РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Причинами отклонения. Регулирование напряжения в электрических сетях

4.5. Методы регулирования напряжения в электрических сетях

Напряжение в сети непрерывно меняется из-за изменения:

а) нагрузки,

б) сопротивления элементов сети,

в) режимов работы источников питания (ИП).

Регулирование напряжения – это изменение уровня напряжения в характерных точках сети с помощью специальных технических средств.

Рис.4.8. Способы регулирования напряжения.

Напряжение на шинах потребителя: .

Возможности изменения напряжения :

1) С помощью изменения напряжения в центре питания (ЦП). Этот способ называется централизованным регулированием.

2) С помощью линейного регулятора (ЛР, рис.4.8). Фаза и величина добавки ΔUлр изменяются с помощью переключения концов вторичной обмотки и отпаек вольтодобавочного трансформатора.

3) - изменение реактивной мощности путем подключения конденсаторных батарей. Этот способ называется «компенсация реактивной мощности» или «поперечная компенсация».

Изменение реактивного сопротивления за счет последовательно включенных конденсаторов (Х – Хс). Этот способ называется «продольная компенсация». Он используется для ВЛ 6 кВ средней длины, для длинных линий высокого сверхвысокого напряжения и для питания резкопеременной нагрузки (дуговые печи, прокатные станы, сварка).

4.6. Регулирование напряжения в цп с помощью трансформатора

Существует 2 типа регуляторов напряжения:

ПБВ – переключение без возбуждения.

2) РПН – регулятор под нагрузкой (цепь не должна разрываться).

Принцип действия обоих регуляторов заключается в изменении коэффициента трансформации силового трансформатора путем изменения числа витков первичной обмотки (рис.4.9).

Рис.4.9. Изменение коэффициента трансформации силового трансформатора.

Коэффициент трансформации:

; , гдеU1, U2 – первичное и вторичное напряжения на холостом ходу.

Переключатели ПБВ и РПН устанавливают на первичной обмотке, т.к. первичный ток трансформатора в Кт раз меньше вторичного .

Трансформаторы с РПН

Переключение отпаек под нагрузкой производится без разрыва электрической цепи. В процессе переключения соседние отпайки оказываются на короткое время замкнуты, но ток замыкания ограничивают с помощью специальных активных сопротивлений или реакторов. Перемещение переключателя отпаек осуществляется с помощью электропривода, управляемого дистанционно в ручном или автоматическом режиме.

Трансформаторы с ПБВ

Современные трансформаторы с ПБВ стандартно имеют 5 отпаек (положений переключения), с номерами: -2, -1, 0, +1, +2, отпайка «0» - соответствует первичному номинальному напряжению.

Рис.4.10. Отпайки трансформатора с ПБВ.

Разность напряжений между соседними отпайками обозначается и называется ступенью регулирования.

Пример: трансформатор с ПБВ имеет первичное номинальное напряжение U1Н = 10 кВ. В таблице приведены номинальные напряжения отпаек.

Номер отпайки

-2

-1

Номин. напряж.

отпайки, кВ

9,5

9,75

10,25

10,5

Добавка напряжения на трансформаторах с ПБВ

Понятие добавки рассмотрим на примере: трансформатор ТМ 1000 10/0,4,

, номинальное напряжение сети ВН - . Т.е. отклонение подведенного к отпайке «0» напряжения. Номинальное вторичное напряжение трансформатора, а номинальное напряжение сети НН -, отклонение напряжения на вторичной стороне:(на холостом ходу).

т.е. на нулевой отпайке добавка D = V2 – V1 = 5 – 0 = 5%.

Ниже приведена таблица соответствия номеров отпаек и добавок.

Отпайка	+2	+1	0	-1	-2
D %	0	2,5	5	7,5	10

Если трансформатор работает под нагрузкой, в нем возникает потеря напряжения ΔUт. В этом случае отклонение напряжения на вторичной стороне: V2 = V1 – ΔUт + D. Например: к трансформатору, работающему на отпайке +1 (D = 2,5), ΔUт = 3%, подведено напряжение с отклонением V1 = – 2%. Отклонение напряжения на вторичной стороне: V2 = – 2 – 3 + 2,5 = – 2, 5%.

studfiles.net

7. Регулирование напряжения в электрических сетях

необходимости выполнения норм отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии.

Учет надежности при рассмотрении режима напряжений заключается

втом, чтобы в любых нормальных, аварийных и послеаварийных режимах напряжения в любых точках электрической сети не должны превышать или быть ниже определенного допустимого значения.

