5.10 Регулювання частоти і напруги на електричних станціях.

При зниженні частоти особливо помітно знижується активна потужність асинхронних двигунів. На інші електроприймачі зниження частоти так негативно не впливає ( на освітлювальні прилади, побутові прилади, дугові електричні печі).

Влияние отклонения частоты

Жесткие требования стандарта к отклонениям частоты питающего напряжения обусловлены значительным влиянием частоты на режимы работы электрооборудования, ход технологических процессов производства и, как следствие, технико-экономические показатели работы промышленных предприятий. Электромагнитная составляющая ущерба обусловлена увеличением потерь активной мощности в электрических сетях и ростом потребления активной и реактивной мощностей. Известно, что снижение частоты на 1 % увеличивает потери в электрических сетях на 2 % . ЭП 2-й и 3-й групп, наиболее подверженые влиянию частоты, имеют регулировочные возможности, благодаря которым потребляемая ими мощность из сети остается практически неизменной. Наиболее чувствительны к понижению частоты двигатели собственных нужд электростанций. Снижение частоты приводит к уменьшению их производительности, что сопровождается снижением располагаемой мощности генераторов и дальнейшим дефицитом активной мощности и снижением частоты (имеет место лавина частоты). Такие ЭП, как лампы накаливания, печи сопротивления, дуговые электрические печи на изменение частоты практически не реагируют. Отклонения частоты отрицательно влияют на работу электронной техники: Кроме этого, пониженная частота в электрической сети влияет и на срок службы оборудования, содержащего элементы со сталью Для предотвращения общесистемных аварий, вызванных снижением частоты предусматриваются специальные устройства автоматической частотной разгрузки (АЧР), отключающие часть менее ответственных потребителей.

Вплив відхилення напруги на режими роботи та показники типових електроприймачів та елементів мережі.

Порізному залежать активна і реактивна потужність споживачів від напруги. Особливо сильно залежить від напруги активна потужність, що споживається побутовими приладами, дуговими печами.

Влияние отклонения напряжения на работу электрооборудования:

 Технологические установки:

 При снижении напряжения существенно ухудшается технологический процесс, увеличивается его длительность. Следовательно, увеличивается себестоимость производства.  При повышении напряжения снижается срок службы оборудования, повышается вероятность аварий.

 При значительных отклонениях напряжения происходит срыв технологического процесса.

 Освещение:

 Снижается срок службы ламп освещения, так при величине напряжения 1,1·U_ном срок службы ламп накаливания снижается в 4 раза.

 При величине напряжения 0,9·U_ном снижается световой поток ламп накаливания на 40 % и люминесцентных ламп на 15 %.  При величине напряжения менее 0,9·U_ном люминесцентные лампы мерцают, а при 0,8·U_ном просто не загораются.

 Электропривод:

 При снижении напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя на 15 % момент снижается на 25 %. Двигатель может не запуститься или остановиться.  При длительной работе на напряжении 0,9·U_ном срок службы двигателя снижается вдвое.  При повышении напряжения Снижается эффективность работы привода и сети.

Поэтому, ГОСТ 13109-97 устанавливает нормально и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах электроприёмников в пределах соответственно  δUy_нор= ± 5 % и  δUy_пред= ± 10 % номинального напряжения сети.

Обеспечить эти требования можно двумя способами: снижением потерь напряжения и регулированием напряжения.

ΔU = (P·R + Q·X) / U_{ЦП (ТП)}

Статичні характеристики по напрузі:

1 – нормально працює Есистема.

(1)

При зниженні напруги, знижується навантаження P, Q , що призводить до зниження втрати напруги – позитивний регулювальний ефект, але він діє до критичної точки 0,7-0,8 Uном. Коли напруга стає нажчою цього рівня, то виникає лавина напруги. Щоб цього не допустити встановлюють у колі генератора арз та підвищують напругу

Негативний регулювальний ефект при U<U_кр. У останньому випадку зниження U₁ викликає і зниження U₂, при зростанні Q₂ збільшуються втрати у лінії. Це призводить до подальшого зниження напруги U₂ – таке явище називають лавиною напруги.

При такій аварії зупиняються синхронні двигуни, реактивні потужності асинхронних збільшуються , баланс реактивної потужності порушується Qсп>>Qг. Це можна зупинити за рахунок вимкнення навантаження, вмикають АРЗ на синхронних генераторах.

1. особливості регулювання напруги на автотрансформаторах.

Автотрансформатори можуть мати: 1) пристрій регулювання напруги в нейтралі, тобто з боку нульового виводу обмотки ВН (випускались промисловістю раніше); 2) пристрій регулювання з боку лінійного виводу обмотки СН (випускаються зараз). 1) при переході з одного відгалуження на інше змінюються коефіцієнти трансформації КАТ В-С і КАТ В-Н. змінюються Кат в-с і Кат в-н, Кат в-с при позитивній добавці напруги пристроєм регулювання в порівнянні з номінальними коефіцієнтами трансформації зменшиться, а Кат в-н збільшиться:

При негативній добавці напруги пристроєм - навпаки. Тоді, при установці пристрою регулювання в нейтрали АТ відбувається неузгоджене регулювання напруги на шинах обмоток СН і НН, тобто при підвищенні напруги на шинах СН напруга на шинах НН знижується і навпаки. Але споживачі, які підключені до шин СН і НН, розташовані в приблизно однім територіальному районі і іх навантаження змінюються подібно. Якщо росте споживана потужність на стороні СН АТ, то росте споживана потужність і на стороні НН. Напругу необхідно збільшувати як на стороні СН, так і на стороні НН АТ, а зробити це не можна. 2) АТ при наявності устрої регулювання з боку лінійного виводу обмотки середньої напруги. Кат в-с= var, а Кат в-н = const (не залежить від відгалуження устрою регулювання). Звідси випливає, що при установці пристрою з боку лінійного виводу обмотки СН АТ можна регулювати напругу тільки на стороні СН. Якщо до обмотки НН АТ підключити навантаження, то потрібно вирішувати питання з регулюванням напруги на стороні НН АТ. Звичайно для цієї цілі встановлюють ВДА.