Вопрос 16 Принципы и средства регулирования напряжения

В условиях проектирования и эксплуатации электрических сетей невозможно осуществить контроль качества напряжения у каждогоэлектроприемника, поэтому при рассмотрении режимов сетей 110-750 кВ качество напряжения должно обеспечиваться на шинах вторичного напряжения подстанций 110-750/35-6 кВ, т.е. в центрах питания распределительных сетей. Для этого должны быть нормированы режимы регулирования напряжения и допустимые отклонения напряжения на шинах вторичного напряжения подстанций.

Режимы напряжения выбирают в зависимости от характера подключенных к сети потребителей и их удаленности от центра питания. Принципиально возможны два режима, рис. 9.6.

Рис. 9.6. Режимы (законы) регулирования напряжения:

а – стабилизация; б – встречное регулирование

Стабилизацию напряжения применяют, когда к центру питания подключены промышленные предприятия с 3-х сменным характером работы, имеющие ровный график нагрузки, Т_м ≥ 5500-6000ч.

Закон встречного регулирования применяют для смешанной нагрузки, коммунально-бытовой и 1-2-х сменных предприятий, Т_м< 5500ч, причем, чем меньше Т_м, тем более глубокое требуется регулирование (от 1,0U_ном до 1,1U_ном). При менее глубоком регулировании напряжение на шинах центра питания должно поддерживаться в диапазоне (1,05-1,1) U_ном или (1,0-1,05) U_ном.

Для поддержания необходимого режима напряжения в электрических системах используются следующие принципы регулирования напряжения:

 централизованное регулирование, когда воздействие оказывается на большое количество узлов сети. Такое регулирование осуществляется генераторами и трансформаторами ОРУ 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.

Регулирования напряжения осуществляется:

 генераторами электростанций, в которых увеличение тока возбуждения ведет к увеличению ЭДС и напряжения на шинах генераторного напряженияU_Г (выражения 9.4, 8.3). Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) позволяет плавно регулировать напряжение U_Г или поддерживать его постоянное значение;

 трансформаторами и автотрансформаторами;

 компенсирующими устройствами (синхронными компенсаторами - плавно, батареями статических конденсаторов - ступенчато);

 изменением параметров сети применением установок продольной компенсации (УПК);

 в замкнутых сетях - перераспределением потоков активной и реактивной мощности.

Генераторы электростанций являются только вспомогательным средством регулирования, потому что имеют недостаточный диапазон регулирования напряжения, кроме того, трудно согласовать требования по напряжению удаленных и близких потребителей. Как единственное средство регулирования генераторы применяются только для нагрузки, питающейся от шин генераторного напряжения.

Повышающие трансформаторы на электростанциях с номинальным напряжением обмотки ВН 110-220кВ также являются вспомогательным средством регулирования напряжения, потому что имеют предел регулирования ±2х2,5 % U_в.ном, и с их помощью нельзя согласовать требования по напряжению близких и удаленных потребителей. Повышающие трансформаторы 330, 500, 750кВ выпускаются без устройств для регулирования напряжения. Поэтому основным средством регулирования напряжения являются трансформаторы и автотрансформаторы районных подстанций.

По конструктивному выполнению различают два типа трансформаторов понижающих подстанций:

 с переключением регулировочных ответвлений без возбуждения, т.е. с отключением от сети (трансформаторы с ПБВ);

 с переключением регулировочных ответвлений под нагрузкой (трансформаторы с РПН). Обычно их регулировочные ответвления выполняются на стороне высшего напряжения, которая имеет меньший рабочий ток. При этом облегчается работа переключающего устройства.