Наибольшие рабочие напряжения электрических сетей Uраб max, определяемые надежностью работы изоляции, нормируются ГОСТ721-77

вследующих пределах от номинального напряжения электрической сети

Uном:
Uном=6, 10 кВ	Uраб max=1,2 Uном;
Uном=35, 110 кВ	Uраб max=1,15 Uном;
Uном=220, 330 кВ	Uраб max=1,1 Uном;
Uном=500 кВ и выше	Uраб max=1,05 Uном.
Наименьшие рабочие	напряжения электрических сетей 110 кВ и

выше, определяемые, главным образом, устойчивостью параллельной работы генераторов и узлов нагрузки, ограничиваются на уровне

(0,8…0,9)Uном.

Экономичность режима напряжений электрической сети обусловлена величиной потерь активной мощности и энергии в ее элементах (линиях и трансформаторах). Эти потери в продольных активных сопротивлениях линий и трансформаторов обратно пропорциональны квадрату напряжения (см., например, выражение (4.5)). Поэтому повышение уровня напряжения является одним из основных средств уменьшения потерь мощности и энергии в электрических сетях напряжением до 220 кВ включительно.

Из изложенного следует, что для обеспечения требуемых техникоэкономических показателей режимов работы электрических сетей необходимо регулировать напряжение. Для различных электрических сетей цели регулирования напряжения различаются между собой.

Основной целью регулирования напряжения в местных распределительных сетях, находящихся в непосредственной электрической близости от потребителей, является поддержание отклонений напряжения в пределах, установленных ГОСТ 13109-97.

Основной целью регулирования напряжения в районных распределительных сетях является обеспечение экономичного режима их работы за счет уменьшения потерь мощности и энергии.

Основной целью регулирования напряжения в системообразующих сетях является ограничение внутренних перенапряжений для обеспечения надежной работы изоляции оборудования таких сетей, предельное рабочее напряжение которых составляет 1,05Uном.

Регулирование напряжения осуществляется на шинах генераторов электростанций, шинах высшего и среднего напряжения крупных узловых подстанций в системообразующих сетях, шинах центров питания распределительных районных и местных электрических сетей.

studfiles.net

4.2 Какие существуют способы и средства регулирования напряжения в сети? Способы и средства регулирования напряжения в электрических сетях

Регулирование напряжения в электрических сетях сложно осуществлять, изменяя: а) напряжение генераторов электростанций; б) коэффициент трансформации трансформаторов и автотрансформаторов; в) параметры питающей сети; г) величину реактивной мощности, протекающей по сети. Применением перечисленных способов обеспечивается централизованное регулирование напряжения, однако последние три из них могут быть применены и для местного регулирования.

Регулирование напряжений в сетях генераторами электрических станций.

Генераторы электростанций энергетических систем работают на общую электрическую сеть и поэтому режим их работы подчинен общим требованиям, предъявляемым к электрическим системам. Так, например, исходя из условия обеспечения расчетного уровня напряжения в узловых точках электрических сетей, электростанциям наряду с заданием по выработке активной мощности задаются также графики генерации реактивной мощности: максимальной — в утренний и вечерний максимумы активной нагрузки и минимальной—в ночное время. Генераторы, работающие в блоках с повышающими трансформаторами, не имеют непосредственной связи с распределительными сетями генераторного напряжения, а нагрузка собственных нужд, как правило, питается через трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой. Поэтому широкое изменение генерации реактивной мощности ими и связанное с этим значительное изменение напряжения на зажимах генераторов не вызывают особых затруднений. Обычно на блочных генераторах используют полный возможный предел изменения напряжения в соответствии с ПТЭ:от —5% до +10% UН. На генераторах, работающих на шины генераторного напряжения с присоединенной к ним распределительной сетью, напряжение регулируется в меньших пределах, так как глубокое изменение напряжения оказалось бы неприемлемым для потребителей. При регулировании реактивной мощности на этих генераторах по заданному графику нагрузки системы уровень напряжения на шинах, необходимый для нормальной работы потребителей, достигается изменением коэффициента трансформации трансформаторов с РПН, связывающих генераторы с сетью ВН. В тех случаях, когда трансформаторы связи генераторов с сетью ВН не имеют РПН, регулирование напряжения на шинах генераторного напряжения производится изменением возбуждения генераторов, с одновременным (автоматическим) изменением их реактивной мощности. Регулирование — встречное и осуществляется по суточному графику напряжения, задаваемому диспетчером электрических сетей.

