Регулирование напряжения при помощи линейных регуляторов

Линейные регуляторы (ЛР) предназначены для создания в сети допол-нительной ЭДС. Эта дополнительная ЭДС складывается с вектором напряжения сети и изменяет его. Таким образом выполняется регулирование напряжения сети. Линейные регуляторы используются в сети, если регулировочного диапазона устройства РПН силового трансформатора не хватает для обеспечения необходимого уровня напряжения в сети. Они применяются также при реконструкции сети, если там установлены трансформаторы без РПН. Линейные регуляторы могут включаться последовательно обмотке силового трансформатора (рис. 20.1 а) и на отходящих линиях электропередач (рис. 20.1 б).

Схема линейного регулятора представлена на рис. 20.2. Линейный регулятор состоит из двух трансформаторов: питающего трансформатора 1 и после-довательного трансформатора 2. Первичная обмотка 3 питающего трансфор-матора является питающей. Она может быть включена и на фазное А – 0 и на линейное напряжение (А – В, А – С). Вторичная обмотка 4 питающего трансформатора имеет такое же переключающее устройство 5 как и транс-форматор с РПН. Один конец первичной обмотки 6 последовательного трансформатора присоединен к средней точке вторичной обмотки питающего трансформатора. Другой к переключающему устройству. Вторичная обмотка 7 последовательного трансформатора соединена последовательно с обмоткой высшего напряжения силового трансформатора. Добавочная ЭДС в обмотке 7 складывается с ЭДС силового трансформатора и изменяет ее.

ЭДС, создаваемая линейным регулятором зависит:

· от величины питающего напряжения;

· от фазы питающего напряжения;

· от коэффициента трансформации линейного регулятора.

Включая первичную обмотку питающего трансформатора в разные фазы сети, можно получить разные напряжения на выходе регулятора. В линейном регуляторе выполняется пофазное регулирование. Выполним построение векторных диаграмм для фазы А.

Когда первичная обмотка включена на фазу 0 – А, то ЭДС обмотки высшего напряжения силового трансформатора с помощью линейного регулятора регулируется по модулю (рис. 20.3 а). При таком регулировании добавочная ЭДС линейного регулятора ∆ Е совпадает по фазе с фазными напряжениями сети. Такое регулирование называется продольным. Коэффициент трансформации – действительная величина.

Если обмотка 3 питающего трансформатора включена на линейное напряжение В – С, то результирующая ЭДС обмотки силового трансформатора и вторичной обмотки 7 последовательного трансформатора изменяется по фазе (рис. 20.3 б). При этом ЭДС силового трансформатора и добавочная ЭДС оказываются сдвинутыми на 90^○. Такое регулирование называется поперечным.

При включении обмотки 3 на фазы А и В, выполняется продольно – поперечное регулирование. Вектор добавочной ЭДС направлен вдоль линейных напряжений. Коэффициент трансформации является комплексной величиной. Линейные регуляторы большой мощности выполняются трехфазными мощностью 16 – 100 МВ∙А с устройством РПН 15 % напряжением 6 – 35 кВ. На напряжение 35 – 150 кВ ЛР выполняются мощностью 92 – 240 МВ∙А. В сетях 6 – 10 кВ ЛР выполняются в виде автотрансформаторов.

Так как регулирующие устройства силового трансформатора и линейного регулятора включены последовательно, то следует выяснить распределение функций между ними. Они могут быть следующими:

· силовой трансформатор может осуществлять регулирование напряжение по одной из групп линий. При этом экономится один линейный регулятор. Но диапазон регулирования линейного регулятора должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить необходимый уровень напряжения у электроприемников. Выдержки времени регуляторов силового трансформатора и линейного регулятора могут быть одинаковыми;

· силовой трансформатор выполняет стабилизацию напряжения на шинах подстанции на среднем уровне. Диапазон регулирования линейного регулятора в этом случае может быть снижен. Такое регулирование позволяет существенно снизить мощность линейного регулятора. Регулирование напряжения должно выполняться в определенной последовательности. Так как силовой трансформатор осуществляет стабилизацию напряжения, а линейный регулятор – регулирование на отходящих ЛЭП, то выдержка времени линейного регулятора должна быть больше, чем у устройства РПН силового трансформатора. Это позволяет уменьшить число переключений у линейного регулятора устранением общих переключений при помощи РПН трансформатора.