Langsgående reaktiv effektkompensation — fysisk betydning og teknisk implementering

For at forbedre effektiviteten af ​​eksisterende kraftledninger såvel som for at forbedre deres gennemløb, bruges enheder til langsgående kompensation af reaktiv effekt. I dag fører overfloden af ​​forskellige genereringskilder med forskellig kapacitet såvel som højspændingsledninger, især dem, der transmitterer elektricitet over lange afstande, til en stigende efterspørgsel efter at øge ikke kun pålideligheden af ​​elsystemer generelt, men også at forbedre deres effektivitet.

Der er to måder at øge transmissionskapaciteten af ​​kraftledninger, hvoraf den første er direkte at øge linjens tværsnit, og den anden er at bruge langsgående skemaer til at kompensere for reaktiv effekt. Den anden måde - langsgående reaktiv effektkompensation - viser sig at være en mere økonomisk måde at nå dette mål for både inter-system og intra-system forbindelser.

Det er kendt, at når reaktiv effekt transmitteres over ledninger, er der betydelige spændingsfald og strømstigninger i sektioner af elektriske netværk, og dette skaber begrænsninger for transmissionen af ​​nyttig, aktiv effekt.

Langsgående reaktiv effektkompensation indebærer yderligere tilslutning af kondensatorer i serie med belastningen ved hjælp af step-up eller isolationstransformatorer, hvilket gør det muligt at opnå automatisk spændingsregulering afhængigt af belastningsstrømmens aktuelle værdi.

Naturligvis med langsgående kompensation er nødtilstande uundgåelige, hvorfor årsagerne kan være:

• shunting af kondensatorer, som kan forårsage overspændinger;

• ferroresonans fænomen;

• beskadigelse af kondensatorerne indefra.

For at undgå skader fra en pludselig stigning i spændingen skal kondensatorerne på sådanne tidspunkter automatisk afbrydes af en højspændingsafbryder eller straks aflades gennem et gnistgab.

Da de reaktive effektkompensationskondensatorer er forbundet i serie i AC-kredsløbet, løber hele liniestrømmen gennem dem, og derfor vil den eventuelle kortslutningsstrøm også strømme gennem dem.

For at øge transmissionskapaciteten anvendes der langsgående kompensation i højspændingsledninger, hvilket sikrer stabiliteten af ​​kraftsystemer, der omfatter disse ledninger.

I langsgående kompensation er kondensatorstrømmen lig med den samlede belastningsstrøm I, der strømmer gennem den, og kondensatorbankens effekt Q er en variabel værdi, der afhænger af belastningen på et givet tidspunkt.Denne reaktive effekt kan beregnes ved hjælp af formlen:

Bk =Az2/ωC

Og da kondensatorernes effekt i processen med langsgående kompensation ikke forbliver konstant, så stiger spændingen også med en mængde, der er proportional med ændringen i den reaktive belastning af den givne linje, det vil sige, at kondensatorernes spænding er på ingen måde konstant, som i krydskompensationen af ​​den reaktive effekt.

Skift af kapacitive langsgående kompensationsenheder er meget populære i dag. Sådanne installationer bruges til at reducere indflydelsen af ​​den induktive komponent af reaktansen af ​​transformere af traktionsnetværk og traktionstransformatorstationer på spændingen påført strømaftageren af ​​et elektrisk lokomotiv. Her er som nævnt ovenfor en kondensator forbundet i serie med strømaftageren.

På russiske traktionsstationer er disse installationer installeret i en sugeledning, hvor installationen af ​​langsgående kompensation tjener til at øge spændingen, forhindre virkningen af ​​førende eller forsinkende faser, symmetriske spændinger med lige strømme opnås i forsyningsarmene, den generelle spænding klasse for arbejdsudstyr reduceres, og installationens design forenkles...

Figuren viser et diagram, der kun viser en sektion af langsgående kompenserende kondensatorer, hvoraf der faktisk er flere forbundet parallelt med hinanden.

Spændingen til lavspændingsviklingerne af transformatorerne T1 og T2, forbundet i serie, leveres af en række kondensatorer gennem en tyristorkontakt og en begrænsningsmodstand.I dette tilfælde er højspændingsviklingerne af disse transformere forbundet i modsatte retninger, og med en kortslutning stiger spændingen i kondensatorerne.

I det øjeblik spændingen når indstillingen, udløses tyristorkontakten, og lysbuen på tre-elektrodeudladeren tændes straks. Når vakuumkontaktoren tændes, slukkes lysbuen i afladeren.

Fordelene ved sådanne installationer til langsgående kompensation omfatter:

• symmetrisk busspænding;

• reducere spændingsudsving og øge niveauet ved elektriske modtagere.

Ulemper:

• vanskelige driftsforhold for installationens kondensatorer sammenlignet med lateral kompensation, da kortslutningsstrømmen af ​​traktionsnettet strømmer gennem kondensatorerne, og pålidelig overhastighedsbeskyttelse er påkrævet her;

• overbelastning af kondensatorer i farlige tilstande: tvungen, nødsituation, post-emergency.

For at opnå den bedste effekt af reaktiv effektkompensation bør der anvendes justerbare installationer med kombineret drift af langsgående og sideværts kompensation.

Fordelene ved at bruge langsgående kompensationsinstallationer generelt omfatter:

• øge den effekt, der overføres på linjen;

• forbedring af stabiliteten af ​​strømsystemer under spidsbelastninger;

• betydelig reduktion af aktive effekttab;

• forbedring af kvaliteten af ​​elektricitet i netværk;

• høj effektivitet af strømfordeling i parallelle linjer;

• behovet for at bygge generatorkilder i fjerntliggende områder er elimineret;

• sammenkoblingssektioner og ledningernes tekniske parametre behøver ikke at øges.

Den største økonomiske fordel ved at bruge langsgående kompenserende enheder er energibesparelse. Ikke kun det elkvaliteten forbedres, så antallet af elledninger kan reduceres, hvis der anvendes langsgående reaktiv effektkompensation. Miljøbeskyttelse er en naturlig konsekvens af introduktionen af ​​denne teknologi, især i stor skala.

Udgifterne til installationer er sådan, at en ny transmissionsledning koster 10 gange mere end en langsgående kompensationsanordning med samme transmissionskapacitet. Som følge heraf er genopretningen af ​​et sådant system kun et par år sammenlignet med traditionelle transmissionslinjer.