Регулирование напряжения изменением коэффициента трансформации трансформаторов, изменением параметров сети, изменением величины реактивной мощности.

Рис.1. Схема регулирования напряжения трансформатора с РПН (для одной фазы)

Городские и сельские распределительные сети напряжением б—10 кВ, как правило, оборудованы трансформаторами небольшой мощности (до 400—630 кВ А), у которых коэффициент трансформации в пределах ±5% изменяется переключением ответвлений обмотки ВН при отключенном от сети трансформаторе, т. е. без возбуждения трансформатора (ПБВ). Поэтому коэффициент трансформации этих трансформаторов изменяют только либо при изменении схемы электроснабжения, либо при переходе от сезонных максимальных нагрузок к минимальным и наоборот, т. е. осуществляется сезонное регулирование. Суточное регулирование напряжения в этих сетях возлагается на ЦП. Надлежащий коэффициент трансформации на длительный сезонный период выбирают, исходя из уровня напряжения на шинах ЦП и потери напряжения в распределительной сети. Для обеспечения централизованного суточного регулирования напряжения на подстанциях, питающих распределительные сети, устанавливают трансформаторы с РПН, переключение ответвлений у которых производится без перерыва электроснабжения потребителей. Трансформаторы снабжаются аппаратурой автоматического регулирования — регуляторами напряжения, которые входят в комплектную поставку. Встроенные регулировочные устройства в трансформаторах напряжением 35—330 кВ размещаются в нейтрали обмоток ВН. Диапазон регулирования напряжения ± 12% или ±16% номинального напряжения, ступенями по 1,5 или 1,78%. Трехобмоточные трансформаторы 110 и 220 кВ изготовляются с РПН только на обмотке ВН, а обмотка СН имеет ответвления для изменения коэффициента трансформации ±2 - 2,5%, переключаемые без возбуждения трансформатора (ПБВ) В качестве примера на рис.1 приведена схема регулирования напряжения для трансформатора 110 кВ с диапазоном регулирования ±16% номинального напряжения. При увеличении коэффициента трансформации переключения будут идти в обратном порядке. Трехобмоточные автотрансформаторы 220—330 кВ выпускаются со встроенными устройствами РПН для регулирования напряжения на стороне СН в линии. Диапазон регулирования ±12% ступенями не более 2% UН.На рис.2 приведена схема регулирования для одной фазы трехфазного автотрансформатора 330/110 кВ.

Рис.2. Схемы регулирования напряжения автотрансформаторов 220— 330/110 кВ

где ПА —переключатель ответвлений с активными сопротивлениями R, R'; И1, И2 — избиратели ступеней. Изменение коэффициента трансформации между ВН и СН переключением ответвлений в линии СН не изменяет соотношения напряжений между обмотками ВН и НН. Поэтому автотрансформаторы такой конструкции имеют большие эксплуатационные преимущества перед автотрансформаторами с регулированием напряжения в нейтрали общей обмотки. В последнем случае, как известно, при переключении ответвлений происходит одновременное изменение числа витков обмоток ВН и СН, что приводит к изменению соотношения напряжений между обмотками ВН и НН: при увеличении напряжения на обмотке СН напряжение на обмотке НН уменьшается и, наоборот, при снижении напряжения обмотки СН напряжение обмотки НН увеличивается. Это приводит к невозможности присоединения нагрузки к обмотке НН без установки последовательно с ней линейного регулировочного автотрансформатора даже при совпадении графиков нагрузок на обмотках СН и НН. Линейные регулировочные автотрансформаторы мощностью 16—100 MB -А напряжением 6—35 кВ, а также 63—125 MB-A 110 кВ предназначаются для установки последовательно с нерегулируемыми обмотками трансформаторов, а также непосредственно в линиях электропередачи. На рис. 103 дана схема одной фазы линейного трехфазного регулировочного автотрансформатора 10—35 кВ типа ЛТДН с реверсированием регулировочной обмотки. Диапазон регулирования линейных автотрансформаторов ±15% UН.

Рис.3. Схема одной фазы линейного регулировочного автотрансформатора типа ЛТДН

В положении, данном на рис.3, отрегулированное напряжение выше подведенного. Ток, питающий обмотку возбуждения последовательного трансформатора, проходит через ветви реактора Р в противоположных направлениях, вследствие чего результирующий магнитный потока реакторе очень мал и его сопротивление незначительно.

studfiles.net

Методы регулирования напряжения

Напряжение сети постоянно меняется вместе с изменением нагрузки, режима работы источника питания, сопротивлений цепи. Отклонения напряжения не всегда находятся в интервалах допустимых значений. Причинами этого являются:

а) потери напряжения, вызываемые токами нагрузки, протекающими по элементам сети;

б) неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности силовых трансформаторов;

в) неправильно построенные схемы сети.

