Методи и средства за регулиране на напрежението на електрическите приемници

За да се осигурят някои предварително определени стойности на отклонения на напрежението за електрически приемници, се използват следните методи:

1. Регулиране на напрежението в автобусите на енергийния център;

2. Промяна в размера на загубата на напрежение в елементите на мрежата;

3. Промяна в стойността на предаваната реактивна мощност.

4. Промяна на коефициента на трансформация на трансформаторите.

Регулиране на напрежението върху шините на центъра на електроенергията

Регулирането на напрежението в центъра на захранване (CPU) води до промени в напрежението в цялата мрежа, свързана към процесора и се нарича централизирана, останалите методи за регулиране променят напрежението в определена област и се наричат ​​локални методи за регулиране на напрежението. Като процесор на градските мрежи може да се разглежда шини за генераторно напрежение на ТЕЦ или шини за ниско напрежение на районни подстанции или подстанции за дълбоко вкарване. Следователно следват методите за регулиране на напрежението.

При напрежението на генератора то се произвежда автоматично чрез промяна на тока на възбуждане на генераторите. Допускат се отклонения от номиналното напрежение в рамките на ± 5%. От страната на ниското напрежение на регионалните подстанции регулирането се извършва с помощта на трансформатори с регулиране на натоварването (OLTC), линейни регулатори (LR) и синхронни компенсатори (SK).

За различни изисквания на клиентите устройствата за управление могат да се използват заедно. Такива системи се наричат централизирано групово регулиране на напрежението.

По шините на процесора по правило се извършва контрарегулиране, тоест такова регулиране, при което през часовете на най -големите натоварвания, когато загубите на напрежение в мрежата също са най -големи, напрежението се повишава, а по време на часа на минимални натоварвания, той намалява.

Трансформаторите с превключватели на натоварване позволяват доста голям обхват на управление до ± 10-12%, а в някои случаи (трансформатори от типа TDN с по-високо напрежение от 110 kV до 16% на 9 етапа на регулиране Съществуват проекти за модулиращо управление при натоварване, но те все още са скъпи и се използват в изключителни случаи с особено повишени изисквания.

Промяна в степента на загуба на напрежение в мрежовите елементи

Промяната на загубата на напрежение в мрежовите елементи може да се извърши чрез промяна на съпротивлението на веригата, например промяна на напречното сечение на проводници и кабели, изключване или включване на броя на паралелно свързани линии и трансформатори (вижте- Паралелна работа на трансформатори).

Изборът на напречни сечения на проводниците, както е известно, се прави въз основа на условията на нагряване, икономическата плътност на тока и допустимата загуба на напрежение, както и условията на механична якост. Изчисляването на мрежата, особено високото напрежение въз основа на допустимата загуба на напрежение, не винаги осигурява нормализирани отклонения на напрежението за електрическите приемници. Ето защо в PUE не се нормализират загубите, но отклонения на напрежението.

Съпротивлението на мрежата може да се промени чрез последователно свързване на кондензатори (надлъжна капацитивна компенсация).

Надлъжната капацитивна компенсация се нарича метод за регулиране на напрежението, при който статичните кондензатори са свързани последователно в среза на всяка фаза на линията, за да се получат скокове на напрежението.

Известно е, че общото реактивно съпротивление на електрическа верига се определя от разликата между индуктивно и капацитивно съпротивление.

Чрез промяна на стойността на капацитета на включените кондензатори и съответно стойността на капацитивното съпротивление е възможно да се получат различни стойности на загубата на напрежение в линията, което е еквивалентно на съответното напрежение увеличаване на клемите на електрическите приемници.

Последователното свързване на кондензатори към мрежата е препоръчително при фактори с ниска мощност в въздушни мрежи, при които загубата на напрежение се определя главно от нейната реактивна компонента.

Надлъжната компенсация е особено ефективна в мрежи с резки колебания на натоварването, тъй като нейното действие е напълно автоматично и зависи от големината на протичащия ток.

Трябва също да се има предвид, че надлъжната капацитивна компенсация води до увеличаване на токовете на късо съединение в мрежата и може да причини резонансни пренапрежения, което изисква специална проверка.

За целите на надлъжната компенсация не е необходимо да се монтират кондензатори, номинирани за пълното работно напрежение на мрежата, но те трябва да бъдат надеждно изолирани от земята.

