ГЛАВА ВОСЬМАЯ
РЕГУЛИРОВАНИЕ И ФОРСИРОВКА МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК
1. ЦЕЛИ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ
Регулирование реактивной мощности конденсаторных установок производится с целью регулирования напряжения в сети, к которой они присоединены, и снижения потерь энергии в ней. Наблюдающиеся при этом изменения напряжения сети пропорциональны изменениям мощности конденсаторной установки и суммарному реактивному сопротивлению участков сети, расположенных последовательно с батареей (§ 5-1).
Параметры сетей крупных промышленных центров обычно бывают таковы, что включение или отключение одной конденсаторной батареи мощностью в несколько сот киловольт-ампер реактивных очень мало влияет на уровень напряжения сети. Однако из этого нельзя делать вывод о неэффективности регулирования мощности небольших конденсаторных установок. Одновременное регулирование многих конденсаторных батарей, присоединенных к электрической системе, может дать существенный эффект в отношении регулирования напряжения, так как суммарная мощность конденсаторных батарей, установленных у абонентов электроснабжающей системы, нередко превышает в несколько раз суммарную мощность синхронных компенсаторов, установленных на районных подстанциях той же системы.
Тем более эффективно регулирование мощности конденсаторных установок, присоединенных к протяженным воздушным сетям со сравнительно большими реактивными сопротивлениями.
Регулирование мощности конденсаторной установки сопровождается уменьшением потерь мощности и энергии в тех участках электрической сети, реактивная нагрузка которых уменьшается вследствие регулирования. Если же в целях регулирования напряжения допускается увеличение реактивной нагрузки, то потери мощности и энергии в соответствующих участках сети возрастают. Последний режим работы чаще встречается при регулировании напряжения в электрической системе посредством синхронных компенсаторов. Он возможен и в случае конденсаторных установок, если в целях регулирования напряжения отключается мощность конденсаторов, большая, чем это необходимо для получения минимума реактивной нагрузки.
Электроснабжающие организации иногда предъявляют к абонентам требование об отключении конденсаторных установок в ночное время. Это требование вызывается тем, что работа абонентских конденсаторных установок в периоды снижения нагрузки вызывает излишнее и даже вредное повышение напряжения в системе.
Отключение конденсаторов в ночное время и в другие периоды повышения напряжения в сети полезно еще потому, что оно служит защитой конденсаторов от работы при повышенном напряжении.
При неравномерном графике реактивной нагрузки, присоединенной параллельно конденсаторам, регулирование мощности конденсаторной установки позволяет приблизить ее график к графику реактивной нагрузки. Тем самым можно уменьшить потери мощности и энергии в системе сравнительно с потерями при отсутствии регулирования.
Достичь полного совпадения обоих графиков и, следовательно, теоретически возможного минимума потерь в системе практически невозможно, так как для него необходимо плавное, а не ступенчатое регулирование мощности установки.
В тех электрических системах, где установленная мощность конденсаторов еще мала, регулирование мощности конденсаторных установок не является необходимостью, хотя и в этих случаях оно улучшает режим работы системы.
8-2. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ
Реактивная мощность конденсатора пропорциональна его емкости, квадрату напряжения на зажимах и частоте этого напряжения (§ 2-5). Поскольку последняя практически не может регулироваться, возможны следующие способы регулирования мощности конденсаторных установок:
регулирование емкости установки путем изменения числа параллельно включенных конденсаторов;
регулирование напряжения на зажимах конденсаторов путем изменения числа последовательно соединенных групп при параллельно-последовательном соединении однофазных конденсаторов в батарее или путем изменения схемы соединения фаз в ней;
регулирование напряжения на зажимах конденсаторной установки посредством регулировочных трансформаторов, автотрансформаторов или потенциал-регуляторов.
В регулируемых установках применяется почти исключительно первый способ в форме автоматического или ручного регулирования. Второй способ начал изучаться только в последние годы в связи с выяснившейся потребностью в форсировке мощности конденсаторных установок. Третий способ требует вспомогательного оборудования для регулирования напряжения, что значительно увеличивает общую стоимость установки, и потому этот способ не применяется.
При первом способе мощность установки меняется
в процессе регулирования пропорционально суммарной емкости включенных конденсаторов. Включение и отключение всей батареи в целом можно назвать одноступенчатым регулированием в отличие от многоступенчатого регулирования секционированной батареи или конденсаторной установки, подразделенной на батареи.
При групповой компенсации многоступенчатое регулирование общей мощности конденсаторов, присоединенных к сети, может осуществляться путем включения и отключения отдельных несекционированных батарей. Этот способ регулирования может с успехом применяться, например, при децентрализованной установке конденсаторов в сети 220—500 В.
В случае индивидуальной компенсации, когда конденсаторы присоединены через общие выключатели с электродвигателями или трансформаторами, включение и отключение этого оборудования имеет результатом многоступенчатое регулирование общей мощности включенных конденсаторов. Такое регулирование подчиняется графику работы основного оборудования.