Контроль за отклонениями напряжения проводится тремя способами:

1) по уровню – ведется путем сравнения реальных отклонений напряжения с допустимыми значениями;

2) по месту в электрической системе – ведется в определенных точках сети, например в начале или конце линии, на районной подстанции;

3) по длительности существования отклонения напряжения.

Регулированием напряжения называют процесс изменения уровней напряжения в характерных точках электрической системы с помощью специальных технических средств. Исторически развитие методов и способов регулирования напряжения и реактивной мощности происходило от низших иерархических уровней управления энергосистемами к высшим. В частности, вначале использовалось регулирование напряжения в центрах питания распределительных сетей – на районных подстанциях, где изменением коэффициента трансформации поддерживалось напряжением у потребителей при изменении режима их работы. Регулирование напряжения вначале применялось также непосредственно у потребителей и на энергетических объектах (электростанциях, подстанциях).

Эти способы регулирования напряжения сохранились и до настоящего времени и применяются на низших иерархических уровнях автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ). С точки зрения высших уровней АСДУ это локальные способы регулирования. Автоматизированная система диспетчерского управления высших уровней осуществляет координацию работы локальных систем регулирования и оптимизацию режима энергосистемы в целом.

Локальное регулирование напряжений может быть централизованным, т.е. проводиться в центре питания (ЦП), и местным, т.е. проводиться непосредственно у потребителя.

Местное регулирование напряжения можно подразделить на групповое и индивидуальное. Групповое регулирование осуществляется для группы потребителей, а индивидуальное – в основном в специальных цехах

В зависимости от характера изменения нагрузки в каждом из указанных типов регулирование напряжения можно выделить насколько подтипов. Так , например, в централизованном регулировании напряжения можно выделить три подтипа: стабилизация напряжения; двухступенчатое регулирование напряжения; встречное регулирование напряжения.

Стабилизация применяется для потребителей с практически неизменной нагрузкой, например для трехсменных предприятий, где уровень напряжения необходимо поддерживать постоянным. Суточный график нагрузки таких потребителей приведен на рис1,а).

Для потребителей с ярко выраженной двухступенчатостью графика нагрузки (рис.1,б), например для односменных предприятий, применяют двухступенчатое регулирование напряжения. При этом поддерживаются два уровня напряжения в течении суток нагрузки (рис.1, в), осуществляется так называемое встречное ркгулирование. Для каждого значения нагрузки будут иметь свое значение и потери напряжения, следовательно, и само напряжение будет изменяться с изменением нагрузки. Чтобы отклонения напряжения не выходили за рамки допустимых значений, надо регулировать напряжение, например от тока нагрузки.

Нагрузка меняется не только в течении суток, но и в течении всего года. Например, наибольшая в течении года нагрузка бывает в период осенне – зимнего максимума, наименьшая – в летний период. Встречное регулирование состоит в изменении напряжения в зависимости не только от суточных, но также и от сезонных изменений нагрузки в течении года. Оно предполагает поддержание повышенного напряжения на шинах электрических станций и подстанций в период наибольшей нагрузки и его снижение до номинального в период наименьшей нагрузки.

studfiles.net

ГОСы общее / ГОСы Финал / 93

Виды регулирования напряжения. Методы и принципы регулирования напряжения. Регулирование напряжения на электростанциях. Первичное и вторичное регулирование напряжения. Принцип действия АРВ и ГРН.

При централизованном регулировании напряжение изменяют в центре питания (ЦП), которым могут быть шины электростанции, а также шины среднего или низкого напряжения понижающей подстанции. Локальное регулирование используется в питающих и распределительных сетях для отдельных групп потребителей или электроприемников (групповое регулирование). Иногда регулирование выполняется для отдельного электроприемника (индивидуальное регулирование).

К методам регулирования напряжения относят: регулирование напряжения на электростанциях, с помощью регулирующих устройств трансформаторов на понижающих подстанциях и с помощью изменения падений напряжения в электрической сети.

