Материал: Лекции полнотью

8

В связи с ограниченными возможностями оперативного регулирования напряжения центр тяжести в решении проблемы регулирования напряжения в PC переносится на задачи проектирования развития сетей и планирования режимов их работы. В идеальном случае PC должна быть спроектирована так, чтобы оптимальный режим напряжений в ней обеспечивался только за счет автоматического регулирования напряжения в ЦП. Однако на практике это далеко не всегда удается.

РC можно рассматривать как индивидуальные системы электроснабжения, работающие в составе ЭЭС и получающие от нее электроэнергию. Границу между ЭЭС и индивидуальной системой электроснабжения целесообразно провести через ЦП последней, причем шины ВН ЦП и регулирующие устройства ЦП (трансформаторы с РПН, генераторы, СК, СТК, КБ системного значения) отнести к ЭЭС, а шины НН - к системе электроснабжения.

В РС расчет режима напряжений можно вести по продольной составляющей падения напряжения - потере напряжения, так как активное сопротивление в PC сопоставимо и превосходит реактивное. Потери напряжения удобно выражать в процентах к номинальному. Поскольку PC имеют преимущественно радиальную разомкнутую структуру, потери напряжения, выраженные в процентах, можно суммировать по участкам сети. С потерями напряжения удобно суммировать добавки напряжения, создаваемые регулирующими устройствами. В результате расчет режима напряжений в PC упрощается.

При проектировании развития PC и их реконструкции комплексно решаются вопросы компенсации реактивной мощности нагрузок, выбора средств регулирования напряжения, их регулировочных диапазонов, ступеней регулирования, мест установки, целесообразности оснащения системами автоматического регулирования.

Одновременно с определением технически необходимого уровня компенсации реактивной мощности должен быть решен вопрос о выборе средств регулирования напряжения.

Дальнейшая разработка варианта развития или модернизации PC в части вопросов регулирования напряжения должна вестись в направлении обеспечения экономичности ее работы. Важное значение имеет при этом оптимизация компенсации реактивной мощности нагрузок.

Установка в PC дополнительных КБ сверх необходимых (рис.11.4) по балансу реактивной мощности обосновывается экономическими соображениями. С одной стороны, уменьшаются потери активной мощности и энергии и, следовательно, затраты на потерянную энергию. С другой стороны, необходимы дополнительные капиталовложения в оборудование, затраты на

9

его эксплуатацию и потери электроэнергии в самих КБ. Оптимизационная задача формулируется следующим образом:

где EH - нормативный коэффициент эффективности;

a КБ - коэффициент отчислений на амортизацию, ремонт и обслуживание КБ;

с- стоимость потерь электроэнергии;

ЭКБ и ЭРС - потери электроэнергии в КБ и PC; ККБ - стоимость КБ.

ЦП

1

б)

Рис.11.4. Регулирование напряжения с помощью конденсаторных батарей (а) и эпюры распределения напряжения (б).

К эксплуатационным задачам регулирования напряжения в PC относятся задачи, связанные с наиболее полным и. экономичным использованием имеющихся регулирующих устройств. В связи с текущим изменением условий работы электрической сети (изменением нагрузок, оборудования сети, ее параметров и схемы соединений) требуется проводить соответствующие мероприятия, улучшающие режим напряжений. К числу их относятся: изменение коэффициентов трансформации у нерегулируемых под нагрузкой трансформаторов, дополнительная автоматизация уже имеющихся устройств, изменение уставок автоматических регуляторов напряжения и применяемых систем автоматического регулирования напряжения и т.п.

10

Важное место в эксплуатационных задачах должны занимать вопросы оценки качества напряжения. Весьма значительные отклонения от номинального напряжения у электроприемников (10 - 15%) могут считаться допустимыми, если они кратковременны особенно в периоды малых нагрузок. Меньшие отклонения напряжения могут быть менее желательными, даже если они находятся в допустимых пределах, но длительность их значительна и в основном они имеют место в режимах больших нагрузок.

Лекция № 12

12.1. Особенности регулирования напряжения в распределителных и системообразующих сетях высших напряжений.

