрузки рассматриваемого элемента сети.

Известно, что в местных электрических сетях потеря напряжения в элементе сети может быть определена по формуле:

.

Вторая часть потери напряжения UQ вызванная протеканием через индуктивное сопротивление линии (трансформатора) реактивной мощности Q может быть уменьшена путем компенсации части или всей реактивной мощности в элементе сети.

С учетом компенсирующего устройства потери напряжения:

.

Из этого выражения следует, что уменьшение потери напряжения из-за компенсаций реактивной мощности линейно зависит от величины мощности Qк компенсирующего устройства:

.

Из этого выражения также следует, что на величину уменьшения потери напряжения (UQ) первоначальное значение реактивной нагрузки Q оказывает никакого влияния. По этой причине эффект уменьшения потери напряжения как в ответвлении, так и в магистрали оказывается одинаковыми, если ответвление и магистраль имеют одинаковые индуктивные сопротивления Х. В то же время, эффект снижения потери напряжения в сети напряжением 10 кВ в 25 раз меньше, чем в линии 0,4 кВ. Эффект снижения потерь напряжения в кабельной линии окажется еще меньшим, если учесть индуктивное сопротивление шинопровода напряжением 0,4 кВ,

Что же касается трансформаторов ТП, то сопротивление их, как известно в основном индуктивное и поэтому эффект регулирования напряжения при компенсации мощности в этих элементах сети всегда оказывается значительным

Перечень ссылок

1. Маркушевич Н.С. Регулирование напряжения и экономия электроэнергии /Маркушевич Н.С.-М.: Энергоатомиздат, 1984.-104с.

Размещено на Allbest.ru