Изменение напряжения на электростанциях в ЭЭС может одновременно изменить напряжения во всей передающей сети высокого и сверхвысокого напряжения и связано с перераспределением реактивной мощности между электростанциями. В случае сети, питающейся от одной электростанции, рис. 5.2,а, напряжения меняются во всех узлах сети.

Изменение коэффициента трансформации одного из понижающих трансформаторов влияет на напряжение шин низкого напряжения (НН) только на данном трансформаторе и на напряжения сети, которая питается от этих шин, рис. 5.2,а.

Установка КУ на одной из понижающих подстанций изменит потоки реактивной мощности в ЛЭП по пути от ЦП до данной подстанции и, следовательно, падения напряжения в этих ЛЭП. Это изменит напряжения во всех узлах сети, кроме ЦП, рис. 5.2,б. Изменить падения напряжения на участках электрической сети можно также отключением и включением части параллельных элементов в сети, например одной цепи двухцепной ЛЭП, рис. 5.2,б.

Рис. 5.2. Схема электрической сети с областями влияния при использовании различных методов регулирования напряжения

Регулирование напряжения в электрических сетях выполняется по одному из трех принципов:

стабилизация напряжения;
стабилизация по заданному графику напряжения:
встречное (согласное) регулирование.
В соответствие с принципом стабилизации напряжение на шинах нагрузки поддерживается всегда на заданном уровне, рис. 5.3,а. Регулирование по заданному графику предусматривает стабилизацию разных на различных временных интервалах заданных значений напряжений. В этом случае график напряжения является ступенчатым, например, в часы утреннего и вечернего максимума напряжение поддерживается выше, чем в остальные часы суток, рис 5.3,б. Принципы стабилизации используются при регулировании напряжения на электростанциях и в специальных случаях для индивидуального регулирования напряжения у некоторых электроприемников.
Рис.5.3. Графики напряжения
Принцип встречного регулирования устанавливает значение напряжения на шинах НН понижающих подстанций в зависимости от тока нагрузки. Согласно ПУЭ [21], на шинах ЦП 6…20 кВ должно обеспечиваться встречное регулирование напряжения, при котором напряжение ЦП должно увеличиваться по мере роста нагрузки. В часы максимальной нагрузки напряжение поддерживается на 5…10 % выше номинального (не ниже 1,05 от номинального напряжения), а в часы минимальных нагрузок не выше номинального значения. График напряжения на шинах ЦП по форме повторяет график токовой нагрузки, рис. 5.3,в. Характеристика регулятора напряжения является линейной в зависимости от тока нагрузки, рис. 5.4.
К средствам регулирования напряжения относятся регуляторы напряжения на электростанциях, регулирующие устройства на понижающих трансформаторах, специальные регулировочные трансформаторы и КУ. Кроме того, к средствам регулирования напряжения можно отнести системы отключения (включения) части параллельно работающих элементов электрической сети.

Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ), процесс изменения по заданным условиям тока возбуждения электрических машин. Осуществляется на синхронных генераторах, мощных синхронных двигателях, синхронных компенсаторах, на генераторах и двигателях постоянного тока и на других специальных электрических машинах изменением напряжения на обмотке возбуждения. При этом изменяется сила тока возбуждения электрической машины и, как следствие, основной магнитный поток и эдс в обмотках якоря. АРВ синхронных генераторов осуществляется в основном с целью обеспечения заданного напряжения в электрической сети, а также для повышения устойчивости их параллельной работы на общую сеть. АРВ широко применяется в электроприводе постоянного тока для поддержания постоянства частоты вращения рабочего органа машины путём воздействия на ток возбуждения двигателя или питающего генератора.

studfiles.net

7. Регулирование напряжения в электрических сетях

необходимости выполнения норм отклонения напряжения на выводах приемников электроэнергии.

Учет надежности при рассмотрении режима напряжений заключается

вследующих пределах от номинального напряжения электрической сети

Uном:
Uном=6, 10 кВ	Uраб max=1,2 Uном;
Uном=35, 110 кВ	Uраб max=1,15 Uном;
Uном=220, 330 кВ	Uраб max=1,1 Uном;
Uном=500 кВ и выше	Uраб max=1,05 Uном.
Наименьшие рабочие	напряжения электрических сетей 110 кВ и

(0,8…0,9)Uном.

studfiles.net

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Причинами отклонения

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Причинами отклонения напряжения являются: • потери напряжения, вызываемые токами нагрузки, протекающими по элементам сети; • неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности силовых трансформаторов; • неправильно построенные схемы сетей.

