Компенсация реактивной энергии, потребляемой трансформатором
2025-06-26
Природа индуктивных сопротивлений трансформатора
Все предыдущие ссылки касались шунтирующих подключенных устройств, таких как те, которые используются в обычных нагрузках, а также конденсаторных батарей коррекции коэффициента мощности и т. д. Причина этого заключается в том, что шунтирующее подключенное оборудование требует (несомненно) наибольшего количества реактивной энергии в энергосистемах; однако последовательно соединенные реактивные сопротивления, такие как индуктивные реактивные сопротивления линий электропередач и реактивное сопротивление утечки обмоток трансформатора и т. д., также поглощают реактивную энергию.
Если измерение осуществляется на стороне среднего напряжения трансформатора, то потери реактивной энергии в трансформаторе могут (в зависимости от тарифа) нуждаться в компенсации. Что касается только потерь реактивной энергии, трансформатор может быть представлен элементарной схемой следующего рисунка. Все значения реактивного сопротивления относятся к вторичной стороне трансформатора, где шунтирующая ветвь представляет собой путь тока намагничивания. Ток намагничивания остается практически постоянным (примерно 1,8% от тока полной нагрузки) от нулевой нагрузки до полной нагрузки в нормальных условиях, т. е. при постоянном первичном напряжении, так что шунтирующий конденсатор фиксированного значения может быть установлен на стороне среднего или низкого напряжения для компенсации поглощенной реактивной энергии.
Поглощение реактивной мощности в последовательно соединенном (поток рассеяния) реактивном сопротивлении XL
Реактивной мощностью, потребляемой трансформатором, нельзя пренебрегать, и она может составлять (около) 5% от номинала трансформатора при подаче полной нагрузки. Компенсация может быть обеспечена батареей конденсаторов. В трансформаторах реактивная мощность поглощается как шунтирующими (намагничивающими), так и последовательными (поток рассеяния) реактивными сопротивлениями. Полная компенсация может быть обеспечена батареей шунтирующих низковольтных конденсаторов
Таким образом, на практике компенсация квар, поглощаемых трансформатором, включена в конденсаторы, в первую очередь предназначенные для коррекции коэффициента мощности нагрузки, как глобально, так и частично или в индивидуальном режиме. В отличие от большинства других элементов, поглощающих квар, поглощение трансформатора (т. е. часть, обусловленная реактивным сопротивлением утечки) значительно изменяется с изменениями уровня нагрузки, так что если к трансформатору применяется индивидуальная компенсация, то необходимо будет предположить средний уровень нагрузки.
К счастью, это потребление квар обычно составляет лишь относительно небольшую часть общей реактивной мощности установки, поэтому несоответствие компенсации в моменты изменения нагрузки вряд ли станет проблемой.
Компенсация для увеличения доступной активной выходной мощности
Установка конденсаторной батареи позволяет избежать необходимости замены трансформатора в случае увеличения нагрузки.
Аналогичным образом, SVG / STATCOM позволяет избежать необходимости замены трансформатора в случае увеличения нагрузки на стороне низкого или среднего напряжения.
