книги из ГПНТБ / Будзко И.А. Электроснабжение сельского хозяйства учеб. пособие

Из узла 2 по стороне 2—3 возвращаем ток 2,78 А. Ток из 2 в направлении 3 будет

— 10,2 + 2,78 = — 7 , 4 А .

Из узла 3 по стороне 3—/ возвращаем ток 4,1 А. Ток из 3 в направлении 1 равен

— 1,7 + 4,1 = 2 , 4 А .

Для определения токов на остальных участках сторон треугольника к только что найденным величинам добавляем токи нагрузки.

Распределение токов в исходной схеме, а также точки токораздела приве­ дены на рисунке 103.

5

Рис. 103. К примеру 14.

5. Определяем наибольшую потерю напряжения от любого источника пи­ тания до одной из точек токораздела (а или 2). Эта величина одинакова от всех источников питания, так как они имеют одинаковое напряжение.

В связи с наличием дополнительной ветви 2—b наибольшая потеря напряже­

ния будет до точки Ь. От источника питания В

"р% =/4,52— 1,972 =4,05%.

По формуле (116)

А ^ ° Э = - ^ ( 1 , 9 7 - 0,8 + 4,05 - 0,6) =3,21%.

Потери напряжения при минимальной нагрузке трансформатора A t / f =0,2 5 • 3,21 =0,80%.

Г л а в а .VII

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕЛЬСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЯХ

Регулирование напряжения в сельских электрических сетях улуч­ шает режим напряжений у потребителей, повышая качество постав­ ляемой электрической энергии. С другой стороны, регулирование напряжения увеличивает допустимую потерю напряжения в сети до предела, определяемого экономической целесообразностью, и благо­ даря этому уменьшает расход металла проводов.

В настоящее время регулирование напряжения в сельских сетях используют еще недостаточно, однако в недалеком будущем оно най­ дет широкое применение.

Напряжение в сельских сетях поддерживают регулированием на­ пряжения генераторов сельских электростанций, сетевыми регуля­

В линиях электропередачи для регулирования напряжения широко применяют синхронные компенсаторы.

§ 1. Регулирование напряжения генераторов сельских электростанций

В главе V I кратко изложен вопрос о встречном регулировании напряжения генераторов. С увеличением нагрузки напряжение гене­ ратора повышают, частично компенсируя возрастающую потерю на­ пряжения в сети.

на 5% выше номинального напряжения сети, то отклонения его, при­

висимости от тока в обмотках статора генератора) или выполняться вручную. В последнем случае персонал поддерживает напряжение в зависимости от нагрузки генераторов. Поскольку напряжение ре­ гулируют лишь в зависимости от длительных изменений нагрузки,

Встречное регулирование напряжения генераторов целесообраз­ но использовать на одиночно работающих сельских станциях с одно­ родным составом потребителей. Если максимумы и минимумы этих нагрузок не совпадают, применять встречное регулирование сложно и целесообразность его использования проверяют сравнительными расчетами сетей.

Встречное регулирование применяют лишь в том случае, когда генератор имеет соответствующий запас мощности и способен воспри­ нять максимальную нагрузку при повышенном напряжении.

При работе нескольких сельских электростанций в общей энерге­ тической системе с однородной нагрузкой также можно применять встречное регулирование напряжения. Нужно только обеспечивать

На мощных электрических станциях, объединенных в районные энергетические системы, встречного регулирования напряжения ге­ нераторов при нормальных режимах не применяют. Напряжение генераторов на них поддерживают постоянным.

§ 2. Сетевые регуляторы напряжения

Сетевые регуляторы напряжения регулируют напряжение в лю­ бых точках сети. Чем ближе регулятор к потребителю, тем эффектив­ нее регулирование, но вместе с тем требуется большее количество регуляторов в сети и выше их общая стоимость.

В настоящее время в качестве регуляторов применяют трансфор­ маторы или автотрансформаторы с изменением коэффициента трансфор­ мации под нагрузкой.

Принципиальная схема трансформатора с регулированием напря­ жения под нагрузкой для одной фазы показана на рисунке 104. Выво­ ды обычно делают со стороны обмотки высшего напряжения. Пере­ ключатель выполняют так, чтобы обеспечить переключение без разры­ ва цепи. Как видно, для осуществления такой схемы необходимо иметь специальный трансформатор. В ряде случаев используют обычные

трансформаторы, а для регулирования применяют добавочные авто­ трансформаторы, включаемые в сеть, как это показано для одной фазы на рисунке 105.

До 1963 г. советская электропромышленность выпускала трансфор­ маторы мощностью от 560 кВ.А и напряжением 35/10 кВ с восемью сту­ пенями регулирования по 2,5% и, следовательно, с общим пределом регулирования ± 1 0 % . От восьми ступеней обмотки сделано девять выводов, по контактам которых движется переключатель. Переклю­ чение происходит без разрыва цепи, в момент переключения соседние контакты замыкаются через реактор, который ограничивает ток до допустимого значения.

