Статья. Статья заочник магистр Сахалин. Регулирование напряжения в электрической сети до 1000 в Аннотация
 Скачать 70.27 Kb.
|
|
Регулирование напряжения в электрической сети до 1000 в Аннотация. В статье рассмотрены особенности регулирования напряжения в распределительных сетях 10(6) - 0,38 кВ заключается в обеспечении допустимых отклонений напряжения у электро-приемников по межгосударственному стандарту. Для регулирования напряжения могут быть использованы устройства РПН трансформаторов или иные устройства, установленные в центре питания распределительной сети, и трансформаторы трансформаторных подстанций (ТП) 10(6) кВ, а некоторых случаях также компенсирующие устройства, подключенные к сети 10(6) кВ или 0,38 кВ. Ключевые слова: напряжение, трансформаторы, подстанции, электрическая сеть, регулирование. Annotation. The article discusses the features of voltage regulation in distribution networks of 10(6) - 0.38 kV, which consists in ensuring permissible voltage deviations for electric receivers according to the interstate standard. For voltage regulation, transformer RPN devices or other devices installed in the power supply center of the distribution network and transformers of transformer substations (TP) of 10(6) kV, and in some cases also compensating devices connected to the 10(6) kV or 0.38 kV network can be used. Keywords: voltage, transformers, substations, electrical network, regulation. В настоящее время как в мире, так и в России остро стоит проблема обеспечения качества электрической энергии в распределительных электрических сетях [1]. В современных электрических сетях регулирование напряжения является необходимым условием обеспечения технически допустимых режимов работы. Это связано прежде всего с резким увеличением протяженности сетей и числа последовательных трансформаций в них, а также с достаточно узкими пределами допустимых отклонений напряжения у отельных элементов электрооборудования и, в частности, у электро-приёмников. В принципе регулирование напряжения имеет целью в какой-то мере компенсировать изменение потерь напряжения в сети, которое автоматически получается в связи с изменением нагрузок. При этом используя устройства для регулирования напряжения, можно одновременно и повышать экономичность рабочих режимов сети. [2] Для целей регулирования напряжения можно использовать как собственно регулирующие устройства, позволяющие изменять коэффициенты трансформации под нагрузкой, так и автоматически управляемые компенсирующие устройства, генерирующие реактивную мощность, величину которой можно изменять. Регулирующие устройства действуют на режим напряжений непосредственно. Их действие распространяется одновременно в основном на всю последующую часть сети (в направлении передачи электрической энергии). Однако это не всегда оказывается достаточно. Так, при попытке повышения напряжения в некоторой части сети в ней обычно увеличивается потребление реактивной мощности, поэтому в данном узле электрической системы должен быть соответствующий резерв. В противном случае возникает дефицит реактивной мощности, который ведет к снижению напряжений в остальной части сети. [3] Среди многих контролируемых показателей наиболее значимым для обеспечения надежного и эффективного функционирования электро-приемников потребителей является установившееся отклонение напряжения, нормируемое на территории РФ ГОСТ 32144. Низкий уровень качества электрической энергии, в том числе превышение установившимся отклонением напряжения допустимых ГОСТ 32144 величин, обусловлены рядом факторов, среди которых можно выделить определяемые характером потребления электрической энергии и идентифицируемые техническим состоянием электроэнергетической системы. К первым относят: массовое появление искажающих электроприемников с нелинейными вольт-амперными характеристиками, увеличение объемов потребления, усиление неравномерности графиков нагрузки, явно выраженный разнородный характер электрических нагрузок потребителей, высокий уровень реактивной мощности, передаваемой по электрическим сетям и пр. В основу второй группы входят: отсутствие своевременных мер по модернизации и реконструкции электрических сетей [3] и, в частности, недостаток эффективных и надежных технических средств. Регулирование напряжения – его намеренное изменение в целях технически допустимых условий работы системы электроснабжения или увеличения ее экономичности. Задача регулирования напряжения - обеспечение нормальных технических условий и экономичности совместной работы электросетей и производственных механизмов. В сети каждой ступени трансформации напряжения, оно должно быть в соответствующих пределах. Напряжение сети постоянно меняется вместе с изменением нагрузки, режима работы источника питания, сопротивления цепи. Отклонения напряжения не всегда находятся в интервалах допустимых значений. Выбор распределительных трансформаторов с РПН (регулирование под нагрузкой) приводит к удорожанию сети. В качестве средств местного регулирования напряжения могут применяться синхронные двигатели, управляемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы. Компенсирующие устройства используются для увеличения экономичности сети и улучшения режима напряжения. Иногда экономически выгодна установка дополнительных компенсирующих устройств, так как для регулирования напряжения надо иметь в энергосистеме резерв реактивной мощности. [4] Проектирование распределительных электрических сетей должно проводиться с выбором способов регулирования напряжения при сочетании централизованного и местного регулирования и использования компенсирующих устройств в местных сетях. Сущность регулирования напряжения за счет воздействия на потоки реактивной мощности по элементам электрической сети заключается в том, что при изменении реактивной мощности изменяются