Контроль за отклонениями напряжения проводится тремя способами: • по уровню — ведется путем сравнения реальных отклонений напряжения с допустимыми значениями; • по месту в электрической системе — ведется в определенных точках сети, например, вначале или конце линии, на районной подстанции; • по длительности существования отклонения напряжения.

Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии, регламентируемые ГОСТ 13109 -97, равны соответственно -5% и +10%.

Наибольшие рабочие напряжения электрических сетей, определяемые надежностью работы изоляции, нормируются ГОСТ 721 -77 в следующих пределах от номинального напряжения электрической сети

Наименьшие рабочие напряжения электрических сетей 110 к. В и выше, определяемые, главным образом, устойчивостью параллельной работы генераторов и узлов нагрузки, ограничиваются на уровне (0, 8. . 0, 9)Uном.

Принципиальная упрощенная схема ЭЭС Предположим, что в каждой из сетей IIV потеря напряжения составляет 10%, в каждом из связывающих эти сети трансформаторов - 5%, в сети V - 5%. Тогда величина суммарной потери напряжения на пути электроэнергии от ЭС к ЭП в режиме наибольших нагрузок равна примерно 70%, а в режиме наименьших нагрузок – 20 -30%

Регулированием напряжения называют процесс изменения уровней напряжения и характерных точках электрической системы с помощью специальных технических средств регулирующими устройствами.

Регулирующие устройства условно можно разделить на два типа: узловые и линейные. Узловые устройства изменяют режимные параметры сети напряжение и реактивную мощность в точке подключения к сети. Это генераторы электростанций, синхронные компенсаторы, батареи конденсаторов, нерегулируемые и регулируемые реакторы и статические регулируемые источники реактивной мощности.

Линейные устройства изменяют схемные параметры сети -реактивное сопротивление, коэффициенты трансформации. Это конденсаторные установки продольной компенсации, трансформаторы, автотрансформаторы с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой, специальные регулировочные трансформаторы.

Цели регулирования напряжения • в местных распределительных сетях поддержание отклонений напряжения в пределах, установленных ГОСТ 13109 -97. • в районных распределительных сетях обеспечение экономичного режима их работы за счет уменьшения потерь мощности и энергии. • в системообразующих сетях является ограничение внутренних перенапряжений для обеспечения надежной работы изоляции оборудования таких сетей.

Контрольные точки уровней напряжения • шины ВН и СН крупных узловых ПС в системообразующих сетях, • шины генераторов, СК, центров питания и крупных потребителей в распределительных сетях, • узлы, где устанавливаются регулирующие устройства

Методы регулирования напряжения • Локальное регулирование напряжении может быть централизованным, т. е. проводиться, в центре питания (ЦП), и местным, т. е. проводиться непосредственно у потребителей. • Местное регулирование напряжения можно подразделить на групповое и индивидуальное. Групповое регулирование осуществляется для группы потребителей, а индивидуальное— в основном в специальных целях.

• централизованное регулирование - воздействие оказывается на большое количество узлов сети. Такое регулирование осуществляется генераторами и трансформаторами электростанций, трансформаторами крупных системных и районных подстанций, синхронными компенсаторами; • местное регулирование используется в связи с тем, что централизованного регулирования оказывается недостаточно для поддержания напряжения в требуемом диапазоне во всех узлах. Такое регулирование осуществляется трансформаторами понижающих подстанций и батареями статических конденсаторов; • смешанное регулирование, использующее оба принципа

Регулирование уровней напряжения в электрических сетях С точки зрения регулирования напряжения элементы электрической системы принято подразделять на две группы: • системообразующие сети; • распределительные сети. Системообразующие сети включают в себя элементы для передачи электроэнергии в центры нагрузок, а распределительные сети – элементы, примыкающие к потребителю.

В системообразующих сетях режим должен быть подчинен задачам эффективной передачи электроэнергии: устойчивость параллельной работы, снижение потерь электроэнергии, ограничение напряжений значениями допустимыми дляизоляции электрооборудования. В распределительных сетях главная задача – это обеспечение требуемых уровней напряжения у потребителя.

Регулирование напряжения в системообразующих сетях В режимах максимальных нагрузок приемной части энергосистемы переток активной мощности по линии связи может быть равным или большим натуральной мощности. Если передаваемая мощность равна натуральной, то линия нейтральна в отношении участия в балансе реактивной мощности. При передаче мощности большей натуральной линия является потребителем реактивной мощности, а в режиме малых нагрузок – источником реактивной мощности.

