Меню

Средства регулирования напряжения это



Общие сведения о регулировании напряжения в распределительных сетях. Способы и средства регулирования напряжения

date image2015-01-21
views image2549

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Регулированием напряжения называют намеренное изменение режима напряжения в электрической сети с целью поддержания напряжения и отклонений напряжения во всех характерных точках электрической сети в допустимых пределах. (Отклонение напряжения — это разность между измеренным (фактическим) напряжение и его истинным значением, отнесенная к номинальному).

Отклонение напряжения в некоторой точке электрической сети определяется по выражению

где δUП — отклонение напряжения на шинах источника питания (районной подстанции, ГПП и т.д.);

DUi — потеря напряжения на i-м элементе сети;

п — число элементов сети между рассматриваемой точкой электрической сети и шинами источника питания;

DUдоб — добавочные напряжения, вносимые средствами регулирования напряжения;

т — число добавочных напряжений.

Для регулирования напряжения в электрических сетях промышленных предприятий применяются:

1) изменение тока возбуждения синхронных генераторов на электростанциях;

1) изменение коэффициента трансформации под нагрузкой применение понизительных трансформаторов на ГПП. Такое регулирование производится автоматически. Без отключения нагрузки и без отключения трансформатора от сети и называется РПН — регулирование под нагрузкой;

2) изменение коэффициента трансформации распределительных трансформаторов путем переключения ответвлений без возбуждения (ПБВ);

3) применение регулируемых БСК, устанавливаемых в непосредственной близости от электроприемников, напряжение которых требуется регулировать;

4) применение СД с автоматическим регулированием тока возбуждения в функции напряжения на шинах питания и имеющих резерв располагаемой РМ не менее 10 — 15 %.

При этом средствами регулирования напряжения в электрических сетях промышленных предприятий являются

1) Генераторы на электростанциях; 2) Трансформаторы с РПН на ГПП;

3) Трансформаторы с ПБВ на распределительных подстанциях;

4) Регулируемы источники реактивной мощности. в том числе6

4.1) БСК, оснащенные средствами регулирования мощности батареи;

4.2) СД. регулируемые в функции поддержания напряжения на шинах.

По назначению и роли средств регулирования в системе электроснабжения регулирование может быть централизованным и местным.

Централизованное регулирование — это регулирование напряжения на шинах центра питания (ЦП), под которым понимают шины низкого напряжения приемной подстанции (ГПП, ПГВ и т.п.). основным средством централизованного регулирования является автоматическое изменение коэффициента трансформации силовых трансформаторов с помощью РПН. При централизованном регулировании напряжение изменяется во всех точках электрической сети.

Местное регулирование применяется для изменения напряжения не во всей сети предприятия, а только у части потребителей. Основным средством местного регулирования напряжения является переключение ответвлений у трансформаторов с ПБВ. Используется для регулирования напряжения на шинах низкого напряжения (0,4 кВ).

26. Добавки и отклонения напряжения, вносимые трансформаторами с ответвлениями.

Для регулирования напряжения трансформаторов путем изменения коэффициента трансформации одну из обмоток двухобмоточного трансформатора (или две обмотки трехобмоточного трансформатора) выполняют с ответвлениями. Ответвления предусматривают, как правило, на стороне высшего напряжения, имеющей меньший рабочий ток. Одно из ответвлений, которому соответствует номинальный коэффициент трансформации, называют основным и обозначают буквой «О». Все другие ответвления называются дополнительными и нумеруются 1, 2, 3 и т.д. Для каждого дополнительного ответвления в паспорте трансформатора указывается отклонение Vi напряжения этого ответвления от первичного номинального напряжения трансформатора. Кроме того, в паспорте указывается число дополнительных ответвлений (число ступеней регулирования). Например, обозначение % означает, что обмотка высшего напряжения трансформатора имеет четыре дополнительных ответвления с шагом регулирования 2,5% от номинального напряжения.

Каждое дополнительное ответвление вносит по отношению к первичному номинальному напряжению отклонение

где п — число ступеней регулирования между дополнительным и основным ответвлениями;

VCT — величина ступени регулирования в процентах.

