• Активную мощность электрической сети получают от

• Активную мощность электрической сети получают от генераторов электрических станций, которые являются единственным источником активной мощности. • В отличие от активной мощности реактивная мощность может генерироваться не только генераторами, но и компенсирующими устройствами – конденсаторами, синхронными компенсаторами, которые при номинальной нагрузке вырабатывают около 60% требуемой реактивной мощности. генерируется в ЛЭП с напряжением выше 110 к. В вырабатывают компенсирующие устройства, расположенные на подстанциях или непосредственно у потребителей.

– выработка или потребление мощности с помощью компенсирующих устройств.

• При выработке и потреблении энергии на переменном токе равенству вырабатываемой и потребляемой электроэнергии в каждый момент времени отвечает равенство вырабатываемой и потребляемой активной и реактивной мощности. • Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам, источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления. При этом передающие элементы сети разгружаются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения.

• Эффект установки компенсирующих устройств в конце линии иллюстрируется рисунком: zл S 1 Iл=Iн U 1 S 1 Sл=Sн U 2 Sл=Sн– j. Qк Sн Iн I 1 -j. Qк Iл=Iн+j. Iк

Iк I` н Iл Iн -j(I”н-Iк) j. Iк U 2 Sн +j. Qн -j. Qк Sл Рн +j(Qн-Qк) -j. I”н Без применения компенсирующих устройств в линии протекает ток и мощность нагрузки:

При установке компенсирующих устройств реактивный ток и реактивная мощность в линии уменьшаются на величину реактивного тока и реактивной мощности, генерируемых в компенсирующем устройстве Iк и Qк. В линии будут протекать меньшие по модулю ток и мощность: Таким образом, вследствие применения компенсирующих устройств на подстанции при неизменной мощности нагрузки – линия разгружается по реактивной мощности. При этом, в линии уменьшаются потери мощности и потери напряжения, так как:

• В качестве компенсаторов используются 1. синхронные компенсаторы (СК) 2. батареи конденсаторов (БК) 3. реакторы 4. статические источники реактивной мощности (ИРМ)

• Шунтовые включаются на шины подстанции. • УПК включаются последовательно. УПК • Увеличение рабочего напряжения БК достигается увеличением числа последовательно включенных конденсаторов. Для увеличения мощности БК применяют параллельное соединение конденсаторов. • В сетях 3 -х фазного тока конденсаторы включаются звездой ( выше 6 к. В ) и треугольником - в сетях до 1 к. В.

• При отключении конденсаторов необходима их автоматическая разрядка на активное сопротивление, величина его должна быть такой, чтобы при отключении не возникало перенапряжений на зажимах конденсаторов. TU TU • В качестве разрядного сопротивления для 6 -10 к. В используются активные сопротивления трансформаторов напряжения (TU). Защита конденсаторов осуществляется плавкими предохранителями, включаемыми по одному в цепь каждого конденсатора.

• При продольной компенсации через УПК протекает (при аварии) большой ток КЗ и напряжение на конденсаторе сильно возрастает. • Необходима защита УПК от перенапряжений. УПК должна быть изолирована от земли. УПК для ВЛ 5 к. В монтируются на опоре линии.

• У конденсаторов: – простата эксплуатации, нет трущихся частей; – невозможно плавно регулировать, малый срок (8 лет) – это синхронный двигатель, работающий в режиме ХХ без нагрузки на валу. Потребляемая или активная мощность Р≈0. • СК загружен только реактивным током. По сравнению с обычными двигателями СК изготавливают с облегченным валом, имеют меньшие размеры и массу. • При возбуждении СК генерирует в сеть реактивную мощность, причем Ick опережает Uck (конденсатор); в режиме недовозбуждения Ick отстает от Uck, СК получает реактивную мощность, получая ее из сети.

– статическое электромагнитное устройство, предназначенное для использования его индуктивности в цепи. Активное сопротивление его очень мало. Реакторы могут присоединяться к линии, так и на линии подстанции. • Реактор потребляет максимальную мощность равную: • где bp - индуктивная проводимость реактора. U 1 U 2 zл хр

имеют магнитопровод и обмотку подмагничивания. • На промышленных предприятиях распространение получили БК. Установка СК допускается на крупных предприятиях по согласованию с энергосистемой. отсюда выбор БК. – вычисляют минимум затрат следовательно мощности с помощью БК. – полная компенсация реактивной

• Шунтирующие реакторы потребляют реактивную мощность. Вакуумно-реакторные группы применяются для ступенчатого автоматического регулирования напряжения, как правило, в узлах с повышенным напряжением. Шунтирующие реакторы компенсируют избыток реактивной мощности, снижают ее переток, при этом уменьшается ток в линиях и трансформаторах, соответственно снижаются активные потери. При снижении напряжения до нормальных значений увеличивается срок службы всего электротехнического оборудования на подстанции и примыкающих ЛЭП.

• Фильтрокомпенсирующие устройства (ФКУ) предназначены для снижения гармонических искажений напряжения и компенсации реактивной мощности нагрузок потребителей в сетях электроснабжения промышленных предприятий и в электрических сетях. Фильтры гармоник состоят из конденсаторов, включенных последовательно с индуктивностью.

• Индуктивность выбирается такой величины, чтобы фильтр представлял собой низкоимпедансный последовательный резонансный контур на частоте гармоники. Конденсаторы создают реактивную мощность на основной частоте. Наличие высших гармонических составляющих приводит к нагреву электрооборудования и преждевременному его выходу из строя, сбоям в работе электронных систем.

• Установка фильтров позволяет уменьшить коэффициент несинусоидальности напряжения в сети, что приводит к увеличению срока службы оборудования, снижает потери, в том числе технологические, связанные со сбоями систем управления.

• Статические тиристорные компенсаторы (СТК) могут работать как на выдачу, так и на потребление реактивной мощности. Регулирование плавное, с высоким быстродействием. СТК в электрических сетях предназначены для оптимизации режимов работы с целью повышения пропускной способности и устойчивости линий электропередачи, стабилизации напряжения в узлах нагрузки, уменьшения потерь электроэнергии и повышения ее качества. При этом выполняется:

• регулирование напряжения по заданному закону; • повышение статической и динамической устойчивости электроэнергетических систем; • ограничение коммутационных перенапряжений; • симметрирование напряжения и др. Статические тиристорные компенсаторы реактивной мощности на промышленных предприятиях применяются для повышения коэффициента мощности, фильтрации высших гармоник тока, снижения несимметрии напряжения и стабилизации напряжения.

• Управляемый шунтирующий реактор с тиристорными вентилями

• На ПС 220 к. В Когалым и ПС 220 к. В Прогресс МЭС Западной Сибири в начале октября 2009 г. введены в работу по одному комплекту ИРМ в составе трансформатор - реактор мощностью 30 Мвар, на вторичную обмотку 11 к. В которого параллельно подключены 3 тиристорых вентиля. Изменением фазы управляющих импульсов вентилей меняют мощность управляемого реактора (УШРТ). Наличие двух параллельно подключенных конденсаторных батарей 2 х 25 Мвар определяют с УШРТ диапазон изменения реактивной мощности 80 Мвар (от -30 до +50 Мвар). Тиристорные вентили смонтированы в находящемся рядом с трансформатором - реактором контейнере.