Регулювання напруги на шинах тп для зменшення зрівнюючих струмів

Різниця напруг на шинах тягових підстанцій призводить до появи зрівняльних струмів, що негативно впливає на електрифіковану дільницю в цілому. Регулюванням напруги можна зменшити зрівняльні струми, що в свою чергу приведе до зменшення додаткових втрат енергії.

Розглянемо безпосередньо питання регулювання напруги на шинах тягової підстанції. Для стабілізації й регулювання напруги на шинах тягових підстанцій і в окремих точках тягової мережі ділянок, електрифікованих на постійному струмі, розроблені пристрої для перемикання відгалужень обмоток понижувальних трансформаторів під навантаженням (РПН), перетворювальні трансформатори зі ступінчатим і безконтактним регулюванням, комплектний випрямний агрегат ПВЕР з безконтактним регулюванням напруги й регульовані вольтодобавочні пристрої (ВДП). Крім того, напругу на шинах тягової підстанції підвищують установки КПИ та УПИ, а в тяговій мережі - електровози в режимі рекуперації. Всі існуючі способи керування режимом напруги в системі тягового електропостачання можуть бути розділені на три групи :

1) місцеве керування, коли керуючі сигнали виробляються на основі інформації, одержуваної в місці керування;

2) зонне керування, коли використовують у якості вихідної інформації навантаження й напругу даної підстанції й двох сусідніх (праворуч і ліворуч), а також напруги в одній або декількох точках тягової мережі на прилеглих міжпідстанційних зонах;

3) централізоване керування, коли вихідна інформація надходить з багатьох точок ділянки по системі телевимірювання, а керування здійснюється по команді від спеціального пристрою, що визначає завдання місцевих регулюючих пристроїв для досягнення загального оптимуму.

Режими напруги вибирають залежно від характеру підключених до мережі споживачів і їхньої віддаленості від центра живлення. Принципово можливі два режими, рис. 14 .48.

а – стабілізація

б – зустрічне регулювання

Рис. 14.48.Режими (закони) регулювання напруги

Стабілізацію напруги застосовують, коли до центра живлення підключені промислові підприємства з 3-х змінним характером роботи, що мають рівний графік навантаження, Т_м≥ 5500-6000ч. Закон зустрічного регулювання застосовують для змішаного навантаження, комунально-побутових і 1-2-х змінних підприємств, Т_м< 5500ч, причому, чим менше Т_м, тим більше нагальна потреба в регулюванні (від 1,0U_ном до 1,1U_ном). При менш глибокому регулюванні напруга на шинах центра живлення повинна підтримуватися в діапазоні (1,05-1,1) U_ном або (1,0-1,05) U_ном.

Задача регулювання напруги пов’язана з прогнозуванням, рис. 14 .49.

а) можливий випадок кривої зміни напруги

б) вартість економії електроенергії за рахунок зниження зрівняльного струму (зменшення дисперсії);

Рис. 14.49.- Приклад використання короткострокового прогнозу

_{Розглянемо можливий випадок кривої зміни напруги на деякому інтервалі часу}

Якщо прийняти математичні очікування напруги на суміжних підстанціях рівними, а самі ці напруги некорельованими випадковими величинами, то зниження середньої потужності втрат на зрівняльний струм визначається так:

(14.129)

де і- значення дисперсій напруги на шинах підстанції, якщо перемикання не здійснене і здійснене відповідно.

Тоді економія електроенергії за рахунок зниження дисперсії на відрізку часу (рис. 14 .49) складе:

(14.130)

Нехай у момент часу t2 (рис. 14 .50,а) напруга перевищила верхню межу зони нечутливості , у момент часу t3 досягнуте значення уставки ТВ. Якщо не використовувати апарат короткострокового прогнозування з попередженням то у момент t3 відбулося б безумовне спрацьовування РПН і напруга знизилася б на значення ступеня регулювання(крива I). Допустимо, що СРН має в своєму розпорядженні нехай навіть згладжену, прогнозну криву зміни напруги з попередженнямдо моменту часу t5. Якщо тенденція передбаченої зміни напруги відповідає кривій 3, то в цьому випадку необхідне перемикання. На рис. 14 .50,б крива I, мабуть, розташовуватиметься вищеі доцільність перемикання не викликає сумнівів. Цікавіший випадок, коли зміна напруги відповідає кривій 2 в межах. Якщо результат процедури прогнозу на якийсь часприпускає розвиток тенденції зміни напруги по кривій 2 (рис. 14 .50,а) то можливий альтернативний випадок:

а) При вартості заощадженої електроенергії за рахунок зниження зрівняльного струму, викликаного різницею напруги протягом часу

- ТВ (заштрихована область), що перевищує рівень витрат на одне перемикання (крива 2,рисунок б) пониження напруги на один ступінь доцільно.

б) Якщо вартість заощадженої енергії не виправдовує витрат на одне перемикання, то ніяких заходів проводити не потрібно (крива 3). Таким чином, реалізація апарату формування короткострокового прогнозу зміни напруги дає можливість СРН ухвалювати рішення про характер заходів, виконання яких обумовлює досягнення мети оптимального регулювання напруги по критерію мінімуму експлуатаційних витрат.