Поперечная компенсация реактивной мощности, заключается в параллельном соединении компенсирующих устройств соединении индуктивного и емкостного сопротивлений ток в неразветвленной части цепи представляет собой геометрическую сумму токов индуктивности и емкости. Индуктивный ток отстает от напряжения, а емкостной опережает его. При соответствующем значении емкости суммарный ток оказывается ниже индуктивного тока нагрузки, что приводит к увеличению коэффициента мощности.

Повышение коэффициента мощности нагрузки с помощью источников реактивной мощности позволяет увеличить пропускную способность линий, повысить активную нагрузку трансформаторов без увеличения их полной мощности. При поперечной компенсации реактивной мощности наряду со снижением тока нагрузки следует отметить снижение потерь активной мощности, повышение уровня напряжения в сети и снижение его потерь в отдельных элементах системы электроснабжения. Наиболее целесообразно подключать конденсаторы как можно ближе к приемникам и потребителям электроэнергии и уменьшения потерь в питающей их сети.

При продольной компенсации реактивной мощности конденсаторы включают последовательно с нагрузкой через разделительный или вольто-добавочный трансформаторы. Продольная компенсация обеспечивает автоматическое регулирование напряжение в зависимости от тока нагрузки. Однако при продольной компенсации, возникают аварийные режимы. Причинами их могут оказаться феррорезонансные колебания, перенапряжения при расшунтировании конденсаторов, внутренние повреждения конденсаторов. Если в схеме питания возникает резкое повышение напряжения, то конденсаторы должны быть немедленно разряжены через искровой промежуток и зашунтированы высоковольтным выключателем.

Конденсаторы при продольной компенсации включаются в цепь последовательно, поэтому через них проходит полный ток линии, в том числе и ток короткого замыкания. Продольная компенсация применяется на линиях высоких напряжений, прежде всего, для устойчивости энергосистемы и для увеличения пропускной способности линий. Поскольку при продольной компенсации ток конденсатора I_к равен проходящему через него полному току нагрузки I, то мощность конденсаторных батарей Q_к1 , кВар, является переменной величиной (зависит отнагрузки):

Так как мощность конденсаторов при продольной компенсации изменяется, то уровень напряжения повышается не на постоянную величину, как это происходит при поперечной, а на величину, изменяющуюся пропорционально изменению реактивной нагрузки линии.

Технические эффекты компенсации реактивной мощности.

Применение компенсации реактивной мощности позволяет достичь следующих эффектов:

1. снизить ток в передающих элементах сети , что приводит к уменьшению сечения сетей, где Qi-реактивная мощность до компенсации, Qк- мощность компенсирующих устройств;

2. уменьшить полную мощность , что снижает мощность трансформаторов и их число;

3. уменьшает потери активной мощности , следовательно и мощность генераторов на электростанциях.

Уменьшение потерь мощности (энергии) в линиях и трансформаторах при уменьшении реактивных нагрузок.

Потери активной мощности в трехфазной линии при симметричной нагрузке

(1)

где Р, Q, S- активная, реактивная и полная мощность нагрузки линии; I- линейный ток; U - линейное напряжение; r-активное сопротивление лини. Потери мощности в линии можно рассматривать как сумму потерь от активной нагрузки Pa и реактивной нагрузки Рр.

При уменьшении реактивное нагрузки уменьшается главным образом Рр, а уменьшением Ра можно пренебречь, т.к. при включении конденсаторов для целей компенсации реактивных нагрузок активные нагрузки можно считать в первом приближении не зависящим от реактивных. Тогда при снижении значений реактивной нагрузки от Q1 до Q2 уменьшение потерь в линии равно:

(2)

где (Q1-Q2)=Qc – мощность конденсаторов, включенных параллельно нагрузке в цепях компенсации части реактивной нагрузки линии.

Потери от реактивной нагрузки, приходящиеся на 1 кВар ее, равны

(3)

Разделим левую и правую части выражения 2 на Q_с , получим уменьшение потерь активное мощности, конденсаторов (удельный эффект, в отличие от общего эффекта, определяемого выражением 2):

(4)

При постепенном увеличении мощности конденсаторов от нуля до Q реактивная нагрузка уменьшается . При этом каждый следующий кВар конденсаторов дает все меньшее и меньшее снижение потерь мощности. При условии 2Q₁<Q_c дальнейшая установка конденсаторов вызывает не уменьшение, а увеличение потерь активной мощности. В этом случае имеем дело с отрицательным эффектом включения конденсаторов.