Если первичное и (или) вторичные номинальные напряжения трансформатора отличаются от соответствующих номинальных напряжений сети, к которой они подключены (6 кВ, 10кВ, 35 кВ, 110 кВ и т.д.), то даже на основном ответвлении трансформатор будет вносить отклонения напряжения, которые обозначаются VН и определяются по следующим формулам [29]. Отклонение, вносимое основным ответвлением первичной обмотки

Читайте также:  Магний при головной боли напряжения

и отклонение, вносимое основным ответвлением вторичной обмотки

где UномI и UномII — номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора;

UIном и UIIном — номинальные напряжения сетей, к которым подключены первичная и вторичная обмотки соответственно.

Суммарное отклонение, вносимое трансформатором с ответвлениями, называют добавка напряжения, обозначается Е или DUдоб и определяется по выражению

Пусть, например, для питания сети 6 кВ установлен трансформатор с Uном1=35 кВ и U2ном=6,3 кВ и регулированием напряжения в диапазоне %. Найдем вносимые им добавки напряжения Е. Для этого сначала найдем отклонение, вносимое за счет UномII UCIIном по (3)

Тогда для каждого ответвления, добавка напряжения будет определяться по выражению (4), из которого при VHI = 0 и VHII = 5% получаем

Е = 5% —Vотв (5)

Расчеты по (5) представлены в таблице 1.

Номер ответвления
Отклонение, вносимое ответвлением, % 2,5 -2,5 -5
Отклонение VHII, %
Добавочное напряжение, вносимое трансформатором Е, % 2,5 7,5
Напряжение на обмотке низшего напряжения при напряжении сети U1 = Uном 6,0 6,15 6,3 6,45 6,6

При известной добавке напряжения Е, вносимой трансформатором, отклонение напряжения на зажимах обмотки низшего напряжения определяется по выражению

где VI — отклонение напряжения сети, подводимого к обмотке высшего напряжения;

DUT — потеря напряжения в трансформаторе

где Р и Q — активная и реактивная мощности, передаваемые через трансформатор;

RT и ХТ — активное и реактивное сопротивления трансформатора, которые можно найти по выражениям

где DPK — номинальные потери мощности КЗ;

I1ном — номинальный ток первичной обмотки;

где ZT— полное сопротивление трансформатора;

UK и Sном — напряжение КЗ и номинальная мощность трансформатора.

Для трансформаторов ГПП обычно RT

Источник

Принципы и средства регулирования напряжения

В электроэнергетических системах для регулирования напряжения используют следующие способы: регулирование возбуждения генераторов электростанций и синхронных компенсаторов, изменение коэффициентов трансформации трансформаторов и автотрансформаторов, введение дополнительной ЭДС с помощью специальных вольтодобавочных трансформаторов и линейных регуляторов, изменение потоков мощности по сети, прежде всего за счет регулирования мощности поперечных компенсирующих устройств, изменение параметров сети, в том числе с помощью устройств продольной компенсации (УПК).

Генераторы электрических станций.

Изменяя ток возбуждения генератора, можно изменять его ЭДС. Напряжение на зажимах генератора при наличии нагрузки

где I ‑ ток статора;

Z‑ полное сопротивление генератора.

При увеличении тока возбуждения будет происходить увеличение ЭДС Е . Одновременно увеличивается выдаваемая реактивная мощность, что приводит к увеличению тока статора I и падению напряжения в генераторе. Если в этом процессе преобладает повышение ЭДС, то напряжение на зажимах генератора будет повышаться.

Достоинством регулирования напряжения генераторами является плавность регулирования.

2. Трансформаторы и автотрансформаторы.

Регулирование напряжения трансформаторами и автотрансформаторами осуществляется посредством изменения коэффициентов трансформации. Для этого на всех трансформаторах выполняют специальные ответвления, которые соответствуют различному числу витков обмоток и, следова­тельно, различным коэффициентам трансформации.

Напряжение на шинах низшего напряжения двухобмоточного трансформатора можно записать в виде

где , ‑ напряжение на шинах низшего напряжения, приведенное к шинам высшего напряжения;

n – коэффициент трансформации, выражаемый через номинальные напряжения обмоток высшего U ВН и низшего U НН напряжений.

