Режим реактивной мощности при работе линии без перепада и с перепадом напряжений. Схемы электропередач переменного тока. Возможности электропередач постоянного тока и области их применения, страница 5

Исследования П.С. Жданова показали, что схема с промежуточными синхронными компенсаторами не экономична, так как мощность последних оказывалась в несколько раз больше передаваемой. Поэтому такие схемы не нашли в то время применения. Однако создание автоматических регуляторов возбуждения без зоны нечувствительности дало возможность С.А. Лебедеву показать, что мощность синхронных компенсаторов может быть значительно уменьшена.

Эффективность промежуточных синхронных компенсаторов можно повысить в несколько раз, если снабдить их автоматическими регуляторами без зоны нечувствительности, действующими пропорционально отклонению напряжения, тока или угла Q. Еще большая эффективность может быть получена за счет регуляторов сильного действия, реагирующих также на первую и вторую производные отклонения одной из этих величин и обеспечивающих постоянство напряжения в заданных точках сети. Обстоятельные исследования работы регуляторов сильного действия на электродинамической модели МЭИ и опытная проверка их действия на гидрогенераторах электростанций дали положительные результаты. Это говорит о большой вероятности успешного действия промежуточных синхронных компенсаторов с ожидаемой эффективностью в дальних электропередачах.

При неограниченном потолке возбуждения благодаря регулятору сильного действия можно достичь предельной мощности, равной пределу наиболее загруженного участка электропередачи. Однако эти преимущества сильного регулирования вследствие перегрузки ротора синхронного компенсатора непосредственно не могут быть использованы, Средством, позволяющим устранить перегрузку ротора, полнее использовать возможности регуляторов возбуждения сильного действия, может служить включение конденсаторов в цепь синхронного компенсатора. Тогда выдаваемая реактивная мощность и регулирующий эффект компенсированного синхронного компенсатора определятся соответственно выражениями:

и

где Х_к.т учитывает реактивные сопротивления синхронного компенсатора и трансформатора.

Из этих выражений видно, что способность синхронного компенсатора регулировать напряжение растет с увеличением емкостного сопротивления включенного конденсатора Х_с. При больших значениях реактивного сопротивления синхронных компенсаторов, имеющих сильное регулирование возбуждения, зоны устойчивости, построенные в координатах коэффициентов усиления цепи регулирования, оказываются узкими. Компенсация реактивного сопротивления синхронного компенсатора значительно увеличивает область устойчивости.

Величину емкостного сопротивления Х_с ограничивают явления самовозбуждения и самораскачивания. Эти явления и возможности повышения пропускной способности электропередачи при помощи промежуточного компенсированного синхронного компенсатора с регулятором возбуждения сильного действия были подробно исследованы под руководством В.А. Веникова в лаборатории физического моделирования электрических систем МЭИ на модели электропередачи Куйбышевская ГЭС ‑ Москва. При мощности синхронного компенсатора, равной 30% передаваемой мощности, и емкостном сопротивлении Х_с, равном 0,65 предел передаваемой мощности по условиям статической устойчивости сравнялся с пределом наиболее загруженного участка. В случае некомпенсированного синхронного компенсатора с двукратным потолком возбуждения удавалось достичь только 87% этого предела. При Х_с, равном 0,7, предельная передаваемая мощность снижалась из-за появления самораскачивания синхронного компенсатора и составляла 97% предела участка. Компенсация индуктивного сопротивления синхронного компенсатора несколько повышает также динамическую устойчивость системы передачи. Так, для рассматриваемой электропередачи при Х_с, равном 0,7, предельная мощность по условиям динамической устойчивости при отключении трехполюсного короткого замыкания в начале линии через 0,12 с увеличилась на 5% по сравнению со случаем отсутствия компенсации. Такое же увеличение получается при конструктивном уменьшении сопротивления синхронного компенсатора за счет его сопротивления рассеянию.

Введение в цепь синхронного компенсатора статических конденсаторов создает колебательный контур, в котором переходные процессы сопровождаются свободными колебательными токами. Такие токи в операторной форме определяются выражениями вида