4.5. Методы регулирования напряжения в электрических сетях

Напряжение в сети непрерывно меняется из-за изменения:

а) нагрузки,

б) сопротивления элементов сети,

в) режимов работы источников питания (ИП).

Регулирование напряжения – это изменение уровня напряжения в характерных точках сети с помощью специальных технических средств.

Рис.4.8. Способы регулирования напряжения.

Напряжение на шинах потребителя: .

Возможности изменения напряжения :

1) С помощью изменения напряжения в центре питания (ЦП). Этот способ называется централизованным регулированием.

2) С помощью линейного регулятора (ЛР, рис.4.8). Фаза и величина добавки ΔUлр изменяются с помощью переключения концов вторичной обмотки и отпаек вольтодобавочного трансформатора.

3) - изменение реактивной мощности путем подключения конденсатор­ных батарей. Этот способ называется «компенсация реактивной мощности» или «поперечная компенсация».

4. Изменение реактивного сопротивления за счет последовательно включен­ных конденсаторов (Х – Хс). Этот способ называется «продольная компенсация». Он используется для ВЛ 6 кВ средней длины, для длинных линий высокого сверхвысокого напряжения и для питания резкопеременной нагрузки (дуговые печи, прокатные станы, сварка).

4.6. Регулирование напряжения в цп с помощью трансформатора

Существует 2 типа регуляторов напряжения:

1. ПБВ – переключение без возбуждения.

2) РПН – регулятор под нагрузкой (цепь не должна разрываться).

Принцип действия обоих регуляторов заключается в изменении коэффициента трансформации силового трансформатора путем изменения числа витков первичной обмотки (рис.4.9).

Рис.4.9. Изменение коэффициента трансформации силового трансформатора.

Коэффициент трансформации:

; , гдеU₁, U₂ – первичное и вторичное напряжения на холостом ходу.

Переключатели ПБВ и РПН устанавливают на первичной обмотке, т.к. первичный ток трансформатора в Кт раз меньше вторичного .

Трансформаторы с РПН

Переключение отпаек под нагрузкой производится без разрыва электрической цепи. В процессе переключения соседние отпайки оказываются на короткое время замкнуты, но ток замыкания ограничивают с помощью специальных активных сопротивлений или реакторов. Перемещение переключателя отпаек осуществляется с помощью электропривода, управляемого дистанционно в ручном или автоматическом режиме.

Трансформаторы с ПБВ

Современные трансформаторы с ПБВ стандартно имеют 5 отпаек (положений переключения), с номерами: -2, -1, 0, +1, +2, отпайка «0» - соответствует первичному номинальному напряжению.

Рис.4.10. Отпайки трансформатора с ПБВ.

Разность напряжений между соседними отпайками обозначается и называется ступенью регулирования.

Пример: трансформатор с ПБВ имеет первичное номинальное напряжение U_1Н = 10 кВ. В таблице приведены номинальные напряжения отпаек.

Номер отпайки	-2	-1	0	+1	+2
Номин. напряж. отпайки, кВ	9,5	9,75	10	10,25	10,5

Добавка напряжения на трансформаторах с ПБВ

Понятие добавки рассмотрим на примере: трансформатор ТМ 1000 10/0,4,

, номинальное напряжение сети ВН - . Т.е. отклонение подведенного к отпайке «0» напряжения. Номинальное вторичное напряжение трансформатора, а номинальное напряжение сети НН -, отклонение напряжения на вторичной стороне:(на холостом ходу).

т.е. на нулевой отпайке добавка D = V₂ – V₁ = 5 – 0 = 5%.

Ниже приведена таблица соответствия номеров отпаек и добавок.

Отпайка	+2	+1	0	-1	-2
D %	0	2,5	5	7,5	10

Если трансформатор работает под нагрузкой, в нем возникает потеря напряжения ΔUт. В этом случае отклонение напряжения на вторичной стороне: V₂ = V₁ – ΔUт + D. Например: к трансформатору, работающему на отпайке +1 (D = 2,5), ΔUт = 3%, подведено напряжение с отклонением V₁ = – 2%. Отклонение напряжения на вторичной стороне: V₂ = – 2 – 3 + 2,5 = – 2, 5%.