При передаче реактивной мощности возрастают потери активной мощности. Поэтому обеспечение баланса реактивной мощности приемной системы, только за счет передачи из передающей системы может быть нецелесообразным. Поэтому по возможности должны использоваться местные источники реактивной мощности приемной системы.

В режимах минимальных нагрузок, когда по линии передается мощность значительно меньше натуральной (0, 2 – 0, 4 Рнат) избыточная реактивная мощность линии близка к максимальной, которая для линий 330 к. В составляет (0, 35 – 0, 4) Вар/км, а для линий 500 к. В – около 1 МВар/км. В таких режимах возможно повышения напряжения выше максимально допустимых.

Компенсация избыточной реактивной мощности осуществляется шунтирующими реакторами, которые стремятся разместить по возможности равномерно вдоль линии.

Между двумя крайними режимами максимальных и минимальных нагрузок возможны промежуточные режимы. Поэтому весьма желательно, чтобы источники или потребители реактивной мощности были плавнорегулируемыми. Это создает возможность реализации автоматического управления

Регулирование напряжения в центре питания Регулирование напряжения осуществляется на узловой подстанции. Поддержание в допустимых пределах напряжения у потребителей регулированием напряжения в центре питания возможно только в том случае, если требования к изменению напряжения для какой-то одной группы потребителей не оказываются противоречивыми для других групп потребителей.

В зависимости от степени неравномерности графика нагрузки возможны следующие виды регулирования в центре питания: • поддержание постоянного напряжения в центре питания (стабилизация напряжений). Такой вариант регулирования возможен в том случае, если неравномерность суточных графиков нагрузки всех видов потребителей невелика. • двухступенчатое регулирование напряжения – для потребителей с выраженной двухступенчатостью графика нагрузки, например для односменных предприятий. При этом поддерживаются два уровня напряжения в течение суток в соответствии с графиком нагрузки. • встречное регулирование напряжения. При встречном регулировании напряжение в центре питания регулируется в зависимости от тока нагрузки – в режиме максимальных нагрузок повышается, а в режиме минимальных нагрузок снижается.

Индивидуальное регулирование напряжения При несовпадающих графиках нагрузки и различной удаленности потребителей от центра питания централизованное регулирование не может обеспечить напряжение в допустимых пределах у всех потребителей. В таком случае дополнительное регулирование напряжения у отдельных потребителей может осуществляться с помощью следующих технических средств.

Если в питающей сети имеется достаточный резерв реактивной мощности, то регулирование напряжения у отдельных потребителей изменением коэффициента трансформации является практически независимым. Для регулирования напряжения на трансформаторных понижающих подстанциях устанавливают устройство РПН, представляющее собой устройство, меняющее рабочее ответвление витков обмотки трансформатора и, следовательно, коэффициент трансформации трансформатора. Устройство устанавливают в трансформаторах напряжением 35 к. В и выше и размешают в нейтрали обмотки ВН. Это позволяет: • иметь наиболее плавное регулирование, так как число витков у обмотки ВН больше, чем у НН; • при переключениях выполняется коммутация меньших по величине токов, чем на стороне НН; • включение РПН в заземленную нейтрать на ВН значительно снижает требования к уровню изоляции устройства регулирования.

Трансформаторы напряжением ниже 35 к. В снабжаются устройством переключения без возбуждения (ПБВ), Трансформаторы с ПБВ имеют основное ответвление с номинальным напряжением и четыре ступени регулирования по 2, 5%, т. е. дополнительные ответвления с изменением напряжения относительно его номинального значения на +5; +2, 5; -2, 5 и -5 (± 2 x 2, 5)%. Ответвления этих трансформаторов переключаются либо при изменении схемы электроснабжения, либо при переходе от сезонных максимальных нагрузок к минимальным и наоборот. Суточное регулирование в этих сетях возлагается на ЦП.

В условиях дефицита реактивной мощности изменение коэффициента трансформации для увеличения напряжения, на подстанции Б приводит к увеличению потребления реактивной мощности нагрузкой Н 1 в соответствии с ее статической характеристикой. Из-за этого снижается напряжение в центре питания и напряжение на других нагрузках.

• При проектировании электрической сети выполняют расчет режимов наибольших и наименьших нагрузок и проверяют возможность регулирования напряжения с помощью РПН или ПБВ установленных понижающих трансформаторов.

