פיצוי כוח תגובתי אורכי - משמעות פיזית ויישום טכני

כדי לשפר את היעילות של קווי החשמל הקיימים, כמו גם לשפר את התפוקה שלהם, נעשה שימוש במכשירים לפיצוי אורך של כוח תגובתי. כיום, השפע של מקורות ייצור שונים בעלי יכולות שונות, כמו גם קווי מתח גבוה, במיוחד אלו המעבירים חשמל למרחקים ארוכים, מוביל לדרישה גוברת להגביר לא רק את האמינות של מערכות החשמל בכלל, אלא גם לשיפור היעילות שלהם.

ישנן שתי דרכים להגדיל את יכולת ההולכה של קווי חשמל, הראשונה שבהן היא הגדלה ישירה של החתך של הקו, והשנייה היא להשתמש בתוכניות אורך כדי לפצות על הספק תגובתי. הדרך השנייה - פיצוי כוח תגובתי אורכי - מתגלה כדרך חסכונית יותר להשיג מטרה זו עבור חיבורים בין-מערכתיים ואינטר-מערכתיים כאחד.

ידוע שכאשר מועבר כוח תגובתי על חוטים, ישנן נפילות מתח משמעותיות ועליות זרם במקטעים של רשתות חשמל, והדבר יוצר מגבלות על העברת כוח שימושי ופעיל.

פיצוי הספק תגובתי אורכי מרמז על חיבור נוסף של קבלים בסדרה עם העומס באמצעות שנאי מדרגה או בידוד, מה שמאפשר להגיע לוויסות מתח אוטומטי בהתאם לערך הזרם של זרם העומס.

כמובן, עם פיצוי אורך, מצבי חירום הם בלתי נמנעים, הסיבות לכך יכולות להיות:

• shunting של קבלים, אשר יכול לגרום נחשולים;

• תופעת תעוקת ברזל;

• נזק לקבלים מבפנים.

כדי למנוע נזק מעלייה פתאומית במתח, הקבלים בזמנים כאלה חייבים להיות מנותקים אוטומטית על ידי מתג מתח גבוה או לפרוק מיד דרך פער ניצוץ.

מאחר וקבלי פיצוי ההספק התגובתי מחוברים בסדרה במעגל ה-AC, כל זרם הקו זורם דרכם ולכן גם זרם הקצר, אם קיים, יזרום דרכם.

להגדלת כושר ההולכה מופעל פיצוי אורך בקווי מתח גבוה, המבטיח את יציבות מערכות החשמל הכוללות קווים אלו.

בפיצוי אורכי, זרם הקבל שווה לזרם העומס הכולל I הזורם דרכו, והספק בנק הקבלים Q הוא ערך משתנה התלוי בעומס בכל זמן נתון.ניתן לחשב כוח תגובתי זה באמצעות הנוסחה:

Bk =Az2/ωC

ומכיוון שההספק של הקבלים בתהליך הפיצוי האורך אינו נשאר קבוע, אז המתח גדל גם הוא בכמות שהיא פרופורציונלית לשינוי בעומס התגובתי של הקו הנתון, כלומר מתח הקבלים הוא בשום אופן לא קבוע, כמו בפיצוי צולב של הכוח התגובתי.

החלפת יחידות פיצוי אורכיות קיבוליות פופולריות מאוד כיום. מתקנים כאלה משמשים להפחתת השפעת המרכיב האינדוקטיבי של התגובה של שנאים של רשתות מתיחה ותחנות מתיחה על המתח המופעל על הפנטוגרף של קטר חשמלי. כאן, כפי שהוזכר לעיל, קבל מחובר בסדרה עם הפנטוגרף.

בתחנות מתיחה רוסיות, מתקנים אלה מותקנים בקו יניקה, כאשר התקנת פיצוי אורך משמשת להגברת המתח, מניעת השפעת שלבים מובילים או פיגורים, מתקבלים מתחים סימטריים בעלי זרמים שווים בזרועות האספקה, המתח הכללי מחלקה לציוד עבודה מצטמצם ועיצוב ההתקנה מפושט...

האיור מציג דיאגרמה המציגה רק קטע אחד של קבלים מפצים אורכיים, מהם למעשה כמה מחוברים זה לזה.

המתח לפיתולי המתח הנמוך של השנאים T1 ו-T2, המחוברים בסדרה, מסופק על ידי שורה של קבלים דרך מתג תיריסטור ונגד מגביל.במקרה זה, פיתולי המתח הגבוה של השנאים הללו מחוברים לכיוונים מנוגדים, ועם קצר חשמלי, המתח בקבלים עולה.

ברגע שהמתח מגיע להגדרה, מתג התיריסטור מופעל והקשת של מפרק שלוש האלקטרודות נדלקת מיד. כאשר מגע הוואקום מופעל, הקשת במפרק נכבית.

היתרונות של מתקנים כאלה עבור פיצוי אורכי כוללים:

• מתח אוטובוס סימטרי;

• הפחתת תנודות מתח והעלאת רמתו במקלטי חשמל.

חסרונות:

• תנאי הפעלה קשים של קבלי המתקן בהשוואה לפיצוי לרוחב, שכן זרם הקצר של רשת המתיחה זורם דרך הקבלים, ונדרשת כאן הגנה אמינה על מהירות יתר;

• עומס יתר של קבלים במצבים מסוכנים: מאולץ, חירום, לאחר חירום.

כדי להשיג את האפקט הטוב ביותר של פיצוי הספק תגובתי, יש להשתמש במתקנים מתכווננים עם פעולה משולבת של פיצוי אורך ולרוחב.

היתרונות של שימוש במתקני פיצוי אורך באופן כללי כוללים:

• הגדלת ההספק המועבר על הקו;

• שיפור היציבות של מערכות החשמל במהלך עומסי שיא;

• הפחתה משמעותית של הפסדי כוח פעילים;

• שיפור איכות החשמל ברשתות;

• יעילות גבוהה של חלוקת חשמל בקווים מקבילים;

• הצורך בבניית מקורות ייצור באזורים מרוחקים מתבטל;

• אין צורך להגדיל את קטעי החיבור והפרמטרים הטכניים של הקווים.

היתרון הכלכלי העיקרי בשימוש במכשירי פיצוי אורכיים הוא חיסכון באנרגיה. לא רק זה איכות החשמל משתפרת, כך שניתן להפחית את מספר קווי החשמל אם נעשה שימוש בפיצוי הספק תגובתי אורכי. הגנת הסביבה היא תוצאה טבעית של הכנסת טכנולוגיה זו, במיוחד בקנה מידה גדול.

עלות ההתקנות היא כזו שקו הולכה חדש עולה פי 10 ממכשיר פיצוי אורכי עם אותה יכולת שידור. כתוצאה מכך, ההתאוששות של מערכת כזו היא רק שנים ספורות בהשוואה לקווי תמסורת מסורתיים.