16.4. Встречное регулирование напряжения
Д
ля
подробного рассмотрения встречного
регулирования напряжения используем
схему замещения, показанную на рис.16.4,а
где трансформатор представлен как два
элемента - сопротивление трансформатора
и идеальный трансформатор. На рис.16.4,а
приняты следующие обозначения:
- напряжение на шинах центра питания;
центра питания;
- напряжение на шинах первичного
напряжения (ВН) районной подстанции;
- напряжение на шинах вторичного
напряжения (НН) районной подстанции;
- напряжение у потребителей.
Напряжение на шинах ВН районной подстанции [2]:
(16.6)
Напряжения на
шинах ВН и НН отличаются на величину
потерь напряжения в трансформаторе
,
и, кроме того, в идеальном трансформаторе
напряжение понижается в соответствии
с коэффициентом трансформации, что
необходимо учитывать при выборе
регулировочного ответвления.
На рис.16.4,б
представлены графики изменения напряжения
для двух режимов: наименьших и наибольших
нагрузок. При этом по оси ординат отложены
значения отклонений напряжения в
процентах номинального. Процентные
отклонения имеются в виду для всех V
и
на поле этого рисунка.
Из рис.16.4,б (штриховые
линии) видно, что если
,
то в режиме наименьших нагрузок напряжения
у потребителей будут выше, а в режиме
наибольших нагрузок - ниже допустимого
значения (то есть отклонения U
больше допустимых). При этом приемники
электроэнергии, присоединенные к сети
НН (например, в точках А и В), будут
работать в недопустимых условиях. Меняя
коэффициент трансформации трансформатора
районной подстанции
,
изменяем
,
то есть регулируем напряжение (сплошная
линия на рис.16.4,б).
В режиме наименьших
нагрузок уменьшают напряжение
до величины, как можно более близкой к
.
В этом режиме выбирают такое наибольшее
стандартное значение
,
чтобы выполнялось следующее условие:
(16.7)
В режиме наибольших
нагрузок увеличивают напряжение
до величины, наиболее близкой к 1,05—1,1
.
В этом режиме выбирают такое наибольшее
стандартное значение
,
чтобы выполнялось следующее условие:
(16.8)
Таким образом, напряжение на зажимах потребителей, как удаленных от центра питания - в точке В, так и близлежащих - в точке А, вводится в допустимые пределы. При таком регулировании в режимах наибольших и наименьших нагрузок напряжение соответственно повышается и понижается. Поэтому такое регулирование называют встречным[2].
16.5. Регулирование напряжения на электростанциях
Изменение напряжения
генераторов возможно за счет регулирования
тока возбуждения. Не меняя активную
мощность генератора, можно изменять
напряжение только в пределах ±0,05
,
то есть от 0,95
до 1,05
.
При
= 6кВ номинальное напряжение генератора
= 6,3 кВ и диапазон регулирования 6 - 6,6 кВ.
При
= 10 кВ напряжение генератора
=10,5 кВ и диапазон регулирования 10 - 11 кВ.
Отклонение напряжения на выводах генератора более чем на ±5% номинального приводит к необходимости снижения его мощности. Этот диапазон регулирования напряжения (±5%) явно недостаточен. Поясним это подробнее.
На каждой ступени трансформации потери напряжения в относительных единицах равны
где
- мощность трансформатора и относительных
единицах.
При трех-четырех
трансформациях потери напряжения в
сети составляют 0,3 - 0,4
.
Если принять
,
a
,
то при этих
условиях потери напряжения в процентах
в режимах наибольших и наименьших
нагрузок составляют соответственно
Отсюда видно, что диапазон изменения напряжения у потребителя составляет
.
Поэтому диапазон изменения напряжения у генератора, составляющий только 10%, явно недостаточен.
Генераторы электростанций являются только вспомогательным средством регулирования по двум причинам [2]:
- недостаточен диапазон регулирования напряжения генераторами;
- трудно согласовать требования по напряжению удаленных и близких потребителей.
Как единственное средство регулирования генераторы применяются только в случае системы простейшего вида - станция - нераспределенная нагрузка. В этом случае на шинах изолированно работающих электростанций промышленных предприятий осуществляется встречное регулирование напряжения. Изменением тока возбуждения генераторов повышают напряжение в часы максимума нагрузок и снижают в часы минимума.
Повышающие
трансформаторы на электростанциях
ТДЦ/110 с номинальным напряжением обмотки
ВН
= 110 кВ и часть из ТДЦ/220 с
= 220 кВ, как и генераторы, являются
вспомогательным средством регулирования
напряжения, потому что также имеют
предел регулирования ±2×2,5 %
и с их помощью нельзя согласовать
требования по напряжению близких и
удаленных потребителей. Повышающие
трансформаторы ТЦ и ТДЦ с
=150, 330 - 750 кВ выпускаются без устройств
для регулирования напряжения. Поэтому
основным средством регулирования
напряжения являются трансформаторы и
автотрансформаторы районных подстанций.