К этому классу обычно относятся сети с номинальным напряжением Uном 110 кВ , объединяющие по высшему напряжению центры питания городских, сельских, промышленных потребителей. В дальнейшем системообразующие сети с Uном 110 кВ будем условно называть питающими

электрическими сетями (ПЭС),.

В отличие от местных сетей ПЭС имеют радиально-кольцевую структуру с большим количеством замкнутых контуров. Дело в том, что при переходе к новой ступени номинального напряжения в связи с ростом нагрузок и развитием ЭЭС старая сеть не демонтируется и сеть нового номинального напряжения как бы "накладывается" на существующую сеть.

Режимы ПЭС и местных сетей, присоединенных в ЦП питающей сети, можно рассматривать независимо друг от друга, поэтому для расчетов по регулированию напряжения в ПЭС местную сеть можно представить приведенной нагрузкой на шинах ВН соответствующего ЦП.

Потери активной мощности в правильно спроектированных ПЭС составляют обычно 3-5% от передаваемой мощности. Путем централизованного координированного управления регулирующими устройствами, как показывают расчеты, можно снизить потери активной мощности на 1 - 2%, причем это мероприятие относится к малозатратным.

Что касается допустимых уровней напряжения, то его повышение ограничивается условиями работы изоляции и составляет + 10 5 %Uном а понижение - в основном условиями устойчивости (частично - режимами сети, присоединенной к рассматриваемому ЦП) и составляет 10 5 %Uном .

В ПЭС, которые состоят в основном из воздушных линий электропередачи и трансформаторов, активные сопротивления элементов намного меньше реактивных. При этом, как это следует из уравнений установившегося режима ЭЭС, распределение реактивных мощностей определяется в основном уровнями напряжения, а активных мощностей - фазными углами векторов напряжений. Это позволяет рассматривать реактивное потокораспределение независимо от активного и решать задачу регулирования напряжения при заданном распределений активных мощностей, что намного ее упрощает.

При определении потерь напряжения в ПЭС следует учитывать (за исключением ПЭС 110 кВ) поперечную составляющую, которая оказывается

большой.

Из сказанного следует, что основной критерий регулирования напряжения в ПЭС - экономический (минимум потерь активной мощности) при соблюдении режимных и технических ограничений по допустимым уровням напряжений и диапазону регулирующих устройств.

При рассмотрении сетей с UНОМ 330 кВ необходимо кроме пере-

численных выше особенностей учитывать потери активной мощности на корону в линиях электропередачи.

При проектировании развития ПЭС и их реконструкции комплексно решаются вопросы обеспечения баланса реактивной мощности и выявления условий регулирования напряжения в сети, обоснования пунктов размещения регулирующих устройств, выбора их типа и мощности.

При проектировании прежде всего необходимо обеспечить управляемость ЭЭС по напряжению и реактивной мощности. Под этим понимается возможность выдерживания допустимых напряжений во всех точках ЭЭС в нормальных и послеаварийных режимах ее работы обусловленных изменением нагрузок и состава работающего оборудования:

Здесь U - вектор напряжений в узловых (контрольных) точках ПЭС; П - вектор параметров режима регулирующих устройств;

U, П, U, П - соответственно векторы нижних и верхних допустимых пределов изменения величин.

Расстановка дополнительных источников реактивной мощности в ПЭС с целью снижения потерь активной мощности - задача техникоэкономическая, поскольку здесь следует сопоставить затраты на установку нового оборудования с эффектом от экономии потерь. Задача должна решаться конкретно для каждого проекта развития ПЭС на основе сопоставления возможных вариантов. Можно ожидать, что с ростом стоимости потерянной энергии и удешевлением источников реактивной мощности, особенно статических ИРМ, установка дополнительных источников будет выгодна.

При планировании режимов на основе прогнозов нагрузки и состава работающего оборудования заблаговременно рассчитываются оптимальные режимы напряжений на заданный интервал времени, например на следующие сутки. Оптимальные режимы рассчитываются на ЭВМ в АСДУ в результате решения следующей задачи: