Материал: Лекции полнотью

5

x m

где E X - сумма добавок напряжения, получаемых за счет выбора различ-

x 1

ных коэффициентов трансформации у m включенных последовательно на участке ЦП - ЭП нерегулируемых и регулируемых трансформаторов или автотрансформаторов.

В выражении (9.1) VЭП и VЦП - текущие значения отклонения от номинально-

го напряжения в процентах или в относительных единицах (в этих же единицах должны выражаться и остальные слагаемые, входящие в (9.1));

VЦП ЭП - сумма значений потерь напряжения в n элементах сети (ли-

ниях, трансформаторах, реакторах и т. п.), включенных последовательно между ЦП и рассматриваемым ЭП (или группой ЭП):

где Pk и Qk - соответственно активная и реактивная мощности нагрузки на участке k сети;

rk и x k - активное и индуктивное сопротивления k-го элемента сети.

Формула (9.1) справедлива для любого режима нагрузки и, в частности, для режимов наибольших и наименьших нагрузок:

x 1

Вычитая (16.4) из (16.3), получим выражение для возможного диапазона отклонений напряжения на шинах некоторого ЭП в рассматриваемых исходных условиях:

Из анализа приведенных формул видно, что для обеспечения некоторых заранее заданных значений отклонений напряжения у ЭП могут быть использованы следующие способы:

-изменение режима напряжений или регулирование напряжения на шинах ЦП;

6

-изменение значения потери напряжения в отдельных элементах сети (линиях, трансформаторах) или на нескольких участках сети одновременно;

-изменение коэффициента трансформации нерегулируемых и регулируемых под нагрузкой трансформаторов и автотрансформаторов (линейных регуляторов ЛР), включенных на участке сети ЦП - ЭП. При этом изменяются величины соответствующих добавок напряжения.

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 так называемому местному регулированию напряжения, приводящему к изменению режима напряжений в ограниченной части распределительной сети.

Анализ формулы (9.5) показывает, что наличие неизменной величины добавки напряжения во всех режимах нагрузки (например, в случае

Eнбk Eнмk const ) не уменьшает величины диапазона изменения отклонений

напряжения у электроприемников. Однако при этом изменяются абсолютные значения отклонений напряжения во всех режимах.

В дальнейшем под изменением напряжения понимается его корректировка с помощью единовременного мероприятия, проводимого на длительный период времени. К числу таких мероприятий относятся:

-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. Однако закон изменения напряжений остается вынужденным, обусловленным изменением нагрузок.

Под регулированием понимается текущее изменение параметров системы (напряжения, коэффициента трансформации, потери напряжения), применяемое в целях обеспечения желательного режима напряжений. Регулирование может проводиться автоматически. Закон регулирования должен специально подбираться.

Среди способов регулирования напряжения следует особо выделить применение автоматизированных источников реактивной мощности (компенсирующих устройств). Использование компенсирующих устройств очень важно в связи с тем, что регулирование напряжения в электрической сети практически возможно только в том случае, когда имеется достаточный резерв реактивной мощности. Это объясняется тем, что повышение уровня напряжения в сети, возможное в процессе регулирования напряжения, обычно

7

связано с заметным ростом потребляемой реактивной мощности. Дополнительно требуемая реактивная мощность при этом должна быть покрыта за счет имеющегося резерва. Опыт показывает, что, как правило, применение регулирующих устройств должно сопровождаться одновременной установкой и компенсирующих устройств соответствующей мощности.

9.4. Встречное регулирование напряжения

Для подробного рассмотрения встречного регулирования напряжения используем схему замещения, показанную на рис.9.4,а где трансформатор

8

представлен как два элемента - сопротивление трансформатора и идеальный трансформатор. На рис.9.4,а приняты следующие обозначения: U1 - напряже-

Напряжения на шинах ВН и НН отличаются на величину потерь напряжения в трансформаторе UT , и, кроме того, в идеальном трансформа-

торе напряжение понижается в соответствии с коэффициентом трансформации, что необходимо учитывать при выборе регулировочного ответвления.

На рис.9.4,б представлены графики изменения напряжения для двух режимов: наименьших и наибольших нагрузок. При этом по оси ординат отложены значения отклонений напряжения в процентах номинального. Процентные отклонения имеются в виду для всех V и U на поле этого рисунка.

Из рис.9.4,б (штриховые линии) видно, что если n T 1, то в режиме

наименьших нагрузок напряжения у потребителей будут выше, а в режиме наибольших нагрузок - ниже допустимого значения (то есть отклонения U больше допустимых). При этом приемники электроэнергии, присоединенные к сети НН (например, в точках А и В), будут работать в недопустимых условиях. Меняя коэффициент трансформации трансформатора районной подстанции n T , изменяем U2H , то есть регулируем напряжение (сплошная линия

на рис.9.4,б).

В режиме наименьших нагрузок уменьшают напряжение U2H до величины, как можно более близкой к UHOM . В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение n T , чтобы выполнялось следующее условие:

величины, наиболее близкой к 1,05—1,1 UHOM . В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение n T , чтобы выполнялось следующее условие:

9

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.

9.5. Регулирование напряжения на электростанциях

Изменение напряжения генераторов возможно за счет регулирования тока возбуждения. Не меняя активную мощность генератора, можно изменять

кВ и диапазон регулирования 6 - 6,6 кВ. При UHOM.C = 10 кВ напряжение генератора UHOM.Г =10,5 кВ и диапазон регулирования 10 - 11 кВ.

Отклонение напряжения на выводах генератора более чем на ±5% номинального приводит к необходимости снижения его мощности. Этот диапазон регулирования напряжения (±5%) явно недостаточен. Поясним это подробнее.

На каждой ступени трансформации потери напряжения в относительных единицах равны

UT 0,1ST ,

где ST ST / SHOM - мощность трансформатора и относительных единицах.

*

При трех-четырех трансформациях потери напряжения в сети состав-

ляют 0,3 - 0,4 ST . Если принять PНБ 1, a РНМ 0,4 , то при этих условиях по-

тери напряжения в процентах UHOM в режимах наибольших и наименьших нагрузок составляют соответственно

UНБ % 30 40%, UHM % 12 16%.

Отсюда видно, что диапазон изменения напряжения у потребителя составляет

UНБ % UHM % 18 24% .

Поэтому диапазон изменения напряжения у генератора, составляющий только 10%, явно недостаточен.

Генераторы электростанций являются только вспомогательным средством регулирования по двум причинам: