Емкостная компенсация

Используя выводы § 2.6, участок цепи с емкостью С будем представлять как участок, обладающий емкостным сопротивлением Хс- В этом случае уравнение напряжений цепи ( 2.10, а) имеет вид

Величина Ь_ = соС в выражении (2.35), единица которой Ом"1 = = См, называется емкостной проводимостью, а обратная величина х„ = 1/о>С, единица которой Ом, — емкостным сопротивлением. Значения величин хс и Ь„ являются параметрами емкостных элементов

называют реактивным сопротивлением конденсатора или просто емкостным сопротивлением.

В проводящем направлении ( 4.7, б) дифференциальное сопротивление р — n-перехода на линейном участке вольт-амперной характеристики чрезвычайно мало, и его величиной можно пренебречь по сравнению с г. При работе на .низких частотах емкость С, величина которой в проводящем направлении равна Со, не оказывает влияния на работу р — n-перехода. Это объясняется тем, что емкостное сопротивление 1/соСо на низких частотах велико по сравнению с Гдцф и в этих условиях емкостным сопротивлением в параллельном соединении можно пренебречь ( 4.7, б).

В заключение отметим, что реальные конденсаторы имеют незначительные потери энергии, т. е. их активная проводимость очень мала. Поэтому в схемах замещения конденсаторы в большинстве случаев представлены только своей емкостью С или соответствующими ей емкостной проводимостью Вс=юС, емкостным сопротивлением Хс=\/а>С.

Величина Ь„ = соС в выражении (2.35), единица которой Ом • = = См, называется емкостной проводимостью, а обратная величина х„ = 1/соС, единица которой Ом, - емкостным сопротивлением. Значения величин хс и Ъ- являются параметрами емкостных элементов цепей синусоидального тока.

Величина Ь„ = соС в выражении (2.35), единица которой Ом"1 = = См, назьтается емкостной проводимостью, а обратная величина хг = 1/ыС, единица которой Ом, - емкостным сопротивлением. Зна-

Соотношениям (11.12) соответствуют две операторные схемы замещения емкостного элемента. В первой схеме ( 11. 2,6) начальный заряд в емкости учитывается с помощью дополнительного источника импульсного тока (изображение тока Смс(0)), соединенного параллельно емкостной проводимости и направленного в сторону обкладки, имеющей положительный заряд. Во второй схеме ( 11. 2, в) начальный заряд'учитывается источником ступенчатого напряжения (изображение напряжения «c(0)/s), соединенного последовательно с емкостным сопротивлением и имеющего полярность, совпадающую с полярностью начального заряда.

На верхних частотах можно пренебречь емкостным сопротивлением конденсаторов Ср, но нельзя пренебречь реактивным сопротивлением емкости С0, которое становится сравнимым по величине с R,.. Поэтому,

Емкостным сопротивлением конденсатора Ср можно пренебречь и считать, что все выходное напряжение усилительного каскада падает на резисторах R% и /?р. Выбирая величину сопротивления резистора Rz,

Сравнивая законы изменения напряжения и тока, можно заметить, что напряжение и ток по фазе не совпадают. В цепи с чисто емкостным сопротивлением ток опережает напряжение на угол <р=90°, или напряжение отстает от тока на тот же угол ф=90° ( 39). Напишем закон Ома для цепи с емкостью

(УПК). Продольная компенсация обеспечивает мгновенное регулирование напряжения, предотвращая его сильные колебания. Поперечная емкостная компенсация не снижает размеров колебаний напряжения и может даже несколько их усилить.

Продольная емкостная компенсация конденсаторам и. Установка последовательно включенных в линию конденсаторов (УПК) дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и потерю напряжения в линии ( 3.29). Величину /,*c можно рассматривать как отрицательное падение напряжения или как дополнительную ЭДС, вводимую в цепь.

В тех случаях, когда регулировочный диапазон оказывается недостаточным для обеспечения требуемых уровней напряжения, могут быть использованы такие мероприятия, как продольная емкостная компенсация индуктивного сопротивления питающей линии или компенсация части реактивной нагрузки подстанции путем установки синхронных компенсаторов или батарей статических конденсаторов. Способ определения параметров этих устройств, исходя из условий регулирования, иллюстрируется примерами 2.26 и 2.27.

*и = 0,5 гс; мощность одного реактора 300 MB -А ((7 = 0,133); qc = 0,4; О, 1, 2 — число дополнительных реакторов в конце линии; — — — — продольная емкостная компенсация отсутствует.

В противоположность поперечной компенсации продольная емкостная компенсация оказывает неблагоприятное влияние на коэффициент несимметрии. Будучи включено последовательно с большим индуктивным сопротивлением нулевой последовательности линии, емкостное сопротивление УПК мало сказывается на Z0, но может существенно уменьшить Zj. Поэтому в схеме с продольной компенсацией повышения напряжения из-за несимметрии возрастают, в особенности если к. з. происходит непосредственно за УПК.

В заключение напомним, что в настоящее время начинает применяться продольно-емкостная компенсация реактивного сопротивления короткой сети, что позволяет решать сложные задачи создания вторичных токоподводов для наиболее мощных руднотермических печей.

Продольно-емкостная компенсация реактивной мощности 129 Прямая и обратная полярность в ВДП 189

Одним из эффективных методов расширения диапазона плавного регулирования напряжения ТРМК является емкостная компенсация их дополнительных индуктивных сопротивлений путем включения конденсаторов параллельно или последовательно с обмотками ТРМК. В таком ТРМК кроме расширения диапазона плавного регулирования напряжения повышается коэффициент мощности.

Критериями качества электрической энергии в тяговых сетях являются: отклонение и колебание напряжения, несимметрия и несинусоидальность его. В соответствии с этим и применяемые способы направлены на повышение показателей качества электрической энергии. К ним относятся регулирование напряжения на трансформаторах, продельная (последовательная) емкостная (ПДК) и поперечная (параллельная) емкостная компенсация (ППК)1.

В системах электроснабжения продольная емкостная компенсация применяется на мощных токопроводах, уменьшая падение напряжения и повышая устойчивость двигателей нагрузки.

Реально самовозбуждение можно ожидать при работе генераторов на ненагруженные ЛЭП и в ЭЭС, в которой имеется продольная емкостная компенсация каких-либо элементов.

Выбор уставки компенсации емкостного тока производится с учетом наличия на линии шунтирующих реакторов и режима их работы. Так, при наличии двух и более шунтирующих реакторов при одностороннем включении линии ток в ней может иметь индуктивный или емкостный характер в зависимости от числа включенных реакторов. Поэтому емкостная компенсация будет снижать результирующий ток в реле в одном режиме и увеличивать в другом. Уставка емкостной компенсации выбирается по условию обеспечения по возможности меньшего тока в реле во всех режимах.