Потребление мощности в ЭЭС изменяется в течение времени. Разным режимам работы потребителей соответствуют разные потоки мощности, передаваемые по сети и, следовательно, разные потери напряжения. В режиме наибольших нагрузок сеть, как правило, сильно зафужена и потери напряжения в ее элементах большие. В других нормальных режимах потери напряжения меньше, а в режиме наименьших нагрузок могут быть совсем незначительными.
Отклонение напряжения в узлах сети обычно определяется в процентах относительно номинального напряжения сети:
Наибольшие отклонения напряжения у потребителей, как правило, наступают в аварийных режимах — при отключениях линий и выходе из работы крупного оборудования (генераторов, трансформаторов).
Работа элсктроприемников с наилучшими технико-экономическими показателями (высокий КПД, надежность, электромагнитная безопасность и т. п. ) возможна только при небольших отклонениях напряжения на их выводах. ГОСТ 32 144–2013 определяет отрицательное 51/( _) и положительное 5отклонения напряжения электропитания в точке передачи электрической энергии от номинального / согласованного значения, % (см. раздел 4.1), а государственные стандарты на номинальные напряжения (см. табл. В.2 и раздел 2.5) устанавливают наибольшие рабочие напряжения для оборудования ЭЭС. Требования к отклонению напряжения в точках присоединения в сети электроприемников потребителей определяются самими электроприемниками. Для большинства электроприемников отрицательное и положительное отклонения напряжения не должны превышать 5% номинального напряжения.
Нижний уровень напряжений в электрической сети определяется условиями регулирования напряжения в распределительных сетях и устойчивостью работы ЭЭС. Указанные требования к отклонению напряжения в электрической сети и на выводах электроприемников обусловливают необходимость регулирования напряжения во всех видах электрических сетей. Различают централизованное и локальное регулирование напряжения.
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).
Компенсация реактивной мощности в сетях 6/10 кВ
... снижению потерь мощности из-за перетоков реактивной мощности, обеспечению надлежащего качества потребляемой электроэнергии за счет регулирования и стабилизации уровня напряжений в электросетях, достижению высоких технико-экономических показателей работы электроустановок. Проблема компенсации реактивной мощности в электрических ...
Иногда регулирование выполняется для отдельного элекгроприемника (индивидуальное регулирование) (16, «https:// «).
Рассмотрим схему электрической сети, показанную на рис. 5.1. Напряжение на генераторе, равное номинальному напряжению генератора, на 5% выше номинального напряжения сети. Если сеть имеет номинальное напряжение 10 кВ, то номинальное напряжение генератора 10,5 кВ. На генераторе допускается нормальное превышение напряжения относительно его номинального напряжения на 5%. Пусть генератор (рис. 5.1) работает с наибольшим рабочим напряжением, тогда отклонение напряжение на его выводах составляет +10% относительно номинального напряжения сети.
Силовые трансформаторы, как правило, имеют номинальные напряжения обмоток на 5… 10% выше номинального напряжения сети, к которой они присоединены. Это требуется потому, что рабочее напряжение сети стремятся поддерживать выше номинального напряжения из условия необходимости компенсации потерь напряжения. Следовательно, трансформаторы работают на повышенном напряжении и с целью их работы с величиной тока намагничивания, соответствующего линейной части характеристики намагничивания, обмотки трансформатора рассчитывают на номинальное напряжение, большее чем номинальное напряжение сети.
В каждом элементе цепочки шин а , А, А, показанной на рис. 5.1, теряется напряжение. В режиме максимальных нагрузок эта величина в среднем для достаточно протяженных ВЛ равна 10%, а для трансформаторов 5%. Отклонение напряжения в конечной точке, А без использования специальных средств составило бы величину:
Такое снижение напряжения недопустимо для всякого потребителя и для электрической сети. Поэтому трансформаторы даже без каких-либо средств регулирования напряжения изготовляются с таким соотношением напряжений обмоток, чтобы обеспечить добавку напряжения при трансформации порядка 5 %. На рис. 5.1 указаны действительные и относительные величины номинальных напряжений обмоток трансформаторов. Разность относительных напряжений для каждого трансформатора дает его добавку напряжения Е т , следовательно, в среднем можно считать, что при потерях напряжения в трансформаторе порядка 5% они компенсируются добавкой напряжения трансформатора, и в расчете по формуле (5.2) отклонение напряжения в точке It окажется не —40%, а -20%. Этого, однако, также нельзя допустить, поскольку в конечном счете к точке h присоединяется распределительная сеть 10/0,38 кВ, где тоже есть потери напряжения, которые необходимо компенсировать положительным отклонением величины напряжения в точке h до 5…10%. Следовательно, в цепочке а, …, h требуется еще суммарная добавка напряжения порядка (5… 10%) — (-20%) = 25…30%. Это достигается установкой в сети устройств регулирования напряжения, которые либо обеспечивают снижение потерь напряжения в линиях и трансформаторах, либо вводят дополнительные добавки напряжения в трансформаторах. Следует отметить, что в рассматриваемой схеме сети трансформатор Т1 является повышающим, а все другие — понижающими. Повышающий трансформатор на электростанции не имеет устройства регулирования напряжения, и регулирование напряжения на электростанции возможно только за счет генераторов.
Способами регулирования напряжения являются:
-
- регулирование напряжения на элекгростанциях;
- с помощью регулирующих устройств трансформаторов на понижающих подстанциях;
- с помощью изменения потерь 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.
12 стр., 5694 словЭлектрические сети и системы
... 110 |25 | Опыт эксплуатации электрических сетей показывает, что при прочих равных условиях предпочтительней вариант с более высоким номинальным напряжением, как более перспективный. В то ... работы электрической сети; 5) решение вопросов связанных с регулированием напряжения; 6) определение технико-экономических показателей электрической сети. Следует учитывать, что к электрической сети предъявляются ...
Изменение коэффициента трансформации одного из понижающих трансформаторов влияет на напряжение шин низкого напряжения (НИ) 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 потери напряжения на участках электрической сети можно также отключением и включением части параллельных элементов в сети, например, одной цепи двухцепной ЛЭП (рис. 5.2, б).
Регулирование напряжения в электрических сетях выполняется по одному из грех принципов:
-
- стабилизация напряжения;
- стабилизация по заданному графику напряжения:
- встречное (согласное) регулирование.
В соответствии с принципом стабилизации напряжение на шинах нагрузки поддерживается всегда на заданном уровне (рис. 5.3, а). Регулирование по заданному фафику предусматривает стабилизацию разных на различных временных интервалах заданных значений напряжений. В этом случае график напряжения будет 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.
Принцип встречного регулирования устанавливает значение напряжения на шинах НН понижающих подстанций в зависимости от тока нагрузки. Согласно ПУЭ 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.
4 стр., 1914 словРежим работы силовых трансформаторов и регулирование напряжения ...
... для регулирования напряжения в данной точке электрической цепи, в которой установлен силовой трансформатор. Регулирование напряжения достигается путем изменения числа витков обмоток силового трансформатора. Устройства РПН предназначены для регулирования под нагрузкой напряжения силового трансформатора. Регулирование осуществляется ...
