11. Регулирование напряжения с помощью сетевых устройств и установок емкостной конденсации.

Сельские электрические сети при низкой удельной плотности нагрузок являются очень протяженными и разветвленными. В сетях, рассчитанных по потере напряжения, плотность тока, как правило, ниже экономической. Регулирование напряжения дает возможность создать сеть с плотностью тока близкой или равной экономической и улучшить режим напряжения у потребителей. Существует несколько способов регулирования напряжения в сетях. Одним из них является последовательное или параллельное включение конденсаторов. При последовательном включении конденсаторов в сеть подъем напряжения пропорционален произведению индуктивной составляющей тока нагрузки I_r на емкостное сопротивление конденсатора x_c и определяется по формуле:

Важным положительным качеством последовательно включенных конденсаторов является то, что степень компенсации зависит от величины тока нагрузки, т. е. с ростом нагрузки возрастает компенсация потери напряжения. Особенно хорошо компенсируются потери напряжений от пусков крупных двигателей, когда наблюдается большой пусковой ток с малым коэффициентом мощности. Напряжение на конденсаторе зависит от тока нагрузки. При нормальных условиях работы (режиме) оно колеблется в пределах 5...20 %, а при коротком замыкании в сети — достигает 100 % номинального напряжения U_н. Для регулирования напряжения в сельских сетях при максимальной нагрузке и низком коэффициенте мощности рекомендуется применять продольную компенсацию реактивной мощности. При этом место установки конденсаторов целесообразно выбирать в конце линии. Однако при распределенной нагрузке место их установки выбирают таким образом, чтобы значение отклонения напряжения у потребителей находились в допустимых пределах. При параллельном включении конденсаторов подъем напряжения пропорционален произведению емкости тока I_c на индуктивное сопротивление линии x_л и определяется по формуле:

Параллельно включенные конденсаторы целесообразно устанавливать непосредственно у потребителей реактивной мощности. В этом случае линия частично освобождается от передачи реактивных токов. Для трехфазной сети переменного тока с продольной компенсацией потери напряжения могут быть определены по формуле:

а для сети с поперечной компенсацией –

где — активная составляющая тока нагрузки, А;

— активное сопротивление линии, Ом.

Регулировать напряжение включением конденсаторов можно в высоковольтных и низковольтных сетях.

Р егулирование напряжения с помощью вольтодобавочных трансформаторов (ВДТ) и линейных регуляторов (ЛР) осуществляется путем введения в цепь дополнительной ЭДС. Принцип действия ВДТ и ЛР одинаков, различие их состоит лишь в том, что ВДТ применяются в сочетании с автотрансформаторами, а ЛР – в сочетании с ЛЭП. Примеры однолинейных схем включения ВДТ и ЛР приведены на рис. 7.

Н а ВДТ или ЛР может быть реализовано как продольное (рис. 7, е), так и поперечное регулирование напряжения (рис. 7, ж). При продольном регулировании напряжение изменяется только по модулю: .

При поперечном – напряжение изменяется по фазе: .

На практике чаще всего применяется смешанное (продольно-поперечное) регулирование, когда напряжение изменяется и по модулю и по фазе

( ):