Pitkittäinen loistehon kompensointi — fyysinen merkitys ja tekninen toteutus

Olemassa olevien voimalinjojen tehokkuuden parantamiseksi sekä niiden suorituskyvyn parantamiseksi käytetään loistehon pitkittäiskompensointilaitteita. Tänä päivänä erilaisten, eri tehoisten tuotantolähteiden sekä korkeajännitelinjojen, erityisesti pitkiä etäisyyksiä sähköä siirtävien johtojen runsaus johtaa kasvavaan kysyntään paitsi sähköjärjestelmien yleisen luotettavuuden lisäämiseksi myös parantamiseksi. niiden tehokkuutta.

Voimalinjojen siirtokapasiteettia voidaan lisätä kahdella tavalla, joista ensimmäinen on kasvattaa suoraan johdon poikkileikkausta ja toinen on käyttää pitkittäiskaavioita loistehon kompensoimiseksi. Toinen tapa – pitkittäinen loistehokompensointi – osoittautuu edullisemmaksi tavaksi saavuttaa tämä tavoite sekä järjestelmien välisissä että järjestelmän sisäisissä yhteyksissä.

Tiedetään, että kun loistehoa siirretään johtoja pitkin, sähköverkkojen osissa tapahtuu merkittäviä jännitehäviöitä ja virran nousuja, mikä rajoittaa hyödyllisen pätötehon siirtoa.

Pitkittäinen loistehokompensointi tarkoittaa kondensaattoreiden lisäkytkemistä sarjaan kuorman kanssa porras- tai erotusmuuntajien avulla, mikä mahdollistaa automaattisen jännitteen säädön kuormitusvirran nykyarvosta riippuen.

Tietysti pitkittäiskompensoinnilla hätätilat ovat väistämättömiä, joiden syyt voivat olla:

• kondensaattorien ohitus, joka voi aiheuttaa ylijännitteitä;

• ferroresonanssi-ilmiö;

• kondensaattoreiden vaurioita sisäpuolelta.

Äkillisen jännitteen nousun aiheuttamien vaurioiden välttämiseksi kondensaattorit on tällöin automaattisesti irrotettava suurjännitekytkimellä tai purettava välittömästi kipinävälin kautta.

Koska loistehon kompensointikondensaattorit on kytketty sarjaan vaihtovirtapiirissä, koko linjavirta kulkee niiden läpi ja siksi myös mahdollinen oikosulkuvirta kulkee niiden läpi.

Siirtokapasiteetin lisäämiseksi suurjännitelinjoissa käytetään pitkittäistä kompensointia, joka varmistaa näitä linjoja sisältävien voimajärjestelmien vakauden.

Pitkittäiskompensoinnissa kondensaattorin virta on yhtä suuri kuin sen läpi kulkeva kokonaiskuormitusvirta I, ja kondensaattoripariston teho Q on muuttuva arvo, joka riippuu kulloinkin kuormituksesta.Tämä loisteho voidaan laskea kaavalla:

Bk =Az2/ωC

Ja koska kondensaattoreiden teho pituussuuntaisen kompensoinnin aikana ei pysy vakiona, jännite myös kasvaa määrällä, joka on verrannollinen tietyn linjan reaktiivisen kuorman muutokseen, eli kondensaattoreiden jännite on ei missään tapauksessa vakio, kuten loistehon ristikompensaatiossa.

Nykyään erittäin suosittuja ovat kytkentäkapasitiiviset pitkittäiskompensointiyksiköt, joilla vähennetään vetoverkkojen ja vetoasemien muuntajien reaktanssin induktiivisen komponentin vaikutusta sähköveturin virroittimeen syötettävään jännitteeseen. Tässä, kuten edellä mainittiin, kondensaattori on kytketty sarjaan virroittimen kanssa.

Venäjän vetoasemilla nämä asennukset asennetaan imulinjaan, jossa pitkittäisen kompensoinnin asentaminen lisää jännitettä, estää johtavien tai viivästyneiden vaiheiden vaikutuksen, syöttövarsissa saadaan symmetrisiä jännitteitä yhtäläisillä virroilla, yleinen jännite Työvälineiden luokkaa vähennetään ja asennuksen suunnittelu yksinkertaistuu...

Kuvassa on kaavio, joka esittää vain yhden osan pitkittäiskompensoivista kondensaattoreista, joita on itse asiassa useita rinnakkain kytkettyjä.

Jännite sarjaan kytkettyjen muuntajien T1 ja T2 pienjännitekäämeihin syötetään kondensaattoririviltä tyristorikytkimen ja rajoitusvastuksen kautta.Tässä tapauksessa näiden muuntajien suurjännitekäämit on kytketty vastakkaisiin suuntiin, ja oikosulkulla kondensaattoreiden jännite kasvaa.

Kun jännite saavuttaa asetuksen, tyristorikytkin laukeaa ja kolmielektrodipurkaimen kaari syttyy välittömästi. Kun alipainekontaktori kytketään päälle, kaari purkauksessa sammuu.

Tällaisten asennusten etuja pitkittäiskompensoinnissa ovat:

• symmetrinen väyläjännite;

• vähentää jännitteen vaihteluita ja nostaa sen tasoa sähkövastaanottimissa.

Haittoja:

• laitoksen kondensaattorien vaikeat käyttöolosuhteet sivuttaiseen kompensointiin verrattuna, koska vetoverkon oikosulkuvirta kulkee kondensaattoreiden läpi ja tässä tarvitaan luotettavaa ylinopeussuojausta;

• kondensaattorien ylikuormitus vaarallisissa tiloissa: pakotettu, hätätilanne, hätätilanteen jälkeinen.

Parhaan loistehon kompensoinnin vaikutuksen saavuttamiseksi tulisi käyttää säädettäviä asennuksia, joissa on yhdistetty pituus- ja sivukompensointi.

Pitkittäisten kompensointijärjestelmien käytön etuja ovat yleensä:

• linjalla siirretyn tehon lisääminen;

• tehojärjestelmien vakauden parantaminen huippukuormituksen aikana;

• aktiivinen tehohäviöiden merkittävä vähentäminen;

• sähkön laadun parantaminen verkoissa;

• korkea tehonjakelun tehokkuus rinnakkaisissa linjoissa;

• tarve rakentaa tuotantolähteitä syrjäisille alueille poistetaan;

• johtojen yhteenliittämisosuuksia ja teknisiä parametreja ei tarvitse lisätä.

Pitkittäisten tasauslaitteiden käytön tärkein taloudellinen etu on energiansäästö. Eikä vain se sähkön laatu paranee, joten voimalinjojen määrää voidaan vähentää, jos käytetään pitkittäistä loistehokompensointia. Ympäristönsuojelu on luonnollinen seuraus tämän tekniikan käyttöönotosta varsinkin laajassa mittakaavassa.

Asennuskustannukset ovat sellaiset, että uusi voimajohto maksaa 10 kertaa enemmän kuin pitkittäiskompensointilaite samalla siirtokapasiteetilla. Tämän seurauksena tällaisen järjestelmän toipuminen kestää vain muutaman vuoden perinteisiin voimajohtoihin verrattuna.