Boyuna reaktif güç kompanzasyonu - fiziksel anlam ve teknik uygulama

Mevcut elektrik hatlarının verimliliğini artırmak ve bunların verimini artırmak için, reaktif gücün uzunlamasına kompanzasyonu için cihazlar kullanılır. Günümüzde, farklı kapasitelere sahip farklı üretim kaynaklarının yanı sıra, özellikle elektriği uzun mesafelere ileten yüksek gerilim hatlarının bolluğu, yalnızca genel olarak güç sistemlerinin güvenilirliğini artırmakla kalmayıp, aynı zamanda iyileştirme talebini de artırmaktadır. verimlilikleri.

Enerji hatlarının iletim kapasitesini artırmanın iki yolu vardır, bunlardan birincisi doğrudan hattın enine kesitini artırmak, ikincisi ise reaktif gücü telafi etmek için uzunlamasına şemalar kullanmaktır. İkinci yol - boyuna reaktif güç kompanzasyonu - hem sistemler arası hem de sistem içi bağlantılar için bu amaca ulaşmanın daha ekonomik bir yolu olduğunu kanıtlıyor.

Reaktif güç kablolar üzerinden iletildiğinde elektrik şebekelerinin bölümlerinde önemli gerilim düşümleri ve akım artışları olduğu ve bunun faydalı, aktif gücün iletiminde sınırlamalar yarattığı bilinmektedir.

Boyuna reaktif güç kompanzasyonu, yük akımının mevcut değerine bağlı olarak otomatik voltaj regülasyonu elde etmeyi mümkün kılan, yükseltici veya izolasyon transformatörleri aracılığıyla yükle seri olarak kondansatörlerin ek bağlantısını ifade eder.

Tabii ki, uzunlamasına telafi ile, acil durum modları kaçınılmazdır, bunun nedenleri şunlar olabilir:

• dalgalanmalara neden olabilecek kapasitörlerin şöntlenmesi;

• ferrorezonans fenomeni;

• kondansatörlerin içeriden hasar görmesi.

Ani voltaj artışından kaynaklanan hasarları önlemek için, bu gibi zamanlarda kondansatörlerin yüksek voltaj anahtarı tarafından otomatik olarak bağlantısı kesilmeli veya bir kıvılcım aralığından hemen boşaltılmalıdır.

AC devrede reaktif güç kompanzasyon kondansatörleri seri bağlandığından hat akımının tamamı içlerinden akar ve dolayısıyla varsa kısa devre akımı da içlerinden geçer.

İletim kapasitesini artırmak için, yüksek gerilim hatlarında, bu hatları içeren güç sistemlerinin kararlılığını sağlayan boylamasına kompanzasyon uygulanmaktadır.

Boyuna kompanzasyonda, kondansatör akımı, içinden akan toplam yük akımına I eşittir ve kondansatör bankı gücü Q, herhangi bir zamanda yüke bağlı olan değişken bir değerdir.Bu reaktif güç, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

Bk =Az2/ωC

Ve uzunlamasına kompanzasyon sürecinde kapasitörlerin gücü sabit kalmadığından, voltaj da verilen hattın reaktif yükündeki değişiklikle orantılı bir miktarda, yani kapasitörlerin voltajı artar. reaktif gücün çapraz kompanzasyonunda olduğu gibi hiçbir şekilde sabit değildir.

Anahtarlama kapasitif uzunlamasına kompanzasyon üniteleri bugün çok popülerdir.Bu tür kurulumlar, çekiş ağlarının ve çekiş trafo merkezlerinin transformatörlerinin reaktansının endüktif bileşeninin bir elektrikli lokomotifin pantografına uygulanan voltaj üzerindeki etkisini azaltmak için kullanılır. Burada yukarıda bahsedildiği gibi pantografa seri olarak bir kondansatör bağlanmıştır.

Rus çekiş trafo merkezlerinde, bu kurulumlar, uzunlamasına kompanzasyon kurulumunun voltajı artırmaya, önde gelen veya gecikmeli fazların etkisini önlemeye hizmet ettiği, besleme kollarında eşit akımlara sahip simetrik voltajların elde edildiği, genel voltajın elde edildiği bir emme hattına kurulur. çalışan ekipman sınıfı azaltılır ve tesisatın tasarımı basitleştirilir...

Şekil, gerçekte birkaç tane birbirine paralel bağlı olan uzunlamasına dengeleme kapasitörlerinin yalnızca bir bölümünü gösteren bir diyagramı göstermektedir.

Seri bağlı T1 ve T2 transformatörlerinin alçak gerilim sargılarına giden voltaj, bir tristör anahtarı ve bir sınırlayıcı direnç aracılığıyla bir sıra kondansatör tarafından sağlanır.Bu durumda bu transformatörlerin yüksek gerilim sargıları zıt yönlerde bağlanır ve bir kısa devre ile kapasitörlerdeki gerilim yükselir.

Voltaj ayar değerine ulaştığı anda, tristör anahtarı tetiklenir ve üç elektrotlu deşarj cihazının arkı hemen ateşlenir. Vakum kontaktörü açıldığında, deşarj cihazındaki ark söner.

Boyuna dengeleme için bu tür kurulumların avantajları şunları içerir:

• simetrik bara gerilimi;

• elektrik alıcılarında voltaj dalgalanmalarını azaltmak ve seviyesini yükseltmek.

Eksileri:

• çekiş ağının kısa devre akımı kapasitörler boyunca aktığından ve burada güvenilir aşırı hız koruması gerektiğinden, yanal kompanzasyona kıyasla tesisin kapasitörlerinin zor çalışma koşulları;

• kapasitörlerin tehlikeli modlarda aşırı yüklenmesi: zorunlu, acil durum, acil durum sonrası.

Reaktif güç kompanzasyonundan en iyi etkiyi elde etmek için, uzunlamasına ve yanal kompanzasyonun birlikte çalıştığı ayarlanabilir kurulumlar kullanılmalıdır.

Boyuna dengeleme kurulumlarını kullanmanın avantajları genel olarak şunları içerir:

• hatta iletilen gücün arttırılması;

• tepe yükler sırasında güç sistemlerinin kararlılığının iyileştirilmesi;

• aktif güç kayıplarında önemli azalma;

• şebekelerde elektrik kalitesinin iyileştirilmesi;

• paralel hatlarda yüksek güç dağıtımı verimliliği;

• uzak bölgelerde üretim kaynakları oluşturma ihtiyacı ortadan kalkar;

• hatların arabağlantı bölümleri ve teknik parametrelerinin artırılmasına gerek yoktur.

Boyuna dengeleme cihazları kullanmanın temel ekonomik avantajı enerji tasarrufudur. Sadece bu da değil elektrik kalitesi artar, boylamasına reaktif güç kompanzasyonu kullanılırsa güç hatlarının sayısı azaltılabilir. Çevrenin korunması, özellikle büyük ölçekte bu teknolojinin kullanılmaya başlanmasının doğal bir sonucudur.

Kurulum maliyeti öyledir ki, yeni bir iletim hattı, aynı iletim kapasitesine sahip uzunlamasına bir kompanzasyon cihazından 10 kat daha pahalıdır. Sonuç olarak, böyle bir sistemin geri kazanımı, geleneksel iletim hatlarına kıyasla sadece birkaç yıldır.