Раздел 5. Регулирование частоты и напряжения

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Тема 5.1. Баланс мощностей и регулирование частоты в энергосистеме

5.1.1. Баланс активных и реактивных мощностей в энергосистеме

[1, с. 114-118].

5.1.2. Характеристики первичных двигателей электростанций

[1, с. 118-121].

5.1.3. Первичное и вторичное регулирование частоты

[1, с. 121-126].

5.1.4. Регулирование частоты в энергосистеме

[1, с. 126-131].

5.1.5. Выработка реактивной мощности на электростанциях

[1, с. 134-139].

5.1.6. Компенсирующие устройства.

[1, с. 139-144; 2, с. 170-175].

Тема 5.2. Регулирование напряжения в электрических сетях

5.2.1. Методы и принципы регулирования напряжения

Различным режимам работы потребителей соответствуют разные потоки мощности, передаваемые по сети, и, следовательно, разные потери напряжения. В режиме наибольших нагрузок сеть, как правило, сильно загружена и потери напряжения в ее элементах большие. В нормальных режимах потери напряжения меньше, а в режиме наименьших нагрузок могут быть совсем незначительными.

Работа электроприемников с наилучшими технико-экономическими показателями (высокий КПД, надежность, электромагнитная безопасность и т.п.) возможна только при небольших от­клонениях напряжения на их выводах. ГОСТ 13109-97 определяет нормальные и предельно допустимые отклонения напряжения у электроприемников (см. п. 4.1), а ГОСТ 21128-83 (см. табл. В.2) устанавливает наибольшие рабочие напряжения для оборудова­ния ЭЭС. Кроме того, для трансформаторов электрической сети устанавливается превышение напряжения не более чем на 5% отно­сительно напряжения рабочего ответвления регулирующего устройства, что связано с недопустимостью перехода на нелинейную часть кривой намагничивания трансформатора.

Нижний уровень напряжений в электрической сети определяется условиями регулирования напряжения в распределительных сетях и устойчивостью работы ЭЭС. Указанные требования к отклонению напряжения в электрической сети и на выводах электроприемников обусловливают необходимость регулирования напряжения во всех видах электрических сетей. Различают централизованное и локальное регулирования напряжения.

При централизованном регулировании напряжение изменяют в центре питания (электростанции, подстанции). Локальное регулирование используют в питающих и распределительных сетях для отдельных групп потребителей или электроприемников (групповое регулирование). Иногда регулирование выполняют для отдельного электроприемника (индивидуальное регулирование).

Для того, чтобы рабочее напряжение сети можно было поддерживать выше номинального напряжения из-за необходимости компенсации потерь напряжения, силовые трансформаторы, как правило, имеют номинальные напряжения обмоток на 5...10% выше номинального напряжения сети, к которой они присоединены.

Регулирование напряжения в электрических сетях выполняется по одному из трех принципов:

- стабилизация напряжения;

- стабилизация по заданному графику напряжения;

- встречное (согласное) регулирование.

В соответствии с принципом стабилизации напряжение на ши­нах нагрузки поддерживается всегда на заданном уровне (рис. 5.1, а). Регулирование по заданному графику предусматривает стабилизацию разных заданных значений напряжений на различных временных интервалах. В этом случае график напряжения является ступенчатым, например в часы утреннего и вечернего максимумов напряжение поддерживается выше, чем в остальные часы суток (рис 5.1, б).

Принципы стабилизации используются при регулировании напряжения на электростанциях и в специальных случаях – для индивидуального регулирования напряжения у некоторых электро­приемников.

Рис. 5.1. Графики напряжений

Принцип встречного регулирования устанавливает значение напряжения на шинах НН понижающих подстанций в зависи­мости от тока нагрузки. Согласно Правилам устройства электроустановок [21], на шинах ЦП 6...20 кВ должно обеспечиваться встречное регулирование напряжения, при котором напряжение ЦП увеличивается по мере роста нагрузки. В часы максимальной нагрузки напряжение поддерживается на 5...10% выше номинального (не ниже 1,05 от номинального напряжения), а в часы минимальных нагрузок не выше номинального значения.

К средствам регулирования напряжения относятся:

- регуляторы напряжения на электростанциях;

- регулирующие устрой­ства на понижающих трансформаторах;

- специальные регулировочные трансформаторы;

- компенсирующие устройства.

Кроме того, к средствам регулирования напряжения можно отнести системы отключения (включения) части параллельно работающих элементов электрической сети.