Регулирование напряжения в электрических сетях

Теоретические положения и соотношения

При проектировании электрических сетей необходимо предусмотреть меры, обеспечивающие высокое качество электроэнергии, одним из основных показателей которого является отклонение напряжения на зажимах электроприемников.

Наилучшие технические и экономические параметры приемники электроэнергии имеют в том случае, когда напряжение на зажимах электроприемника равно номинальному значению.

При работе электроприемников, связанных общей сетью, вследствие падения напряжения к каждому из них подводится напряжение, отличающееся от номинального.

Режимы напряжений в сети должны быть такими, чтобы обеспечить наименьшие затраты во всей системе электроснабжения с учетом экономичности работы электроприемников.

Отклонения напряжения изменяются во времени из-за изменения нагрузки, режима напряжения в центре питания (ЦП), типа потребителей электроэнергии, времени суток, года и т. п.

Величина отклонения напряжения зависит от уровня напряжения в ЦП, схемы питания потребителей, графиков нагрузки активной и реактивной мощностей, степени совпадения графиков нагрузки распределительного трансформатора (РТ) с суммарным графиком нагрузки ЦП, величины реактивной мощности в линии и др.

Отклонения напряжений на зажимах электроприемников необходимо сравнивать с допустимыми значениями. Для этого всю сеть следует проверить на допустимые отклонения напряжения с учетом режима напряжении на шинах ЦП при наибольших и наименьших нагрузках.

Отклонение напряжения на зажимах электроприемника определяется по формуле:

(4.1)

где V_ЦП – отклонение напряжения на шипах ЦП; ∑ Δ U–сумма потерь напряжения в элементах сети (линиях, трансформаторах, реакторах и т. п.) от шин ЦП до рассматриваемого электроприемника; ∑ Δ Е–сумма добавок напряжения за счет разных коэффициентов трансформации трансформаторов и специальных средств регулирования (вольтодобавочных трансформаторов и др.).

В современных электрических системах, характеризующихся многоступенчатой трансформацией и большой протяженностью линий различных напряжений, сумма потерь напряжения на пути передачи электроэнергии от ее источников до приемников получается значительной. Изменение нагрузок от наибольших значений до наименьших приводит к изменению потери напряжения. В результате на зажимах электроприемников напряжение изменяется в пределах, превышающих допустимые значения.

В этих условиях необходимо производить регулирование напряжения, под которым понимается такое изменение параметров системы (например, коэффициента трансформации, потерь), которое обеспечивает желаемый режим напряжения.

Регулирование напряжения может осуществляться следующими способами:

1) изменением коэффициента трансформации под нагрузкой трансформатора с изменением режима напряжения в ЦП;

2) включением конденсаторов параллельно и последовательно с нагрузкой с целью изменения потери напряжения;

3) изменением коэффициента трансформации нерегулируемых под нагрузкой трансформаторов и использованием линейных регуляторов с целью изменения величины добавок напряжения.

В процессе проектирования электрических сетей выбираются способы регулирования, подбираются регулировочные диапазоны и ступени регулирования, определяются места установки соответствующих устройств системы автоматического регулирования.

Для обеспечения необходимых режимов напряжений в распределительных сетях в ЦП должны устанавливаться централизованные средства регулирования напряжения, к которым относятся трансформаторы с регулированием под нагрузкой (РПН) и синхронные компенсаторы. В этом случае регулирование напряжения в сетях более высокого напряжения, питающих ЦП, производится независимо от регулирования в распределительных сетях.

В случае, если регулирование напряжения в ЦП не обеспечивает необходимый уровень напряжения, следует использовать местное регулирование:

– изменением коэффициента трансформации трансформаторов с ПБВ;

– изменением мощности фазокомпенсирующих устройств;

– включением последовательно с нагрузкой конденсаторов.

Если регулирование напряжения в ЦП и местное регулирование не обеспечивают необходимых уровней напряжения на зажимах электроприемников, то в этом случае в сетях, содержащих приемники с более высокими требованиями к качеству напряжения (источники света), устанавливаются индивидуальные средства регулирования напряжения для питания этих групп потребителей.

Выбор диапазона регулирования и ответвлений

Трансформатора с РПН

Определение диапазона регулирования трансформатора с РПН играет важную роль при выборе типа трансформатора. Обычно этот диапазон устанавливают по отклонению напряжения на первичной стороне трансформатора при максимальной и минимальной нагрузках. Затем его сравнивают с диапазоном регулирования напряжения в зависимости от типа трансформатора. Если диапазон отклонений напряжений в сети больше диапазона регулирования трансформатора, то в сети необходимо предусмотреть устройства регулирования, уменьшающие этот диапазон, либо выбрать трансформатор с большим диапазоном регулирования.

Если диапазон отклонений напряжений в сети меньше диапазона регулирования трансформатора, то выбирают ответвления на трансформаторе при максимальной и минимальной нагрузках, которые будут устанавливаться автоматически или вручную.

Ответвление на трансформаторе при максимальной нагрузке:

(4.2)

Ответвление на трансформаторе при минимальной нагрузке:

(4.3)

где U_хх – напряжение холостого хода на вторичной обмотке (обычно принимают равное генераторному напряжению); – напряжение на первичной обмотке трансформатора при максимальной и минимальной нагрузках, кВ; – напряжение на вторичной обмотке трансформатора при максимальной = 1, 05U_ном) и минимальной = U_ном) нагрузках, так как в трансформаторах осуществляется встречное регулирование напряжения.

Стандартное напряжение ответвления:

(4.4)

где n – номер ответвления; Е – ступень регулирования, %.

Действительное напряжение на стороне НН:

(4.5)

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: