17.4 Способы изменения и регулирования напряжения в сети

Для обеспечения требований, предъявляемых к качеству напряжения электроприемниками и электроаппаратами, значения напряжений в каждой точке электрической сети должны находиться в определенных допустимых пределах. Практический допустимый режим напряжений без применения специальных регулирующих устройств может быть обеспечен только при условии, что суммарные потери напряжения в сети относительно небольшие. Это имеет место в электрических сетях небольшой длины с малым числом промежуточных трансформаций.

Современные электрические системы характеризуются многоступенчатой трансформацией и большой длиной линии различных напряжений. Суммарная величина потерь напряжения при передаче электроэнергии от источников до потребителей получается большой. При изменении значений нагрузок от наименьших до наибольших суммарные потери напряжения также изменяются. В результате на зажимах электроприемников имеет место изменение напряжения в значительных пределах, превышающих допустимые. В этих условиях нельзя обеспечить требуемое качество напряжения без применения специальных регулирующих устройств.

Задачей регулирования напряжения является намеренное изменение режима напряжений в отдельных пунктах сети по заранее заданным законам. Более надежным и экономичным является автоматическое регулирование напряжения. Законы регулирования напряжения должны устанавливаться из условий обеспечения наиболее экономичной совместной источников реактивной мощности, электрических сетей и присоединенных к ним электроприемников. Выбор исходных положений для регулирования напряжения во многом зависит от местных условий, типа сети, состава электроприемников и т.п.

Задачи регулирования напряжения по разному решаются в условиях проектирования и эксплуатации электрических сетей.

17.5 Учет технических ограничений при выборе сечений проводов воздушных и кабельных линий

Приведем дополнительно к рассмотренным в параграфах 12.7 и 12.8 технические ограничения, которые должны учитываться при выборе площади сечения проводников линий различного номинального напряжения и конструктивного исполнения.

Коронирование проводов воздушных линий. С учетом возможности появления короны провода должны удовлетворять следующему условию:

(12.62)

где Е_МАКС - максимальная напряженность электрического поля у поверхности лю­бого провода при среднем эксплуатационном напряжении; Е₀ - напряженность электрического поля, соответствующая появлению общей короны.

Значения Е_МАКС и Е₀ зависят от диаметра провода, а Е_МАКС кроме того непо­средственно связана с напряжением, подводимым к проводам. Следовательно, различным номинальным напряжением будут соответствовать вполне определен­ные минимальные диаметры проводов, для которых соблюдается условие (12.62). Поскольку диаметры и площади сечения проводов в свою очередь связаны между собой, то выбор (проверка) проводов по условию короны может быть произведен по условию

где F_{нм. кор} — наименьшая допустимая площадь сечения.

В линиях напряжением 35кВ и ниже F_нм._коp получаются существенно ниже, чем площади сечения проводов, соответствующие другим условиям. Поэтому учет коронирования производят при выборе проводов линий напряжением 110 кВ и выше.

Механическая прочность проводов воздушных линий. С учетом механи­ческих свойств проводов их площади сечения должны удовлетворять условию:

(12.64)

где F_{нм. мех} — наименьшая допустимая площадь сечения по условию механической прочности.

В соответствии с ПУЭ [12] на линиях напряжением до 1кВ алюминиевые провода могут применяться с площадью сечения не менее 16 мм², а сталеалюминевые — не менее 10 мм². На линиях более 1кВ наименьшие площади сечения установлены в зависимости от толщины стенки гололеда Ь: при b < 10 мм для алюминиевых проводов 35 мм² и сталеалюминевых 25 мм²; при b > 15 мм для алюминиевых проводов 50 мм² и сталеалюминевых 35 мм². На переходах линии через судоходные реки, в пролетах пересечений с инженерными сооружениями Р_нм.мех увеличены [12].

Термическая стойкость. Проверке на термическую стойкость подлежат проводники при протекании по ним токов короткого замыкания. Практическое значение данное ограничение имеет в основном для кабельных линий и изолиро­ванных проводов, т. к. в них даже кратковременное протекание токов короткого замыкания может вызвать повреждение изоляции из-за ее недопустимого нагрева.