25. Способы изменения и регулирования напряжения в сети

Рассмотрим на примере распределительной сети, присоединенной к шинам ЦП, какие способы изменения и регулирования напряжения могут быть применены для обеспечения технически допустимых отклонений напряжения у электроприемников.

могут быть использованы следующие способы:

-регулирование напряжения на шинах ЦП;

-изменение значения потери напряжения в отдельных элементах сети (линиях, трансформаторах);

-изменение коэффициента трансформации трансформаторов и автотрансформаторов (линейных регуляторов ЛР), включенных на участке сети ЦП - ЭП.

Регулирование напряжения на ЦП обычно приводит к изменению режима напряжений во всей присоединенной к ЦП сети. Поэтому данный способ регулирования называют централизованным регулированием напряжения. Все остальные способы относятся к местному регулированию напряжения, приводящему к изменению режима напряжений в огра­ниченной части распределительной сети.

К числу единовременный мероприятий относятся (корректировка напряжения):

-изменение рабочего положения регулировочного ответвления нерегулируемого трансформатора;

-включение установки продольно-емкостной компенсации;

-включение дополнительной линии;

-замена сечения проводов и т. п.

При этом режим напряжений может быть существенно улучшен.

Среди способов регулирования напряжения следует особо выделить применение автоматизированных источников реактивной мощности (компенсирующих устройств). Использование компенсирующих устройств очень важно т.к. регулирование напряжения возможно только в том случае, когда имеется достаточный резерв реактивной мощности.

26. Встречное регулирование напряжения

Для подробного рассмотрения встречного регулирования напряжения используем схему замещения, где трансформатор представлен как сопротивление трансформатора и идеальный трансформатор.

Напряжение на шинах ВН районной подстанции:

Напряжения на шинах ВН и НН отличаются на величину потерь напряжения в трансформаторе , и, кроме того, в идеальном трансформаторе напряжение понижается в соответствии с коэффициентом трансформации, что необходимо учитывать при выборе регулировочного ответвления.

В режиме наименьших нагрузок уменьшают напряжение до величины, как можно более близкой к . В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение , чтобы выполнялось следующее условие:

В режиме наибольших нагрузок увеличивают напряжение до величины, наиболее близкой к 1,05—1,1. В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение , чтобы выполнялось следующее условие:

Таким образом, напряжение на зажимах потребителей, как удаленных от центра питания - в точке В, так и близлежащих - в точке А, вводится в допустимые пределы. При таком регулировании в режимах наибольших и наименьших нагрузок напряжение соответственно повышается и понижается. Поэтому такое регулирование называют встречным.

27. Регулирование напряжения на электростанциях

Изменение напряжения генераторов возможно за счет регулирования тока возбуждения. Не меняя активную мощность генератора, можно изменять напряжение только в пределах от 0,95 до 1,05.

Отклонение напряжения на выводах генератора более чем на ±5% номинального приводит к необходимости снижения его мощности.

На каждой ступени трансформации потери напряжения в относительных единицах равны

где - мощность трансформатора и относительных единицах.

Генераторы электростанций являются только вспомогательным средством регулирования по двум причинам:

- недостаточен диапазон регулирования напряжения генераторами;

- трудно согласовать требования по напряжению удаленных и близких потребителей.

Как единственное средство регулирования генераторы применяются только в случае системы простейшего вида - станция - нераспределенная нагрузка. В этом случае на шинах изолированно работающих электростанций промышленных предприятий осуществляется встречное регулирование напряжения.

Повышающие трансформаторы на электростанциях ТДЦ/110 с номинальным напряжением обмотки ВН = 110 кВ и часть из ТДЦ/220 с = 220 кВ, как и генераторы, являются вспомогательным средством регулирования напряжения, потому что также имеют предел регулирования ±2×2,5 % . Повышающие трансформаторы ТЦ и ТДЦ с =150, 330 - 750 кВ выпускаются без устройств для регулирования напряжения. Поэтому основным средством регулирования напряжения являются трансформаторы и автотрансформаторы районных подстанций.

№ 28 Регулирование напряжения на понижающих подстанциях

По конструктивному выполнению различают два типа трансформаторов понижающих подстанций:

- с переключением регулировочных ответвлений без возбуждения, то есть с отключением от сети (сокращенно «трансформаторы с ПБВ») осуществляют сезонное регулирование, имеют 5 отпаек ±2*2,5

- с переключением регулировочных ответвлений под нагрузкой (сокращенно «трансформаторы с РПН»), имеют отпайки ±18*1,78%;.

Напряжение на шинах ВН подстанции будет отличаться от напряжения генераторов электростанции на величину потерь в линии , а напряжение на шинах НН подстанции, приведенное к ВН , будет отличаться еще и на величину потерь напряжения в сопротивлении трансформатора :

(16.9)

Действительное напряжение на шинах НН подстанций определяется как

(16.10)

где - коэффициент трансформации трансформатора;

- напряжение регулировочного ответвления обмотки ВН;

- номинальное напряжение обмотки НН.

Автотрансформаторы 220 - 330 кВ сейчас выпускаются с РПН, встроенным на линейном конце обмотки среднего напряжения. В настоящее время с помощью РПН, встроенного на линейном конце обмотки СН, можно изменять под нагрузкой коэффициент трансформации только для обмоток ВН – СН. Если требуется одновременно изменить под нагрузкой коэффициент трансформации между обмотками ВН и НН, то необходимо установить дополнительно линейный регулятор последовательно с обмоткой НН автотрансформатора. С экономической точки зрения такое решение оказывается более целесообразным, чем изготовление автотрансформаторов с двумя встроенными устройствами РПН.

№29 . Регулирование напряжения изменением сопротивления сети

Напряжение у потребителя зависит от величины потерь напряжения в сети, которые в свою очередь зависят от сопротивления сетей. Например, продольная составляющая падения напряжения в линии на рис.17.1,а равна:

, (17.1)

где , , - потоки мощности и напряжение в конце линии;

, - ее активное и реактивное сопротивления.

Из графика видно, что соотношение активного и реактивного сопротивлений для распределительных и питающих сетей различно.

В питающих сетях, наоборот, поэтому в значительной степени определяется реактивным сопротивлением линий, которое мало зависит от сечения. Предположим, что напряжение в конце линии ниже допустимого:

. (17.2)

Включим последовательно в линию конденсаторы так, чтобы повысить напряжение до допустимого .

Предыдущее выражение запишем в следующем виде:

, (17.3)

где - сопротивление конденсатора.

Последовательное включение конденсаторов в линии называют продольной компенсацией. Установка продольной компенсации (УПК) дает возможность компенсировать индуктивное сопротивление и потерю напряжения в линии (рис.17.2,а).

На практике применяют лишь частичную компенсацию (с<100 %) реактивного сопротивления линии. Полная или избыточная компенсация (с≥100%) в распределительных сетях, непосредственно питающих нагрузку, обычно не применяется, так как это связано с возможностью появления в сети перенапряжений.

№ 30 Регулирование напряжения изменением потоков