15 Вентильные источники реактивной мощности
Вентильные источники реактивной мощности представляют собой устройства, состоящие из емкости и управляемого реактора (индуктивности), соединенных последовательно (рис. 3.3) или параллельно.
Вентильные источники допускают плавное регулирование реактивной мощности путем изменения индуктивности реактора. Если суммарное сопротивление вентильного источника имеет индуктивный характер, то реактивная мощность потребляется; если характер суммарного сопротивления – емкостный, то реактивная мощность генерируется.
Данные устройства представляют собой статический аналог синхронного компенсатора. Они достаточно дороги и используются сравнительно редко. Область их применения – сети сверхвысокого напряжения.
16 Регулирование напряжения
16 Общие положения
Одним из показателей качества электроэнергии, которые регламентируются ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения», является установившееся отклонение напряжения на выводах электроприемников. Оно определяется как разность между фактическим и номинальным напряжением, возникающая при сравнительно медленном изменении режима, когда скорость изменения напряжения составляет менее 1% в секунду, и выраженная в процентах:
.
(4.1)
Нормально допустимые значения установившегося отклонения напряжения составляют ±5%; предельно допустимые (не более 5 % времени работы) равны ±10%. Отрицательные отклонения напряжения приводят к нарушению нормальной работы электроприемников, а положительные – к повышенному износу электрооборудования.
Элементы сети обладают конечными сопротивлениями, и на них возникают падения напряжения, в результате чего отклонения напряжения на выводах потребителей могут выйти за допустимые пределы. Чтобы этого не происходило, применяются специальные методы и средства регулирования напряжения.
Рассмотрим распределительную сеть с одной линией и трансформатором (рис. 4.1).
Напряжение на зажимах потребителя определяется выражением:
.
(4.2)
Из данного выражения видно, что напряжение у потребителя можно регулировать следующими способами:
1) изменением напряжения в центре питания UЦП;
2) изменением потерь напряжения U;
3) изменением коэффициентов трансформации kтр трансформаторов распределительной сети.
Первый способ представляет собой централизованное регулирование, так как при этом меняются напряжения сразу у многих потребителей. Второй и третий способы относятся к местному регулированию.
Централизованное регулирование напряжения обычно производится по принципу встречного регулирования, под которым понимается регулирование напряжения в зависимости от тока нагрузки. При этом в режиме максимальных нагрузок напряжение в центре питания поддерживается на уровне (1,05 – 1,1)Uном; в режиме минимальных нагрузок – на уровне (1 – 1,05)Uном; если мощность в режиме минимальных нагрузок составляет менее 30% от мощности режима максимальных нагрузок, то напряжение в центре питания поддерживается на уровне Uном. Принцип встречного регулирования основан на том, что чем больше ток нагрузки, тем больше потери напряжения и тем выше должно быть напряжение в центре питания, чтобы обеспечить необходимые уровни напряжения у потребителей.
Центр питания распределительной сети обычно является трансформаторной подстанцией, поэтому напряжение в центре питания можно регулировать либо с помощью генераторов, либо путем изменения коэффициентов трансформации трансформаторов питающей сети. Таким образом, окончательно можно выделить следующие способы регулирования напряжения:
1) с помощью генераторов;
2) путем изменения коэффициентов трансформации;
3) путем изменения потерь напряжения.