1.5. Баланс и дефицит реактивной мощности.

Величина напряжения в узлах нагрузки электрической сети (ЭС) и у электроприёмников (ЭП) зависит от наличия в сети необходимых источников реактивной мощности. Если мощность этих источников недостаточна для покрытия реактивной нагрузки при заданном напряжении, то произойдёт снижения напряжения.

Соответствие между реактивной мощностью (РМ), потребной для поддержания определённой величины напряжения, и мощностью имеющихся источников определяется составлением баланса РМ

Qг_ = Qп + Qл + Qт,

где Qг_{ -} суммарное поступление РМ от его источников; Qп - суммарная РМ по

требителей; Qл - суммарные потери РМ в ЛЭП; Qт - суммарные потери РМ в

трансформаторах сети.

Источники реактивной мощности (ИРМ):

• генераторы электростанций;

• емкостная мощность ЛЭП;

• установки параллельной компенсации (КУ)

Дефицит РМ: Q = Q_ - Qгн,

где Q_{ -} полная реактивная мощность сети; Qгн = Pгн*tgгн = 0,75 Ргн – номинальная реактивная мощность генераторов электрической станции.

Пути снижения дефицита РМ:

• установка дополнительных генераторов активной мощности;

• снижение реактивной нагрузки генераторов электростанций;

Снижение реактивной нагрузки генераторов электростанций или компенсация реактивной мощности предусматривает следующие мероприятия:

• снижение потребления РМ электроприёмниками;

• установка у электроприёмников и в узлах сетей источников РМ установок параллельной компенсации (КУ).

Мероприятия по снижению РМ электроприёмников снижают суммарную реактивную нагрузку не более 10%. Поэтому основным мероприятием по компенсации реактивной мощности (КРМ) являются установки параллельной компенсации. КУ имеют меньшие капитальные вложения и затраты на эксплуатацию, чем генераторы и другие устройства.

КРМ обеспечивает наиболее экономичным образом баланс РМ в узлах сети и напряжение у ЭП. При этом КРМ даёт значительный технико-экономический эффект по снижению потерь активной мощности и потерь напряжения и в лучшем использовании основного электрооборудования.

2. Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения переменного тока.

2.1. Введение

Снижение реактивной мощности в сети называется компенсацией реактивной мощности. Существуют два пути снижения реактивного тока в тяговой сети и генераторах электрических станций:

• снижение потребления реактивной мощности приёмниками электрической энергии - электровозами;

• установка специальных устройств компенсации реактивной мощности.

2.2. Схемы включения установок параллельной компенсация реактивной мощности.

Для компенсации РМ в системе тягового электроснабжения (СТЭ) переменного тока применяют установки параллельной (поперечной) емкостной компенсации реактивной мощности (КУ). Особенностью КУ СТЭ переменного тока является их однофазное или двухфазное исполнение, наличие защитного реактора для ограничения резонансных явлений на высоких частотах.

У становки параллельной компенсации РМ являются многофункциональными: компенсируют реактивную индуктивную мощность тяговой нагрузки (электровоза), повышают напряжение в точке включения, симметрируют токи и напряжения в тяговом трансформаторе и сети внешнего электроснабжения, ослабляют уровень высших гармоник в СТЭ. КУ могут располагаться на тяговых подстанциях (ТП) в отстающей фазе, в тяговой сети на посту секционирования (ПСК), на электровозе (рис. 2, 3). Мощность КУ на электровозе используется не эффективно и поэтому в настоящее время не используется. Целесообразность использования двухфазной КУ на ТП и соответствие её параметров условиям симметрирования тока тягового трансформатора и ЛЭП, напряжению на плечах питания ТП должна определяться для конкретных режимов тяговой нагрузки. Наиболее эффективно использование КУ на ПСК, так как реактивные токи компенсируются в тяговой сети, тяговом трансформаторе и в сети внешнего электроснабжения.

2.3. Схема замещения и векторные диаграммы тока и напряжения тяговой сети с установкой параллельной компенсации.