Управление автоматизировано и ведется от реле напряжения. Точность поддержания напряжения на зажимах реле +1,25%. Вы­ держка времени осуществляется при помощи моторного реле времени. Переключения выполняет электродвигатель постоянного тока напря­ жением 220 В, управляемый реле напряжения и времени. Питается схема постоянным током от аккумуляторной батареи или, что более удобно, от выпрямительной установки с сухими выпрямителями. Предусмотрено также ручное управление переключателем непосредст­ венно на трансформаторе и дистанционное со щита управления.

С 1963 г. начат выпуск усовершенствованных регулируемых трансформаторов типа ТМН. Для мощностей 1000, 1600, 2500, 4000 и 6300 кВ - А пределы регулирования ± 9 % ( ± 6 х 1,5%). Трансформа­ торы ТМН снабжены быстродействующими переключателями с мало­ габаритными активными сопротивлениями. В переключателях шесть ступеней тонкой регулировки и одна ступень грубой регулировки,

встречное регулирование в широких пределах. Однако глубокое встречное регулирование эффективно только при совпадении графиков нагрузки всех потребителей данной подстанции. Проведенные иссле­ дования показали, что если взять реальное соотношение графиков нагрузки, то встречное регулирование можно осуществлять только в пределах до 5%. При больших пределах регулирования режим напря­ жения у некоторых потребителей начинает ухудшаться.

а і

Рис. 106. Схема линии с регулятором напряжения.

марки ВДТ для сетей напряжением 6 кВ имеет проходную мощность 660 кВ-А и одну ступень, создающую надбавку 7,5%. Его можно использовать там, где отсутствуют частые колебания напряжения.

Выпускаются вольтодобавочные автотрансформаторы с проход­ ной мощностью 400 кВ-А 10 кВ и 630 кВ-А 35 кВ с диапазоном регу­ лирования +5—10% шестью ступенями по 2,5%. Выдержка времени на переключение составляет 40—240 с.

грузкой. При этом переключение происходит только между двумя вы­ водами, например + 5 % , 0 или 0, —5%. Таким образом, регулятор напряжения этого типа имеет одну ступень регулирования 5%.

Выводы трансформатора переключают специальным переключа­ телем без разрыва цепи. Схема автоматики регулирующего устройства не имеет контактов и использует магнитный усилитель в релейном режиме.

Несмотря на сложность и высокую стоимость регуляторов напря­ жения на трансформаторах 35/10 кВ, в конечном счете их применение более экономично, чем малых регуляторов. Последние целесообразно применять совместно с мощными для улучшения режима напряжения у части удаленных потребителей. В этом случае получается наиболее экономически выгодная схема регулирования.

Для компенсации потери напряжения в воздушных линиях приме­ няют последовательное или продольное включение конденсаторов хс.

Рис. 107. Последовательное включение конденсаторов.

Как видно, уменьшение потери напряжения прежде всего зависит от коэффициента мощности нагрузки. Если коэффициент мощности близок к единице, то компенсирующее действие последовательно включенных конденсаторов стремится к нулю. Обследование многих сельских сетей показывает, что их коэффициент мощности в период максимума нагрузок составляет 0,7—0,9 и, следовательно, продоль­ ная компенсация потери напряжения при помощи последовательно включенных конденсаторов эффективна.

Важным положительным качеством последовательно включенных конденсаторов является то, что степень компенсации их зависит от тока. Поэтому с ростом нагрузки возрастает и компенсация потери напряжения. Особенно хорошо компенсируются потери напряжения

Конденсаторы подбирают таким образом, чтобы их сопротивление было как можно ближе к определенному расчетом, но не менее рас­ четного.

Фактическая надбавка напряжения для выбранных конденсаторов

. (7В Х и / — напряжение на входе конденсаторов и ток сети.

При радиальной линии с одной нагрузкой на конце место установ­ ки конденсаторов с точки зрения потери напряжения безразлично. Однако целесообразнее размещать их в конце линии, у потребителя. При этом уровень напряжения в линии ниже, а конденсаторы меньше подвергаются перенапряжениям, так как большинство коротких за­ мыканий будет до них.

Если нагрузка распределена вдоль линии, место установки конден­ саторов следует выбирать таким образом, чтобы отклонения напря­ жения в линии лежали в допустимых пределах.

Параллельное или поперечное включение конденсаторов также компенсирует потерю напряжения в линии, что вытекает из уравнения (122), в котором потеря напряжения определяется по известной фор­

мощность конденсаторов при продольной компенсации нужна меньше, чем при поперечной. Кроме того, при продольной компенсации ком­ пенсирующий эффект увеличивается с ростом нагрузки, чего нет при параллельном включении конденсаторов.

Все эти обстоятельства позволяют рекомендовать последовательно включенные конденсаторы для регулирования напряжения в сельских