17. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах (ээс). Общие сведения.

Напряжение в узлах сети постоянно меняется из-за изменения нагрузки, режима работы источников питания, схемы сети.

Режим напряжений в электрической сети должен быть таким, чтобы были выполнены требования ГОСТ в отношении допустимых отклонений напряжения для электроприёмников, которые питаются от этой сети.

Регулированием напряжения называется процесс изменения уровней напряжения в характерных точках сети с помощью специальных технических средств.

Сильные отклонения напряжения в электрической сети могут привести к ряду негативных последствий как для электрооборудования, так и для потребителей электроэнергии. Вот некоторые из основных последствий:

1. Повреждение электронных устройств и оборудования: Современное электронное оборудование, включая компьютеры, телевизоры, холодильники и микроволновые печи, чувствительно к колебаниям напряжения. Скачки напряжения могут привести к их быстрому выходу из строя или сокращению срока службы.

2. Перегрев оборудования: Низкое напряжение может заставить электрические двигатели работать с перегрузкой, что приводит к их перегреву и потенциальному выходу из строя.

3. Потеря данных: В случае с компьютерной техникой и системами хранения данных, неожиданные скачки напряжения могут привести к потере несохраненной информации.

4. Увеличение потребления электроэнергии: Электрические устройства, работающие при низком напряжении, могут потреблять больше энергии для выполнения своих функций, что приводит к увеличению счетов за электричество.

5. Взрывы и пожары: В крайних случаях сильные скачки напряжения могут вызвать искрение и даже взрывы, что увеличивает риск возникновения пожара.

6. Снижение производительности: В производственных условиях отклонения напряжения могут привести к сбоям в работе оборудования, что снижает общую производительность и качество продукции.

Для защиты от негативных последствий сильных отклонений напряжения используются различные устройства защиты, такие как стабилизаторы напряжения, ограничители перенапряжений и источники бесперебойного питания (ИБП), которые помогают поддерживать стабильное напряжение в электросети.

Статическая характеристика нагрузки — это зависимость потребления активной и реактивной мощности от напряжения и частоты, при медленных изменениях параметров электрического режима.

Для расчёта параметров установившегося режима системообразующей и распределительной сетей в первую очередь представляют интерес статические характеристики нагрузок по напряжению, причём не отдельных электроприёмников, а их совокупностей, то есть характеристики узлов нагрузки.

Для узлов нагрузки, включающих потребителей разного вида, строятся обобщённые статические характеристики.

Вид математической модели обобщённой статической характеристики определяются в ходе экспериментальных исследований.

Статические характеристики нагрузки позволяют определить степень снижения мощности нагрузки при снижении напряжения на шинах потребителя.

Это явление получило название регулирующего эффекта нагрузки по напряжению.

Сначала использовалось регулирование напряжения в центрах питания распределительных сетей и непосредственно у потребителей и на энергоблоках электростанций.

Сейчас эти методы регулирования напряжения называются локальными. Локальное регулирование может быть централизованным и местным. Централизованное управление выполняется в центрах питания. Местное регулирование проводится непосредственно у потребителей.

Регулирование напряжения в центрах питания приводит к изменению режима напряжения во всей сети, которая питается от него. Местное регулирование приводит к изменению режима напряжения в ограниченной части сети.

В зависимости от характера электроприёмников можно выделить три подтипа регулирования напряжения:

– стабилизация напряжения; – двухступенчатое регулирование напряжения; – встречное регулирование.

Стабилизация напряжения применяется для потребителей с практически неизменной нагрузкой в течение суток (трёхсменные предприятия).

Двухступенчатое регулирование выполняется для электроприёмников с ярко выраженным двухступенчатым характером изменения нагрузки (односменные предприятия).

В случае переменной суточной нагрузки выполняется встречное регулирование. Этот подтип регулирования напряжения самый распространённый.

Суть метода встречного регулирования заключается в изменении напряжения в зависимости от изменения графика нагрузки электроприёмника.