При изменении числа витков в обмотке высшего напряжения будет изменяться U в.ном и, следовательно, напряжение на вторичной стороне трансформатора т. е. при переходе с одного ответвления на другое будет происходить регулирование напряжения.

На двухобмоточных трансформаторах ответвления выполняют на обмотке высшего напряжения (ВН), а на трехобмоточных трансформаторах со стороны ВН и среднего напряжения (СН). На обмотке низшего напряжения (НН) ответвления не делают, так как этот вариант по конструкции сложнее из-за большого тока в обмотке НН при одинаковой мощности обмоток ВН, СН и НН.

Читайте также:  Преобразование напряжения по входу ацп

Трансформаторы выпускают со ступенями регулирования от 1,25 до 1,78% и диапазонами регулирования от ±10 до ±16%. Такие большие диапазоны позволяют регулировать напряжение в широких пределах, а малые ступени ‑ устранить недостаток, связанный с дискретностью регулирования.

Вольтодобавочные трансформаторы и линейные регуляторы.

Воздействие на режим напряжений с помощью этих устройств осуществляется путем введения соответствующей дополнительной ЭДС. Их принцип действия одинаков. Если на подстанции для какого‑то потребителя требуется регулировать напряжение по закону, отличному от принципов регулирования для всех остальных потребителей, то только для одной линии может быть установлен линейный регулятор.

Поперечные компенсирующие устройства.

Применение поперечных компенсирующих устройств для воздействия на режим напряжения основывается на способе регулирования за счет изменения потоков мощности в сети.

Изменяя мощность Q к компенсирующего устройства в процессе управления режимом, можно изменять потерю напряжения. Увеличивая выдаваемую компенсирующим устройством реактивную мощность, можно достигнуть такого положения, когда напряжение в конце линии станет больше, чем в начале, хотя активная мощность будет передаваться от начала к концу. Очевидно, это наступит тогда, когда потеря напряжения станет отрицательной:

Отсюда необходимая для этого мощность компенсирующего устройства

Способ регулирования напряжения с помощью поперечных компенсирующих устройств широко применяется в электрических сетях.

Устройства продольной компенсации.

Изменить потерю напряжения можно, изменяя сопротивления R и X. Активное сопротивление можно изменять за счет сечения проводов, но они выбираются исходя из экономических соображений. Реактивное сопротивление можно изменять, в частности, путем расщепления фаз линии. Но для регулирования напряжения этот путь также экономически нецелесообразен. Изменить реактивное сопротивление можно путем включения в рассечку линии устройства продольной компенсации, представляющего собой БК, подключаемую последовательно с сопротивлениями линии. Тогда потерю напряжения можно записать в виде

Эффективность продольной компенсации повышается при больших реактивных сопротивлениях и малых коэффициентах мощности нагрузки. К достоинствам этого способа регулирования напряжения относится мгновенное, непрерывное и автоматическое действие, что особенно важно при наличии колебаний напряжения.

Источник

Способы регулирования напряжения

Различают два способа регулирования напряжения: местное и централизованное.

Под местным регулированием понимают регулирование напряжения непосредственно на месте потребления, т. е. его стабилизацию на заданном уровне у каждого отдельного потребителя (например, стабилизаторы для телевизоров) или сразу для группы потребителей (например, для одного или нескольких домов). В последнем случае в какой-то точке сети устанавливают трансформатор с устройством для регулирования напряжения. Это устройство включают, когда у всех потребителей, питаемых от этого трансформатора, надо поддержать напряжение на определенном уровне (например, 220 В).

Регулирование напряжения может быть автоматическим, без отключения трансформатора от сети. При этом потребитель даже не чувствует, что в трансформаторе происходят какие-то изменения. Такое регулирование напряжения называют регулированием под нагрузкой (РПН). Однако РПН требует применения сложных и дорогих переключающих устройств. Поэтому для трансформаторов небольшой мощности часто применяют регулирование напряжения без возбуждения, т. е. после отключения всех их обмоток от сети. Этот способ регулирования сокращенно называют ПБВ (переключение без возбуждения). После переключения трансформатор вновь включается в работу. При этом способе потребителя на какое-то время вообще отключают от сети. Особенно неудобно это там, где нагрузка меняется часто. Зато устройства ПБВ просты по конструкции и относительно дешевы.