Вижте също по тази тема: Надлъжна компенсация — физически смисъл и техническо изпълнение

Промяна в стойността на предаваната реактивна мощност

Реактивната мощност може да се генерира не само от генератори на електроцентрали, но и от синхронни компенсатори и свръхвъзбудени синхронни електродвигатели, както и от статични кондензатори, свързани паралелно към мрежата (напречна компенсация).

Мощността на компенсиращите устройства, които трябва да бъдат инсталирани в мрежата, се определя от баланса на реактивната мощност в даден възел на електроенергийната система въз основа на технически и икономически изчисления.

Синхронни двигатели и кондензаторни банки, бидейки източници на реактивна мощност, може да окаже значително влияние върху режима на напрежение в електрическата мрежа. В този случай автоматичното регулиране на напрежението и мрежата от синхронни двигатели може да се извърши безпроблемно.

Като източници на реактивна мощност в големи регионални подстанции често се използват специални синхронни двигатели с лека конструкция, които работят в режим на празен ход. Такива двигатели се наричат синхронни компенсатори.

Най -разпространената и индустрията има серия от електродвигатели SK, произведени за номинално напрежение 380 — 660 V, предназначени за нормална работа с водещ коефициент на мощност, равен на 0,8.

Мощни синхронни компенсатори обикновено се инсталират в регионални подстанции, а синхронните двигатели се използват по -често за различни задвижвания в индустрията (мощни помпи, компресори).

Наличието на относително големи загуби на енергия в синхронните двигатели затруднява използването им в мрежи с малки натоварвания. Изчисленията показват, че в този случай статичните кондензаторни банки са по -подходящи. По принцип ефектът от страничните компенсационни кондензатори върху нивата на напрежение в мрежата е подобен на ефекта от свръхвъзбудени синхронни двигатели.

Повече подробности за кондензаторите са описани в статията. Статични кондензатори за компенсация на реактивната мощносткъдето те се разглеждат от гледна точка на подобряване на фактора на мощността.

Съществуват редица схеми за автоматизация на компенсаторни батерии. Тези устройства се предлагат в търговската мрежа в комплект с кондензатори. Една такава диаграма е показана тук: Схеми на свързване на банка кондензатор

Промяна на трансформационните съотношения на трансформаторите

Понастоящем се произвеждат силови трансформатори с напрежение до 35 kV за монтаж в разпределителни мрежи изключва превключвателя за превключване на контролни кранове в първичната намотка.Обикновено има 4 такива клона, в допълнение към основния, което дава възможност да се получат пет съотношения на трансформация (стъпки на напрежението от 0 до + 10%, на основния клон — + 5%).

Пренареждането на крановете е най-евтиният начин за регулиране, но изисква изключване на трансформатора от мрежата и това причинява прекъсване, макар и краткосрочно, в захранването на потребителите, поради което се използва само за сезонно регулиране на напрежението, т.е. 1-2 пъти годишно преди летния и зимния сезон.

Има няколко изчислителни и графични метода за избор на най -изгодното съотношение на трансформация.

Нека разгледаме тук само един от най -простите и илюстративни. Процедурата за изчисление е следната:

1. Според PUE допустимите отклонения на напрежението се вземат за даден потребител (или група потребители).

2. Доведете всички съпротивления на разглеждания участък от веригата до едно (по -често до високо) напрежение.

3. Познавайки напрежението в началото на мрежата с високо напрежение, извадете от него общата намалена загуба на напрежение към потребителя за необходимите режими на натоварване.

В електрическите мрежи за централизирано и локално регулиране се използват силови трансформатори, оборудвани с устройство за регулиране на напрежението при натоварване (OLTC)… Тяхното предимство се крие във факта, че регулирането се извършва без изключване на трансформатора от мрежата. Има голям брой вериги със и без автоматично управление.

Преходът от един етап към друг се осъществява с дистанционно управление с помощта на електрическо задвижване без прекъсване на работния ток във веригата за намотка на високо напрежение. Това се постига чрез късо съединение на регулираната секция с ограничение на тока (дросел).

Автоматичните регулатори са много удобни и позволяват до 30 превключвания на ден. Регулаторите са настроени по такъв начин, че имат така наречената мъртва зона, която трябва да бъде с 20 — 40% по -голяма от стъпката на контрол. В същото време те не трябва да реагират на краткосрочни промени на напрежението, причинени от отдалечени къси съединения, стартиране на големи електродвигатели и т.н.

Препоръчително е схемата на подстанцията да се изгради така, че потребителите с хомогенни криви на натоварване и приблизително еднакви изисквания за качество на напрежението.