Компенсация реактивной мощности (КРМ)
Теоремы и методы расчета сложных резистивных цепей Метод контурных токов Векторные диаграммы Резонанс в сложных схемах Топологические методы расчета электрических цепей Расчет сложных трехфазных цепей

Методы расчета электрических цепей

Метод двух узлов является частным методом узловых потенциалов и применяется при анализе электрической цепи, содержащей два узла. Зная разность узловых потенциалов можно определить токи во всех ветвях схемы. Для удобства расчетов потенциал одного из узлов принимают равным 0. Обычно за 0 принимают потенциал узла, соединенного с отрицательной клеммой источника тока

Компенсация реактивной мощности приемников энергии

Активная мощность приемника P=UIcosj характеризует интенсивность потребления им энергии и зависит от режима его работы.

Реактивная мощность приемника Q=UIsinj  характеризует интенсивность обмена энергией между электромагнитным полем приемника и остальной цепью. Эта мощность положительна при индуктивном характере приемника () и отрицательна при емкостном характере (). В промышленных условиях преобладающее большинство приемников имеют активно-индуктивный характер () и потребляют положительную реактивную мощность. Параллельное подключение к таким приемникам конденсаторов, потребляющих отрицательную реактивную мощность  и, таким образом, являющихся генераторами реактивной мощности для приемников, позволяет уменьшить (компенсировать) суммарную реактивную мощность: .

Компенсация реактивной мощности позволяет при неизменной активной мощности уменьшить потребляемый от сети ток:

.

Схема цепи в режиме компенсации реактивной мощности показана на рис. 56.

 

 

 

 

 

При увеличении емкости компенсирующего конденсатора С пропорционально будет увеличиваться потребляемый им ток . Ток линии, равный геометрической сумме токов нагрузки и конденсатора (), вначале будет уменьшаться (при QL>QC), достигнет своего минимального значения при полной компенсации реактивной мощности , а затем начнет возрастать при QC > QL (рис. 57).

Из геометрии рис. 57 следует соотношение:

.

Тот же ток из закона Ома:

.

Из совместного решения этих двух уравнений вытекает формула для расчeта емкости компенсирующего устройства от первоначального значения tgj2 до заданного tg:

  [мкФ].

Сопротивление воздушных ЛЭП носит активно-индуктивный характер с существенным преобладанием реактивного сопротивления (XЛ >> RЛ), поэтому падение напряжения в линии UЛ = I(RЛ+jXЛ) почти на 90˚ опережает ток. На рис. 58 показано семейство векторных диаграмм токов и напряжений для разных значений компенсирующей емкости С=var при постоянном значении напряжения в начале линии .

Из анализа семейства векторных диаграмм рис. 58 следует, что увеличение степени компенсации реактивной мощности повышает напряжение на выводах нагрузки (U2¢¢¢> U2¢¢> U2¢), при этом потеря напряжения в линии DU = U1 – U2 уменьшается. На практике указанная функциональная зависимость U2 = f(C) используется для поддержания заданного уровня напряжения на выводах (шинах) нагрузки U2=const при изменении ее параметров.

 

Таким образом, посредством компенсации реактивной мощности нагрузки в энергосистеме решаются две важные технико-экономические задачи. Во-первых, это уменьшение потерь мощности в линии электропередачи () и повышение ее КПД вследствие уменьшения тока. Во-вторых, с помощью регулируемых компенсирующих устройств осуществляется управление напряжением в конце линии на выводах нагрузки, поддержание его на заданном номинальном уровне при изменении потребляемой мощности в широком диапазоне.

 

 

 

При изучении курсов "Теоретические основы электротехники" (ТОЭ), "Теория электрических и магнитных цепей" (ТЭМЦ), 'Теория электрических сигналов и цепей" (ТЭСЦ) студенты электротехнических специальностей дневного и заочного в первом семестре обучения решают задачи, выпол­няют контрольные работы и расчётно-графические задания, связанные с расчётом сложных электрических цепей постоянного тока. В общем случае такие цепи представляют собой разветвлённые цепи, содержащие идеальные и реальные источники напряжения и источники тока. Как известно, для расчёта таких электрических цепей используются различные методы расчёта, например, метод, основанный на применении законов Кирхгофа, метод контурных токов, метод узловых потенциалов, метод эквивалентных преобразований и др.
Теоретическая база метода контурных токов