Под централизованным регулированием понимают регулирование напряжения непосредственно на шинах генераторов электростанций при помощи изменения их возбуждения. Централизованное регулирование осуществляют обычно как «встречное», т. е. таким образом, чтобы оно заранее «встречало» колебания напряжения, вызванные нагрузкой. Так, в период наибольших нагрузок у генераторов поднимают напряжение выше номинального, чтобы компенсировать повышенные потери напряжения в сети и поддержать его у потребителя близким к поминальному. И наоборот, когда нагрузка снижается, уменьшают возбуждение у генераторов и соответственно напряжение в сети.

Читайте также:  Схема усилителя отрицательного напряжения

Основными электроприемниками реактивной мощности являются асинхронные двигатели, трансформаторы, люминесцентные лампы, индукционные печи, реакторы и т.д.

Генераторы электростанций являются основными источниками реактивной мощности. Номинальный коэффициент мощности генераторов, равный отношению активной мощности генератора Рг к его полной мощности Sг(cos jг = Pг/Sг), составляет 0,85—0,9, и, значит, выработка реактивной мощности генераторами не может превышать 0,5—0,6 генерируемой ими активной мощности. Это означает, что генераторы электростанций не могут обеспечить всей потребности в реактивной мощности. Поэтому в ЭЭС широко применяются компенсирующие устройства. К ним относятся:

· конденсаторные батареи (КБ), применяемые в основном на напряжении 0,22—10 кВ. Будучи установленными в узлах нагрузки, они позволяют частично разгрузить электрические сети от передачи по ним реактивной мощности;

· синхронные компенсаторы (СК) — синхронные машины, работающие без нагрузки на валу, т.е. в режиме холостого хода. Синхронные компенсаторы выпускаются сравнительно большой мощности (50—320 MB · А) и устанавливаются, как правило, на районных подстанциях, где график нагрузки меняется в широких пределах, в связи с чем существенно изменяется баланс реактивной мощности. Как правило, это подстанции напряжением 330—500 кВ и выше, где СК устанавливаются на шинах низшего напряжения (10—20 кВ). Синхронный компенсатор может быть снабжен устройством автоматического регулирования возбуждения, и при снижении напряжения он автоматически будет увеличивать выработку реактивной мощности, тем самым стабилизируя напряжение;

· статические тиристорные компенсаторы (СТК) состоят из параллельно включенных управляемых реакторов и КБ, которые подключаются к сети высокого напряжения через трансформатор. Для регулирования реактивной мощности используются тиристоры. Такое сочетание реакторов и КБ позволяет использовать СТК как для генерации (при преобладании емкостного элемента), так и для потребления реактивной мощности (при преобладании индуктивного элемента). Статические тиристорные компенсаторы выпускаются большой номинальной мощности и устанавливаются на промежуточных и конечных подстанциях мощных электропередач, а также в крупных узлах нагрузки для стабилизации режима сети при резкопеременном характере нагрузки. Использование СТК в питающих сетях позволяет: стабилизировать напряжение в месте подключения СТК; уменьшить потери активной мощности в электропередаче; увеличить пропускную способность линии и тем самым устранить необходимость сооружения новой линии; улучшить условия регулирования напряжения; демпфировать колебания мощности и напряжения;

· шунтирующие реакторы (ШР) используются для потребления излишней реактивной мощности в ЭЭС и ввода напряжений в допустимую область. Реакторы абсолютно необходимы при наличии в ЭЭС протяженных воздушных линий сверхвысокого напряжения, которые, как указывалось выше, генерируют реактивную мощность, вследствие чего возможно увеличение напряжений на элементах ЭЭС сверх допустимых значений. Устанавливаются реакторы на конечных и промежуточных подстанциях длинных линий электропередач, их включение и отключение производится дежурным персоналом по распоряжению диспетчера ЭЭС. Использование регулируемых ШР позволяет осуществить стабилизацию напряжения в точке подключения реактора.

Вопрос

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник