종방향 무효 전력 보상 - 물리적 의미 및 기술 구현

기존 전력선의 효율성을 향상시키고 처리량을 향상시키기 위해 무효 전력의 종 방향 보상 장치가 사용됩니다. 오늘날, 용량이 다른 다양한 발전원과 고압선, 특히 장거리로 전기를 전송하는 발전원이 풍부해짐에 따라 일반적으로 전력 시스템의 신뢰성을 높일 뿐만 아니라 효율성 .

전력선의 송전 용량을 증가시키는 방법에는 두 가지가 있는데, 첫 번째는 직접적으로 송전선의 단면적을 늘리는 것이고, 두 번째는 무효 전력을 보상하기 위해 세로 방식을 사용하는 것입니다. 두 번째 방법인 종방향 무효 전력 보상은 시스템 간 및 시스템 내 연결 모두에 대해 이 목표를 달성하는 보다 경제적인 방법임이 입증되었습니다.

무효 전력이 유선으로 전송될 때 전기 네트워크 구간에서 상당한 전압 강하 및 전류 증가가 발생하고 이로 인해 유용한 유효 전력 전송에 제한이 발생하는 것으로 알려져 있습니다.

종 방향 무효 전력 보상은 승압 또는 절연 변압기를 통해 부하와 직렬로 커패시터를 추가로 연결하여 부하 전류의 현재 값에 따라 자동 전압 조정을 달성할 수 있음을 의미합니다.

물론 세로 보상을 사용하면 비상 모드가 불가피하며 그 이유는 다음과 같습니다.

• 서지를 유발할 수 있는 커패시터 분로;

• 철공진 현상;

• 내부에서 커패시터 손상.

갑작스러운 전압 상승으로 인한 손상을 방지하려면 이러한 시점에서 커패시터를 고전압 스위치로 자동으로 분리하거나 스파크 갭을 통해 즉시 방전해야 합니다.

무효 전력 보상 커패시터는 AC 회로에서 직렬로 연결되기 때문에 전체 라인 전류가 이를 통해 흐르므로 단락 전류(있는 경우)도 이를 통해 흐릅니다.

송전 용량을 늘리기 위해 고압선에 종방향 보상을 적용하여 이러한 선로를 포함하는 전력 시스템의 안정성을 보장합니다.

종방향 보상에서 커패시터 전류는 이를 통해 흐르는 총 부하 전류 I와 동일하며 커패시터 뱅크 전력 Q는 주어진 시간에 부하에 따라 달라지는 변수 값입니다.이 무효 전력은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

Bk = Az2/ωC

그리고 종 방향 보상 과정에서 커패시터의 전력이 일정하게 유지되지 않기 때문에 주어진 라인의 무효 부하 변화, 즉 커패시터의 전압에 비례하는 양만큼 전압도 증가합니다. 무효 전력의 교차 보상에서와 ​​같이 결코 일정하지 않습니다.

스위칭 용량 성 세로 보상 장치는 오늘날 매우 인기가 있으며, 이러한 설치는 전기 기관차의 팬터그래프에 적용되는 전압에 대한 견인 네트워크 및 견인 변전소의 변압기 리액턴스의 유도 성 구성 요소의 영향을 줄이는 데 사용됩니다. 여기서는 상술한 바와 같이 팬터그래프에 커패시터를 직렬로 연결한다.

러시아 견인 변전소에서 이러한 설치는 흡입 라인에 설치되며 종 방향 보상 설치는 전압을 높이고 선행 또는 지연 위상의 영향을 방지하며 공급 암에서 동일한 전류를 갖는 대칭 전압을 얻습니다. 일반 전압 작업 장비의 등급이 감소하고 설치 설계가 단순화됩니다...

그림은 종방향 보상 커패시터의 한 부분만을 보여주는 다이어그램을 보여주고 있는데 실제로는 여러 개가 서로 병렬로 연결되어 있습니다.

직렬로 연결된 변압기 T1 및 T2의 저전압 권선에 대한 전압은 사이리스터 스위치와 제한 저항을 통해 커패시터 행에 의해 공급됩니다.이 경우 이러한 변압기의 고전압 권선은 반대 방향으로 연결되며 단락으로 인해 커패시터의 전압이 증가합니다.

전압이 설정에 도달하는 순간 사이리스터 스위치가 트리거되고 3극 방전기의 아크가 즉시 점화됩니다. 진공 접촉기가 켜지면 방전기의 아크가 꺼집니다.

종방향 보상을 위한 이러한 설치의 장점은 다음과 같습니다.

• 대칭 버스 전압;

• 전압 변동을 줄이고 전기 수신기에서 레벨을 높입니다.

단점:

• 트랙션 네트워크의 단락 전류가 커패시터를 통해 흐르고 여기에서 안정적인 과속 보호가 필요하기 때문에 측면 보상에 비해 설비 커패시터의 어려운 작동 조건;

• 위험한 모드에서 커패시터의 과부하: 강제, 비상, 사후 비상.

무효 전력 보상의 최상의 효과를 얻으려면 종방향 보상과 횡방향 보상이 결합된 조정 가능한 설치를 사용해야 합니다.

일반적으로 종방향 보상 설치를 사용하는 이점은 다음과 같습니다.

• 회선으로 전송되는 전력 증가;

• 피크 부하 동안 전력 시스템의 안정성 향상;

• 유효 전력 손실의 상당한 감소;

• 네트워크의 전기 품질 향상;

• 병렬 라인에서 전력 분배의 고효율;

• 외딴 지역에 발전소를 건설할 필요가 없습니다.

• 라인의 상호 연결 섹션 및 기술 매개변수를 늘릴 필요가 없습니다.

종방향 보상 장치를 사용하는 주요 경제적 이점은 에너지 절약입니다. 뿐만 아니라 전기 품질이 향상됩니다, 종방향 무효 전력 보상을 사용하면 전력선 수를 줄일 수 있습니다. 환경 보호는 특히 대규모로 이 기술을 도입한 자연스러운 결과입니다.

설치 비용은 새로운 전송선이 동일한 전송 용량을 가진 종방향 보상 장치보다 10배 더 비쌉니다. 결과적으로 이러한 시스템의 복구는 기존 전송선에 비해 몇 년 밖에 걸리지 않습니다.