4.6 Определение необходимых диапазонов регулирования напряжения в пунктах приема электроэнергии и допустимых потерь напряжения в распределительных электрических се­тях

Регулирование напряжения на шинах среднего напряжения 6 - 20 кВ ППЭ приводит к изменению напряжения во всей электрической сети. Такое регулирование называется централизованным. Если применение технического средства вызывает изменение напряжения только в отдельных частях электрической сети, то такое регулирование называется местным. Централизованное регулирование, как правило, встречное или согласованное, потому что в часы максимальных нагрузок напряжение на шинах ППЭ повышается, а в часы минимальных нагрузок снижается. Автоматическое регулирование РПН при этом ведется по одному току нагрузки. Централизованное регулирование напряжения в ППЭ может обеспечить требуемое качество электроэнергии у ЭП при установке ПБВ распределительных трансформаторов (РТ) на соответствующее регулировочное ответвление, если ЭП однородные графики изменения их электрических нагрузок практически однотипны). Если же к шинам ППЭ подключены разнородные ЭП, то приходится применять либо средства местного регулирования напряжения, либо так называемые схемы группового (дифференцированного) регулирования, при этом ЭП разделяются на группы в соответствии с характером их нагрузки и разнотипные группы подключаются к различным секциям шин трансформаторам) ППЭ. Иногда на ППЭ нельзя или затруднительно разделить линии среднего напряжения на такие группы по условиям надежности электроснабжения или когда неоднородные потребители рассредоточены вдоль линии. В этих случаях на шинах ППЭ урегулирование напряжения ведется в соответствии с условиями, которые определяются той группой однородных потребителей, которая имеет наибольшую долю в общей электрической нагрузке. Для обеспечения необходимых уровней напряжения у остальных ЭП, питающихся с данного ППЭ, должны быть использованы средства местного регулирования напряжения (ЛР, СД, БСК, трансформаторы с ПБВ). Необходимо отметить, что применение централизованного регулирования напряжения в ППЭ значительно затрудняет применение трансформаторов с расщепленными обмотками сдвоенных реакторов, так как эффективное использование РПН в этом случае возможно только при условии поддержания на секциях шин ГПП ПГВ одинаковой нагрузки. В то же время применение трансформаторов с расщепленными обмотками и сдвоенных реакторов очень эффективно с точки зрения ограничения токов КЗ и улучшения качества электроэнергии для питания с различным характером изменения нагрузки.

Для анализа режимов напряжения необходимо применять методы теории вероятности и математической статистики. Однако для упрощения практического представления о возможных режимах на шинах ППЭ и во всей распределительной электрической сети, а также допустимых потерь напряжения в электрических сетях среднего и низкого напряжения целесообразно использовать графические представления с учетом крайних наиболее характерных режимов работы потребителей: с наибольшими и наименьшими электрическими нагрузками. В качестве критерия правильности решения вопросов регулирования напряжения принимается условно для всех ЭП, присоединенных к рассматриваемой электрической сети, с отклонение напряжения (V) от номинального (U_H) не должно выходить пределы допустимых значений, то есть

V₊ ≥ V ≥ V_,

где V₊ и V_ - пределы технически допустимых значений отклонений напряжений от номинального положительного и отрицательного.

Для режима наибольших нагрузок в соответствующих точках сети потери и отклонения напряжения обозначаются ΔU_i^' и V_i^' а для режима наименьших нагрузок – ΔU" и V". Разность между отклонениями напряжения в данной точке сети в максимальном и минимальном режимах называется диапазоном отклонения напряжения, который определяется из выражения

α = V_i^' - V_i^''.

Анализ режимов напряжения в электрических сетях предприятий показывает, что для обеспечения необходимого режима напряжения у ЭП нужно выполнять следующие требования:

- со стороны питающей сети к входным зажимам понижающих трансформаторов должно быть подведено напряжение, находящееся в

допустимых пределах;

- автоматический регулятор устройства РПН понижающих трансформаторов должен иметь специально выбранные уставки применительно к условиям рассматриваемой сети;

- в распределительной сети среднего напряжения потери напряжения не должны быть больше допустимого значения;

- РТ должны быть включены на специально подобранные рабочие регулировочные ответвления;

- в распределительных сетях низкого напряжения потери напря­жения не должны быть больше допустимого значения.

В настоящее время трансформаторы с высшим напряжением 110 кВ имеют диапазоны регулирования ±16 % (9·1,78 %), с высшим напряжением 220 кВ - диапазон ±12 % (8·1,5 %). Для обеспечения устойчивости регулирования напряжения зона нечувствительности регулятора устройства РПН должна быть больше ступени регулирования трансформатора ППЭ и принимается обычно равной 2,5 – 3 %. Выбор закона регулирования должен производиться для предельных режимов работы потребителей совместно с выбором регулировочных ответвлений РТ.

Соотношения между потерями и отклонениями напряжения в различных точках электрической сети рассмотрим на примере (рисунке 4.4).

Рисунок 4.4 – Схема и графики напряжений для распределительной сети сред­него и низкого напряжения

На рисунке 4.4, а представлена схема электрической сети и ее элементы: шины среднего напряжения ППЭ, ЛЭП СН, РТ и распределительная сеть низкого напряжения с указанием расположения ближайшего к шинам НН РТ ЭП в точке А и самого удаленного - в точке В.

На рисунке 4.4, б показаны потери и отклонения напряжения в электрической сети при максимальных нагрузках ЭП и зоны допустимых отклонений у ЭП (заштрихованная часть). Все ЭП приняты однородными для ЭП в точке В в максимальном режиме отклонение напряжения при установке регулировочной отпайки в положении 1 выходит за установленные пределы (штриховая линия).

В целях исправления режима напряжения необходимо выбрать регулировочное ответвление у РТ с добавкой Е. Тогда отклонение напряжения для всех ЭП низкого напряжения будет в допустимых пределах (сплошная линия). Для трансформаторов с ПБВ, имеющих коэффициент трансформации

6-20 ± 2·2,5 %/0,4 кВ, значения добавок напряжения приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1