Выбор устройств регулирования напряжения

Необходимо обеспечить допустимые значения напряжений во все точках питающей и распределительной сети ЭС.

Режим напряжения питающих районных сетей определен экономичностью и устойчивостью ЭС, а режим напряжения распределительной сети – условиями работы её электропотребителей.

Максимально допустимое напряжение сетей 35 – 220 кВ ограничено условиями работы изоляции линий и электрооборудования подстанций и его определяют через номинальное напряжение сети из соотношения

Вместе с тем, допустимый диапазон изменения напряжения, питающего районную подстанцию, зависит от регулировочного диапазона установленных устройств регулирования напряжения. Если напряжение не выходит за пределы регулировочного диапазона, то желаемый уровень напряжения на шинах НН районных подстанций, являющихся центрами питания (ЦП) распределительной сети, как правило, можно обеспечить согласно принципу встречного (согласного) регулирования напряжения, при котором напряжение ЦП изменяется с изменением нагрузки распределительной сети: при возрастании суточных нагрузок напряжение ЦП необходимо увеличивать, при снижении – уменьшать. Напряжение на шинах ЦП следует поддерживать:

в режиме максимальных нагрузок

врежимеминимальныхнагрузок

Причем желаемое напряжение ЦП не должно превышать номинального напряжения обмотки трансформатора.

Добавка напряженияΔ Е предназначена компенсировать потери напряжения в распределительной сети с тем, чтобы обеспечить допустимые отклонения напряжения у электропотребителей. Большие добавки необходимо принимать для более мощных трансформаторов, питающих разветвленные распределительные сети с повышенными значениями потерь напряжения.

Для регулирования напряжения могут быть использованы трансформаторы с РПН, а также синхронные компенсаторы конденсаторные установки, включенные на шины ЦП. Если невозможно обеспечить желаемых напряжений при помощи трансформаторов с РПН, следует применить конденсаторные установке или синхронные компенсаторы.

Выбираем коэффициенты трансформации для двухобмоточных трансформаторов или, что одно и то же, определяем соответствующее регулировочное ответвление на первичной обмотке трансформатора согласно принципиальной схеме и схеме замещения (Рисунок3.12).

а) б)

Рисунок3.12 - Принципиальная схема (а) и схема замещения (б) двухобмоточного трансформатора с коэффициентом трансформации

Электрическим расчетом определены величины напряжений на первичных обмотках трансформаторов. Трансформатор характеризуют номинальные напряжения ответвлений первичной обмотки и номинальное напряжение обмотки низшего напряжения. Желаемое напряжение на шинах низшего (вторичного) напряжения

откуда определим значение регулировочного ответвления:

На районных понизительных подстанциях устанавливают, как правило, трансформаторы с РПН, позволяющие изменять регулировочные ответвления без отключения трансформатора, чтобы обеспечить желаемый режим напряжения на шинах НН при изменении подведенного напряжения . По действующим нормам к трансформатору можно подводить напряжение, не превышающее номинального напряжения рабочего ответвления более чем на 5%.

С учетом отмеченного выше определим расчетные значения ответвлений, соответствующие режиму наибольшей и наименьшей нагрузок и послеаварийному режиму:

Приняв ближайшие стандартные регулировочные ответвления трансформатора, получим фактические напряжения на шинах НН в соответствующем режиме:

Фактические значения напряжений на шинах НН сравним с принятыми желаемыми значениями напряжений для соответствующих режимов:

Отклонения не должны превышать половины ступени регулирования.

Регулирование напряжения перераспределением реактивных мощностей достигают установкой синхронных компенсаторов (СК) и конденсаторных батарей (КБ), а также перераспределением реактивных нагрузок между станциями.

Мощность компенсирующего устройства определяют по величине напряжения, которое необходимо обеспечить на шинах вторичного напряжения приемной подстанции. Она будет наименьшей, если соблюсти условие

где и – приведенные к первичной стороне напряжения на шинах вторичного напряжения соответственно в режимах наибольших и наименьших нагрузок. В качестве расчетных напряжений можно принять напряжения любых ступеней ЭС. Приведенные к высокой стороне желаемые напряжения следующие:

– в режиме наибольших нагрузок

– в режиме наименьших нагрузок

В формулах (3.101), (3.102) значения для обоих режимов подбирают одинаковыми из условия (3.100).

Теперь можно определить приближенное значение расчётной мощности синхронного компенсатора (без учета изменении мощности нагрузок узлов по статическим характеристикам):

– в режиме наибольших нагрузок (режим перевозбуждения СК)

– в режиме наименьших нагрузок (режим недовозбуждения СК)

где – суммарное реактивное сопротивление сети от балансирующего источника до места установки компенсирующего устройства. Величины , , необходимо привести к одному расчётному напряжению.

При положительной мощности синхронного компенсатора СК работает

в режиме недовозбуждения, т.е. потребления реактивной мощности. Номинальную мощность СК подбирают по режиму наибольших нагрузок. Поскольку на районных подстанциях, как правило, устанавливают два трансформатора, необходимы два СК с номинальной мощностью, равной примерно половине расчётной .

Приведенные формулы могут быть использованы и для определения

мощности конденсаторной батареи с учетом того, что КБ может только выдавать реактивную мощность, это соответствует режиму перевозбуждения синхронного компенсатора. При этом мощность КБ, которую необходимо включить для регулирования напряжения в режиме наибольших нагрузок, будет наименьшей, если установить на трансформаторах минимальный коэффициент трансформации.