потери напряжения в реактивных сопротивлениях. Компенсация реактивной мощности, как всякое важное техническое мероприятие, может применяться для нескольких различных целей. Во-первых, компенсация реактивной мощности необходима по условию баланса реактивной мощности. Во-вторых, установка компенсирующих устройств применяется для снижения потерь электрической энергии в сети. И, наконец, в-третьих, компенсирующие устройства применяются для регулирования напряжения, Компенсацию реактивной мощности электроустановок промышленных предприятий осуществляют с помощью статических конденсаторов, включаемых обычно параллельно электро-приемникам (поперечная компенсация). [5] В отдельных случаях при резко переменной нагрузке сетей, например, при питании дуговых печей, сварочных установок и др., может оказаться целесообразным последовательное включение конденсаторов (продольная компенсация). Размещение конденсаторов в сетях напряжением до 1000 В и выше должно удовлетворять условию наибольшего снижения потерь активной мощности от реактивных нагрузок. При этом возможна компенсация: 1) индивидуальное - с размещением конденсаторов непосредственно у токоприемника. В этом случае от реактивных токов разгружается вся сеть системы электроснабжения (сети внешнего и внутреннего электроснабжения и распределительные сети до токоприемников). Однако недостатком такого размещения является неполное использование большой установленной мощности конденсаторов, размещенных у токоприемников; 2) групповая - с размещением конденсаторов у силовых шкафов и шинопроводов в цехах. В этом случае распределительная сеть до токоприемников не разгружаются от реактивных токов, но значительно увеличивается использование батареи конденсаторов по сравнению с индивидуальной компенсацией; 3) централизованная - с подключением батареи на шину 0,38 кВ и на шины 6-10 кВ подстанции. Для уменьшения перетоков реактивной мощности по линиям и трансформаторам источники реактивной мощности должны размещаться вблизи мест ее потребления. При этом передающие элементы сети разгружаются по реактивной мощности, чем достигается снижение потерь активной мощности и напряжения. [6] Эффект установки компенсирующих устройств в конце линии иллюстрируется рисунке, где приведены схемы замещения и векторные диаграммы токов и мощностей.  Рис.1. К пояснению эффекта от применения компенсирующих устройств; а, б - токи и потоки мощности до и после компенсации; в - векторная диаграмма токов; г - треугольник мощностей. Без применения компенсирующих устройств в линии протекают ток и мощность нагрузки (рис. а):  При установке компенсирующих устройств реактивный ток и реактивная мощность в линии уменьшаются на величину реактивного тока и реактивной мощности, генерируемых в компенсирующем устройстве Iк и QК. В линии будут протекать меньшие по модулю ток и мощность, соответственно равные (рис.1. б)  Таким образом, вследствие применения компенсирующих устройств на подстанции при неизменной мощности нагрузки реактивные мощности и ток в линии уменьшаются — линия разгружается по реактивной мощности. При этом, как отмечалось выше, в линии уменьшаются потери мощности и потери напряжения, так как  или  Компенсирующие устройства поперечной компенсации оказывают комплексное положительное влияние на режим электрических сетей. Кроме возможности регулирования напряжения, они позволяют снизить потери активной мощности и электроэнергии за счет разгрузки элементов сети от реактивной мощности и соответственно снижения рабочих токов. В условиях проектирования и эксплуатации электрических сетей невозможно осуществить контроль качества напряжения у каждого электро-приемника, поэтому при рассмотрении режимов сетей 110-750 кВ качество напряжения должно обеспечиваться на шинах вторичного напряжения подстанций 110-750/35-6 кВ, т.е. в центрах питания распределительных сетей. Для этого должны быть нормированы режимы регулирования напряжения и допустимые отклонения напряжения на шинах вторичного напряжения подстанций. [2] В результате выше указанного анализа эффективности способов регулирования напряжения в электрических сетях выбраны компенсирующие устройства что привело к уменьшения потерь напряжения и мощности. Показано, что при использовании устройства для регулирования напряжения достигается повышения экономичности рабочих режимов сети. Список литературы Галстян Р.А., Бородина Д.П. Регулирование напряжения на районных подстанциях с учетом суточных графиков нагрузки. В сборнике: Современные материалы, техника и технология. Сборник научных статей 9-й Международной научно-практической конференции. В 2-х томах. Ответственный редактор А.А. Горохов. 2019. С. 131-135. Жунусалиев А.С., Аширбеков М. Исследование регулирования напряжения в распределительных электрических сетях с применением компенсирующих устройств. Известия Ошского технологического университета. 2017. № 4. С. 70-73. Капустинский А.Ю., Константинова С.В. Способы токоограничения в электрических сетях 1 кВ. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2021. Т. 64. № 6. С. 492-504. Лебединский А.А., Бочарников Н.А. Регулирование напряжения в электрических сетях. В сборнике: Энергоэффективность и энергосбережение в современном производстве и обществе. Материалы международной научно-практической конференции. Под общей редакцией В.А. Гулевского. 2019. С. 121-126. Панфилов Д.И., Асташев М.Г., Горчаков А.В. Полупроводниковое устройство регулирования напряжения под нагрузкой для силовых трансформаторов распределительных электрических сетей 10-0,4 кВ. Чередник О.Е., Попова О.В. Анализ способов регулирования напряжения в электрических сетях. В сборнике: Энергетика и энергосбережение: теория и практика. Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции: электронный сборник. Под редакцией В.Г. Каширских, И.А. Лобур. 2018. С. 274.1-274.4. |