Garengriezuma reaktīvās jaudas kompensācija — fiziskā nozīme un tehniskais izpildījums

Lai uzlabotu esošo elektrolīniju efektivitāti, kā arī uzlabotu to caurlaidspēju, tiek izmantotas reaktīvās jaudas gareniskās kompensācijas ierīces. Mūsdienās dažādu ģenerējošo avotu ar atšķirīgu jaudu, kā arī augstsprieguma līniju, īpaši tādu, kas pārraida elektroenerģiju lielos attālumos, pārpilnība rada pieaugošu pieprasījumu palielināt ne tikai energosistēmu uzticamību kopumā, bet arī uzlabot to efektivitāte.

Elektrolīniju pārvades jaudas palielināšanai ir divi veidi, no kuriem pirmais ir tieši palielināt līnijas šķērsgriezumu, bet otrais ir izmantot gareniskās shēmas reaktīvās jaudas kompensēšanai. Otrs veids – gareniskā reaktīvās jaudas kompensācija – izrādās ekonomiskāks veids, kā sasniegt šo mērķi gan starpsistēmu, gan sistēmas iekšējiem savienojumiem.

Ir zināms, ka, pārvadot reaktīvo jaudu pa vadiem, elektrisko tīklu posmos ir ievērojami sprieguma kritumi un strāvas palielināšanās, un tas rada ierobežojumus lietderīgās, aktīvās jaudas pārraidei.

Gareniskā reaktīvās jaudas kompensācija ietver kondensatoru papildu savienošanu virknē ar slodzi, izmantojot paaugstināšanas vai izolācijas transformatorus, kas ļauj sasniegt automātisku sprieguma regulēšanu atkarībā no slodzes strāvas pašreizējās vērtības.

Protams, ar garenisko kompensāciju avārijas režīmi ir neizbēgami, kuru iemesli var būt:

• kondensatoru manevrēšana, kas var izraisīt pārspriegumu;

• ferorezonanses fenomens;

• kondensatoru bojājumi no iekšpuses.

Lai izvairītos no bojājumiem pēkšņa sprieguma pieauguma dēļ, kondensatori šādos brīžos ir automātiski jāatvieno ar augstsprieguma slēdzi vai nekavējoties jāizlādē caur dzirksteļu spraugu.

Tā kā reaktīvās jaudas kompensācijas kondensatori ir savienoti virknē maiņstrāvas ķēdē, caur tiem plūst visa līnijas strāva un tāpēc caur tiem plūst arī īssavienojuma strāva, ja tāda ir.

Pārvades jaudas palielināšanai augstsprieguma līnijās tiek piemērota garenkompensācija, kas nodrošina to energosistēmu stabilitāti, kuras ietver šīs līnijas.

Garenvirziena kompensācijā kondensatora strāva ir vienāda ar kopējo slodzes strāvu I, kas plūst caur to, un kondensatora bloka jauda Q ir mainīga vērtība, kas ir atkarīga no slodzes jebkurā brīdī.Šo reaktīvo jaudu var aprēķināt, izmantojot formulu:

Bk =Az2/ωC

Un tā kā kondensatoru jauda gareniskās kompensācijas procesā nepaliek nemainīga, tad arī spriegums palielinās par summu, kas ir proporcionāla dotās līnijas reaktīvās slodzes izmaiņām, tas ir, kondensatoru spriegums ir nekādā gadījumā nav nemainīgs, kā reaktīvās jaudas šķērskompensācijā.

Mūsdienās ļoti populāras ir komutācijas kapacitatīvās garenkompensācijas vienības, kuras izmanto, lai samazinātu vilces tīklu un vilces apakšstaciju transformatoru pretestības induktīvās sastāvdaļas ietekmi uz elektrolokomotīves pantogrāfam pievadīto spriegumu. Šeit, kā minēts iepriekš, kondensators ir virknē savienots ar pantogrāfu.

Krievijas vilces apakšstacijās šīs instalācijas tiek uzstādītas iesūkšanas līnijā, kur gareniskās kompensācijas uzstādīšana kalpo, lai palielinātu spriegumu, novērstu vadošo vai atpalikušo fāžu ietekmi, barošanas zaros tiek iegūti simetriski spriegumi ar vienādām strāvām, vispārējais spriegums. tiek samazināta darba aprīkojuma klase un vienkāršota instalācijas konstrukcija...

Attēlā parādīta diagramma, kas parāda tikai vienu garenisko kompensācijas kondensatoru sekciju, no kuriem faktiski ir vairāki paralēli savienoti viens ar otru.

Spriegumu virknē savienoto transformatoru T1 un T2 zemsprieguma tinumiem piegādā kondensatoru rinda caur tiristora slēdzi un ierobežojošo rezistoru.Šajā gadījumā šo transformatoru augstsprieguma tinumi ir savienoti pretējos virzienos, un ar īssavienojumu palielinās spriegums kondensatoros.

Brīdī, kad spriegums sasniedz iestatījumu, tiek iedarbināts tiristora slēdzis un nekavējoties tiek aizdedzināts trīs elektrodu izlādes loks. Kad vakuuma kontaktors ir ieslēgts, izlādes loks tiek dzēsts.

Šādu instalāciju priekšrocības gareniskajai kompensācijai ietver:

• simetrisks kopnes spriegums;

• samazinot sprieguma svārstības un palielinot tā līmeni elektriskajos uztvērējos.

Mīnusi:

• sarežģīti iekārtas kondensatoru darbības apstākļi, salīdzinot ar sānu kompensāciju, jo vilces tīkla īssavienojuma strāva plūst caur kondensatoriem, un šeit ir nepieciešama uzticama pārmērīga ātruma aizsardzība;

• kondensatoru pārslodze bīstamos režīmos: piespiedu, avārijas, pēcavārijas.

Lai panāktu labāko reaktīvās jaudas kompensācijas efektu, jāizmanto regulējamas iekārtas ar kombinētu gareniskās un sānu kompensācijas darbību.

Gareniskās kompensācijas iekārtu izmantošanas priekšrocības kopumā ietver:

• palielināt līnijā pārraidīto jaudu;

• energosistēmu stabilitātes uzlabošana maksimālās slodzes laikā;

• ievērojams aktīvās jaudas zudumu samazinājums;

• elektroenerģijas kvalitātes uzlabošana tīklos;

• augsta elektroenerģijas sadales efektivitāte paralēlās līnijās;

• tiek novērsta nepieciešamība būvēt ražošanas avotus attālos apgabalos;

• starpsavienojumu posmi un līniju tehniskie parametri nav jāpalielina.

Galvenā ekonomiskā priekšrocība, izmantojot garenvirziena kompensācijas ierīces, ir enerģijas taupīšana. Ne tikai tas uzlabojas elektrības kvalitāte, tāpēc elektropārvades līniju skaitu var samazināt, ja tiek izmantota gareniskā reaktīvās jaudas kompensācija. Vides aizsardzība ir dabiskas sekas šīs tehnoloģijas ieviešanai, īpaši plašā mērogā.

Instalāciju izmaksas ir tādas, ka jauna elektropārvades līnija maksā 10 reizes vairāk nekā gareniskās kompensācijas iekārta ar tādu pašu pārvades jaudu. Rezultātā šādas sistēmas atjaunošana ir tikai daži gadi, salīdzinot ar tradicionālajām elektropārvades līnijām.