Трехобмоточные трансформаторы на 110 и 220 к. В изготавливают с РПН только в обмотке ВН, а обмотка СН имеет ответвления ПБВ Схема регулирования напряжения со стороны ВН на трехобмоточных трансформаторах такая же, как на двухобмоточных. Однако изменение числа витков на стороне ВН приводит к изменению коэффициента трансформации как между обмотками ВН и СН. Такое регулирование называется связанным (зависимым), т. е. обеспечение регулирования на одних шинах, например НН, вынужденно меняет напряжения и на других шинах — СН.

В случае, когда требования к регулированию напряжения на обеих системах шин противоречивы, устанавливают дополнительные средства регулирования. К ним относятся КУ и специальные регулировочные трансформаторы — линейные регуляторы (ЛР), которые включаются последовательно с одной из вторичных обмоток трансформатора

Изменение потока реактивной мощности в отдельных участках сети Установка у потребителей компенсирующих устройств позволяет изменять поток реактивной мощности на соответствующем участке сети. При подключении КУ параллельно нагрузке Н 1 потеря напряжения на участке АБ будет равна (без учета поперечной составляющей падения напряжения)

Принципиальное отличие регулирования за счет применения источников реактивной мощности от регулирования изменением коэффициентов трансформации заключается в том, что при этом участки сети частично или полностью разгружаются от потоков реактивной мощности. Одновременно это приводит к снижению потерь активной и реактивной мощности.

Если требуется оценить мощность КУ, которое надо установить на шинах НН трансформатора в конце ЛЭП, то необходимо, использовать суммарное сопротивление схем замещения ЛЭП и трансформатора и, во-вторых, привести Х к напряжению шин НН, причем, сопротивление Х вычисляется по пути до пункта питания суммированием всех индуктивных сопротивлений ветвей с учетом наличия параллельных путей до точки сети, где требуется регулировать напряжение.

Компенсация реактивного сопротивления участков сети В ЛЭП высокого и сверхвысокого напряжения, а также в трансформаторах индуктивное сопротивление намного превышает активное сопротивление и поэтому оказывает большее влияние на потери напряжения. Если изменить реактивное сопротивление сети, то в некоторых случаях можно улучшить условия регулирования напряжения у потребителей.

Одним из способов уменьшения индуктивного сопротивления линии является продольная компенсация — последовательное включение в рассечку линии конденсаторов. Батарея конденсаторов с устройством переключения называется устройством продольной компенсации (УПК).

На практике применяют лишь частичную компенсацию индуктивного сопротивления линии. Полная или значительная компенсация в распределительных сетях связана с возможным появлением в сети перенапряжений. Снижение результирующего индуктивного сопротивления линии приводит также к увеличению токов короткого замыкания в сети.

Определение требуемых законов регулировании напряжении в распределительных сетях среднего и низкого напряжения Регулирование напряжения в электрических сетях включает в себя решение следующих задач: • оценку потерь напряжения в сетях среднего и низкого напряжения; • расчет допустимых диапазонов изменения отклонений напряжения в различных узлах сети; • определение и реализацию требуемых законов регулирования управляемых компенсирующих и регулирующих устройств; • выбор регулировочных отпаек трансформаторов с ПБВ: • оценку соответствия диапазонов изменения отклонений напряжения требуемым; • коррекцию законов и разработку

Факторы, влияющие на решение задачи регулирования напряжения • режимы напряжения в центре питания; • схема электрической сети и ее параметры; • расположение регулирующих трансформаторов в сети и установленные на них коэффициенты трансформации; • графики изменения мощности электроприемников и места их присоединения к сети и т. п.

При практическом решении задачи регулирования напряжении в сети могут встретиться следующие различные случаи: 1. При полном использовании реактивной мощности всех генераторов и компенсаторов не удается обеспечить поддержание напряжений в пределах допустимой зоны для всех или большинства узловых точек системы и напряжения у всех или большинства узловых точек получаются ниже минимально допустимых значений. 2. При полном использовании реактивной мощности генераторов и компенсаторов напряжения у части узловых точек получаются меньше минимально допустимых значений, а напряжения у остальных точек — в зоне допустимых значений.

3. То же, но напряжения у некоторых узловых точек получаются выше максимально допустимых значений. 4. При минимальных значениях реактивных мощностей, допустимых по условиям устойчивости работы генераторов, и остановке или при полном использовании в режиме недовозбуждения компенсаторов напряжения у всех или у большей части узловых точек ниже максимальных значений, а у остальных — выше максимальных значений. 5. При минимальных значениях реактивных мощностей напряжения у всех или большинства узловых точек выше максимально допустимых значений.

present5.com