По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.3.026.5

Сокращение реактивной мощности в сети за счет ее перетекания между фазами

Попов И. П. канд. техн. наук, ст. преподаватель, Курганский государственный университет, г. Курган, e-mail: ip.popow@yandex.ru

Целью работы является оценка влияния каскада трансформаторов на реактивную мощность в сети при симметричной нагрузке. Установлено, что любая фаза является источником реактивной мощности двух других фаз. И наоборот, любые две фазы являются источником реактивной мощности для третьей фазы. В соответствии с этим в реальной сети с ростом числа трансформаторных подстанций поток реактивной мощности по мере удаления от нагрузки существенно уменьшается.

Литература:

1. Якшина Н. Компенсация реактивной мощности – проблема энергосистемы и потребителя // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2009. – № 2. – С. 31–33.

2. Салаватова М. Современные установки компенсации реактивной мощности, повышающие надежность и экономичность в системах электроснабжения // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2008. – № 11. – С. 42–47.

3. Попов И.П. Свободные гармонические колебания в электрических системах с однородными реактивными элементами // Электричество. – 2013. – № 1. – С. 57–59.

4. Popov I.P. Free harmonic oscillations in systems with homogeneous elements // Journal of Applied Mathematics and Mechanics. – 2012. – Vol. 76. – Iss. 4. – P. 393–395. DOI: 10.1016/j.jappmathmech.2012.09.005

5. Popov I.P. Theory of a Multi-Inert Oscillator // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2020. – Vol. 49. – N 8. – Р. 667–671. DOI: 10.3103/S1052618820080105

6. Попов И.П. Колебательные системы, состоящие только из инертных или только упругих элементов, и возникновение в них свободных гармонических колебаний // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. – 2013. – № 1(21). – С. 95–103.

7. Попов И.П., Сарапулов Ф.Н., Сарапулов С.Ф. Инертно-индуктивный осциллятор // Вестник Курганского государственного университета. Технические науки. – 2013. – Вып. 8. – № 2(29). – С. 80–81.

8. Попов И.П. Инертно-емкостная колебательная система // Зауральский научный вестник. – 2013. – № 2(4). – С. 65–66.

9. Попов И.П., Сарапулов Ф.Н., Сарапулов С.Ф. Упруго-емкостные колебания в электромеханических системах // Актуальные проблемы энергосберегающих электротехнологий АПЭЭТ-2014: сборник научных трудов. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «УРФУ», 2014. – С. 217–218.

10. Попов И.П. Упруго-индуктивный осциллятор // Российский научный журнал. – 2013. – № 1 (32). – С. 269–270.

Реактивная мощность в сети является нежелательным явлением [1]. Ее циркуляция по проводам вызывает тепловые потери в объеме примерно 10% ее величины. Для ее снижения используют дорогостоящие статические и динамические компенсаторы [2].

Цель работы – оценка влияния каскада трансформаторов и шунтирующих реакторов на реактивную мощность в сети при симметричной нагрузке.

На рис. 1 представлена существенно идеализированная схема подключения вторичных обмоток трансформатора к симметричной индуктивной нагрузке. Сопротивления рассеяния не показаны. Активные составляющие сопротивлений не рассматриваются. Магнитное поле создается первичными обмотками (не показаны). Реактивная мощность в сеть не передается (гипотетически).

В части опосредованного взаимодействия магнитного поля с нагрузкой схема неотличима от рассмотренной в [3], в которой вместо трансформатора использована синхронная явнополюсная машина и в которой источником возбуждения колебаний тока (индуктивного) в любой фазе являются другие (другая) фазы (фаза) нагрузки.

Подобное явление самокомпенсации реактивной мощности известно и в механических системах [4–6].

Мгновенные токи, напряжения и мощности (реактивные) фаз соответственно равны:

Здесь L – суммарная индуктивность фазы трансформатора (включая рассеяние) и нагрузки.

Сумма мощностей фаз В и С равна:

Эта величина противоположна мощности фазы А:

qB + qC = qA.

Это означает, что при оговоренных условиях любая фаза является источником реактивной мощности двух других фаз.

И наоборот, любые две фазы являются источником реактивной мощности третьей фазы.

Таким образом, для данной схемы при симметричной нагрузке происходит самокомпенсация реактивной мощности.

Для того чтобы последняя формула не создавала впечатления, что мощность в любом случае удовлетворяет аналогу первого закона Кирхгофа, ниже приводятся выражения для мгновенных активных мощностей фаз и их соотношение.

Для Цитирования:
Попов И. П., Сокращение реактивной мощности в сети за счет ее перетекания между фазами. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2021;11.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: