2 Автоматичне регулювання напругиі реактивної потужності в електроенергетичній системі

2.1 Задачі і способи регулювання

Основними задачами автоматичного регулювання напруги і реактивної потужності є:

забезпечення оптимального режиму по напрузі і реактивній потужності виробництва, передачі і розподілу електроенергії;

забезпечення якості електроенергії в споживачів.

Оптимальний режим по напрузі і реактивній потужності визначається умовою мінімуму сумарних втрат електроенергії. Втрати відбуваються головним чином при передачі (транспортуванню) електроенергії. Мінімум втрат досягається при оптимальних рівнях напруги у вузлових точках електроенергетичної системи і відповідному розподілі потоків реактивних потужностей по лініях електропередач.

Відносно вирішення вказаних основних задач автоматичного регулювання і критеріїв оптимізації режиму по напрузі і реактивній потужності електричні мережі можуть розділятися на живлячі і розподільні. Призначення перших — транспортування електроенергії. Оптимізацію режиму по напрузі і реактивній потужності живлячих мереж доцільно виконувати саме по мінімуму втрат при передачі електроенергії.

Режим по напрузі і реактивній потужності розподільних мереж пов'язаний з виконанням головним чином другої з вказаних задач — забезпеченням одного з показників якості електроенергії в споживачів — рівня напруги. Згідно ГОСТ 13109-61 відносне відхилення напруги на приймачах електроенергії допускається в межах . В окремих випадках на затискачах освітлювальних установок допускаються відхилення , а на затискачах електродвигунів . В після-аварійних режимах додаткове зниження напруги не повинне перевищувати . Тому оптимальність режиму по напрузі і реактивній потужності в розподільних мережах визначається вимогою забезпечення вказаних рівнів напруги в електроприймачів при мінімумі втрат в мережах.

Практично оптимізація режиму по напрузі і реактивній потужності здійснюється шляхом планування і підтримки відповідних рівнів напруги в наперед вибраних контрольних вузлах, визначуваних на основі рішення комплексної задачі оптимізації електричних режимів і в найбільш повній мірі характеризують якість напруги у відповідних частинах розподільних мереж.

Комплексна оптимізація режиму по активній і реактивній потужностях і рівнях напруги в контрольованих вузлах реалізована тільки на основі використання цифрових ЕОМ автоматизованої системи диспетчерського управління (АСДУ).

Автоматичне регулювання напруги і реактивної потужності здійснюється: автоматичним регулюванням збудження синхронних генераторів електростанцій; регулюванням збудження синхронних компенсаторів і електродвигунів; регулюванням потужності керованих статичних джерел реактивної потужності; автоматичним регулюванням коефіцієнтів трансформації трансформаторів.

Синхронні машини, керовані джерела реактивної потужності і трансформатори з пристроями зміни їх коефіцієнтів трансформації є регульованими об'єктами.

Схема на рис. 2.1 ілюструє роль названих регульованих об'єктів. Автоматичним регулюванням збудження синхронних генераторів G визначаються напруги початку електропередачі і їх реактивні потужності , необхідні для передачі активних потужностей електростанцій в систему С. При даній напрузі і активній потужності , що передаються на підстанцію, напруга на шинах вищої напруги залежить від реактивної потужності , що визначається потужностями синхронного компенсатора GC і коефіцієнтами трансформації трансформатора Т і лінійного регульованого автотрансформатора TL.

Для забезпечення номінальної напруги в споживача (на затискачах синхронних і асинхронних електродвигунів) незалежно від випадкових змін споживаної активної і реактивної потужностей необхідне автоматичне регулювання збудження синхронних двигунів М або реактивної потужності статичних керованих джерел GVA, зокрема, конденсаторних батарей СВ (регулювання напруги в приймачів електроенергії).

Всі розглянуті регульовані об'єкти споряджаються автоматичними регуляторами напруги і реактивної потужності: синхронні машини - регуляторами збудження, трансформатори - регуляторами коефіцієнтів трансформації, статичні джерела -

Рисунок 2.1- Схема, що ілюструє способи автоматичного регулювання напруги і реактивної потужності, і регульовані об’єкти

регуляторами реактивної потужності. Автоматичні регулятори налаштовуються на найбільш вірогідний режим роботи відповідної частини електроенергетичної системи. Оптимізація режиму по напрузі і реактивній потужності досягається шляхом централізованого коректування уставок і алгоритмів функціонування регуляторів на основі спеціальних розрахунків, що проводяться ЕОМ АСДУ, за даними, що безперервно поступають, про режим роботи електроенергетичної системи.

Як вказувалося (див. § 1.1), основним призначенням автоматичного регулювання збудження синхронних генераторів є підвищення пропускної здатності і стійкості функціонування електропередач. Автоматичним регулюванням збудження синхронних генераторів підтримуються задані напруги на шинах і реактивна потужність електропередачі. При цьому виникає задача розподілу реактивної потужності між паралельно працюючими синхронними генераторами електростанцій.

Оптимізація режиму по напрузі і реактивній потужності живлячих і розподільних мереж в основному здійснюється за допомогою автоматичного регулювання реактивної потужності синхронних компенсаторів (в майбутньому і могутніх статичних керованих джерел реактивної потужності ДРП).

Автоматичне регулювання напруги приймачів електроенергії зміною збудження синхронних двигунів і реактивної потужності ДРП і конденсаторних батарей є місцевим регулюванням у внутрішній частині систем електропостачання .промислових підприємств і тому нижче не розглядається.