16. Лекция №16

16.1. Задача регулирования напряжения в электрических сетях

Современные отечественные электрические системы характеризуются многоступенчатой трансформацией и все увеличивающейся длиной линий различных напряжений. Суммарная величина потерь напряжения на пути передачи электроэнергии от ее источников до приемников получается весьма большой. При изменении значений нагрузок от наименьших до наибольших суммарные потери напряжения также изменяются. В результате на зажимах электроприемников имеет место изменение напряжения в весьма значительных пределах, существенно превышающих допустимые. В этих условиях нельзя обеспечить требуемое качество напряжения без применения специальных регулирующих устройств, например, только регулированием возбуждения генераторов станции [1].

Д ля иллюстрации рассмотрим принципиальную упрощенную схему электрической системы, в которой передача электроэнергии от электрической станции ЭС к электроприемникам ЭП производится через электрические сети напряжением 220, 110, 35, 10 кВ и 380/220 В (рис. 16.1). Предположим, что в каждой из сетей I - IV потеря напряжения составляет 10%, в каждом из связывающих эти сети трансформаторов - 5%, в сети V - 5%. Тогда величина суммарной потери напряжения на пути электроэнергии от ЭС к ЭП в режиме наибольших нагрузок равна примерно 70%. Условно примем, что наименьшая нагрузка сети составляет 30% от наибольшей нагрузки. В этом случае при неизменной схеме суммарная величина потери напряжения в режиме наименьших нагрузок равна приблизительно 20%. И, следовательно, отклонения от номинального напряжения электроприемников достигают 20 - 30%, то есть. значительно превышают допустимые значения. Очевидно, что регулирование только на шинах генераторного напряжения (которое может быть осуществлено лишь в относительно небольших пределах) не сможет обеспечить допустимого режима напряжения. Необходимо применять специальные устройства для регулирования напряжения в электрических сетях.

Задачей регулирования напряжения является намеренное изменение режима напряжений в отдельных пунктах сети по заранее заданным законам. Более надежным и экономичным является автоматическое регулирование напряжения. Законы регулирования напряжения должны устанавливаться из условий обеспечения наиболее экономичной совместной работы источников реактивной мощности, электрических сетей и присоединенных к ним электроприемников.

Во вновь сооружаемых и реконструируемых электрических системах обычно предусматриваются все необходимые устройства для обеспечения соответствующих режимов напряжений в распределительных сетях. В этих условиях регулирование напряжения в сетях более высокого напряжения, питающих распределительные сети, производится независимо от регулирования в распределительных сетях. Основной его задачей является улучшение технико-экономических показателей работы питающих сетей прежде всего путем снижения потерь мощности и энергии

Задачи регулирования напряжения по-разному решаются в условиях проектирования и эксплуатации электрических сетей.

В процессе проектирования электрических сетей выбираются средства регулирования, регулировочные диапазоны, ступени регулирования, места установки соответствующих устройств, системы автоматического регулирования. При этом рассматриваются вопросы как обеспечения технических требований в соответствии с действующими нормами, так и повышения экономичности режимов.

Задачи регулирования напряжения в процессе эксплуатации электрических сетей связаны с наиболее полным и экономичным использованием имеющихся средств. В связи с текущим изменением условий работы электрической сети (изменением нагрузок, оборудования сети, ее параметров и схемы соединений) требуется проводить соответствующие мероприятия, улучшающие режим напряжений. К числу их относятся: изменение коэффициентов трансформации у нерегулируемых под нагрузкой трансформаторов, дополнительная автоматизация уже имеющихся устройств, изменение уставок автоматических регуляторов напряжения и применяемых систем автоматического регулирования напряжения и т. п. С течением времени может потребоваться и реконструкция сети - изменение ее схемы, параметров, применение дополнительных компенсирующих устройств и т. д. Для осуществления этих мероприятий должны составляться специальные проекты реконструкции сети.