Технические эффекты КРМ

Повышение КМ уменьшает потери мощности и энергии в элементах электрической системы, поскольку потери мощности пропорциональны квадрату тока. При этом уменьшаются потери напряжения на этих же элементах сети. Повышение КМ позволяет повысить активную нагрузку линий, трансформаторов и генераторов.

Потери активной мощности в трехфазной линии при симметричной нагрузке

,

где P, Q, S – активная, кВт, реактивная, квар, полная кВ·А нагрузки линии;

I – линейный ток;

U – линейное напряжение;

r – активное сопротивление линии.

Потери мощности в линии можно рассматривать как сумму потерь от активной нагрузки ΔР_а и реактивной нагрузки ΔР_р. При уменьшении реактивной нагрузки уменьшается главным образом ΔР_р, а уменьшением ΔР_а можно пренебречь, т.к. при включении конденсаторов для целей компенсации реактивных нагрузок активные нагрузки можно считать в первом приближении не зависящими от реактивных нагрузок. Тогда при снижении значений реактивной нагрузки от Q₁ до Q₂ уменьшение потерь в линии равно

,

где (Q₁ – Q₂) = Q_С – мощность конденсаторов, включенных параллельно нагрузке в целях компенсации части реактивной нагрузки линии.

При постепенном увеличении мощности конденсаторов от нуля до Q реактивная нагрузка уменьшается. При этом каждый последующий квар конденсаторов дает все меньшее и меньшее снижение потерь мощности. При условии 2·Q₁ < Q_С дальнейшая установка конденсаторов вызывает не уменьшение, а увеличение потерь активной мощности. В этом случае имеем дело с отрицательным эффектом включения конденсаторов. Таким образом, включение конденсаторов необходимо выполнять правильно, не допуская отрицательного эффекта.

При уменьшении реактивной нагрузки линии на Q_С, квар, повышение напряжения в конце линии равно:

; .

Если реактивная нагрузка силового трансформатора уменьшается на Q_С, квар, то относительное повышение напряжения (%) на зажимах трансформатора со стороны нагрузки

,

где e_к – напряжение короткого замыкания (КЗ) трансформатора, %.

Повышение напряжения в какой либо точке сети при включенииКБ пропорционально ее мощности и не зависит от реактивных и активных нагрузок в этой точке до включения КБ и после.

Пропускная способность линий и трансформаторов ограничивается их допустимыми нагревом и значением потери напряжения. Нагрев элементов системы определяется их полной нагрузкой, поэтому повышение коэффициента мощности позволяет увеличить активную нагрузку элемента системы без увеличения его нагрева. Увеличивается при этом ограничиваемая допустимым нагревом элемента сети пропускная способность по активной нагрузке. Ее увеличение равно разности активных нагрузок после и до повышения коэффициента мощности при постоянном значении полной нагрузки:

.

Из (рис. 12.4) видно, что

,

.

Рис. 12.4.Диаграммы мощностей

Если пропускная способность ограничивается потерей напряжения, то увеличение ее пропорционально уменьшению реактивной нагрузки и зависит также от параметров линии или трансформатора и от начального значения КМ.

Экономическая эффективность КРН определяется как разность приведенных затрат до и после выполнения мероприятий по КРН, которые должны определяться на основе технико-экономических расчетов (ТЭР) по минимуму приведенных затрат (З = min), с учетом баланса РМ, исходя из допускаемых показателей качества электроэнергии, установленных ГОСТ 13109-97 на него. При этом следует учитывать затраты как на выработку, так и на транспортировку РМ, активной мощности и электроэнергии.