Регулирование напряжения генераторов

Сельских электростанций

 

Регулирование напряжения в электрических сетях осуществляется для поддержания отклонений напряжения, нормируемых ГОСТ 13109-97. Используемые для этого у стройства регулирования напряжения в сельских электрических сетях:

- улучшают режим напряжений у потребителей;

- повышают качество поставляемой электроэнергии;

- увеличивают допустимую потерю напряжения до экономически целесообразного предела (с целью экономии проводникового материала).

На генераторах электрических станций возможны два режима регулирования напряжения:

1. Режим постоянного напряжения – напряжение генера-тора во все время эксплуатации независимо от нагрузки поддерживается неизменным, чем номинальное напряжение сети (допустимое отклонение напряжения +5%).

2. Режим встречного регулирования напряжения – повышается напряжение генератора по мере увеличения нагрузки, используется для одиночных сельских электро-станций, питающих однородный состав потребителей, при этом частично компенсируется возрастающая потеря напря-жения в сети (допустимые отклонения напряжения ±10%).

Если состав потребителей не однороден (максимумы и минимумы нагрузок не совпадают), то встречное регулирова-ние напряжения генератора применять сложно, его целесо-образность подтверждают сравнительными расчетами сетей.

Не применяется встречное регулирование напряжения

генератора:

- при работе нескольких сельских электростанций в общей энергосистеме с однородной нагрузкой;

- при работе мощных электростанций, объединенных в районные энергосистемы.

Сетевое регулирование напряжения

Осуществляется с помощью сетевых регуляторов нап-ряжения (трансформаторов или автотрансформаторов) путем изменения коэффициента трансформации под нагрузкой (подключая или отключая дополнительные витки обмотки трансформатора), устанавливаются близко к потребителю.

Принципиальная схема трансформатора с регулированием напряжения под нагрузкой для одной фазы представлена на рисунке 3.1:

- выводы делают со стороны обмотки ВН;

- переключатель сраба-тывает без разрыва цепи;

Рис. 3.1.

- управление может быть автоматическим от реле напряжения с точностью ±1,25%; ручным; дистан-ционным со щита управ-ления;

- выдержка времени – с помощью реле времени;

- переключение выполняет электродвигатель постоянного тока напряжением 220В, управляемый с помощью реле напряжения и реле времени;

- питание от аккумулятора или выпрямителя.

Отечественной промышленностью выпускаются транс-форматоры типа ТМН с шестью ступенями тонкой регулировки и одной ступенью грубой, с пределом регулирования ±9% (±6 х 1,5%) (для ТМН с мощностью от

1000 до 6300кВА).

Для питания сельских потребителей выпускаются транс-форматоры напряжением 10/0,4кВ и 6/0,4кВ мощностью до 100кВА со шкалой регулирования под нагрузкой +5%, +2,5%, 0, -2,5%, -5% и одной ступенью регулировки напряжения.

Автотрансформаторы для регулирования напряжения в сетях 10кВ и 35кВ выпускаются с шестью ступенями регулировки по 2,5%, с диапазоном регулирования +5...-10% (для мощностей 400, 630, 1600 кВА).

 

Регулирование напряжения с помощью

Статических конденсаторов

Статические конденсаторы служат для регулирования напря-жения в электрической сети за счет уменьшения потерь напря-жения в отдельных ее элементах, включаются в линию:

- последовательно нагрузке (продольная емкостная компен-сация);

Рисунок 3.2. Схема продольной компенсации

- параллельно нагрузке (попе-речная емкостная компенсация).

Значение потери напряжения в процентах на любом участке

распределительной сети может быть определяется:

, (3.1)

где и - (3.2)

- слагаемые потери напряжения, обусловленные соответ-ственно активной и реактивной мощностью.

При продольной компенсации (рисунок 3.2) последова-тельное включение в линию конденсаторов приводит к уменьшению индуктивного сопротивления воздушных линий и к уменьшению реактивной составляющей потерь . Продольную компенсацию применяют при проектировании сетей напряжением 10 кВ и выше, имеющих более или менее значительное индуктивное сопротивление при достаточно больших сечениях; схемах дальних линий электропередачи – для повышения пропускной способности линии, влияющей на устойчивость параллельной работы электростанций с системой.

Рисунок 3.3. Схема поперечной компенсации

При поперечной компен-сации (рисунок 3.3) стати-ческие конденсаторы вклю-чаются параллельно нагрузке (электроприемникам,потребля-ющим активную и реактивную мощность - асинхронные дви-гатели, обмотки трансформа-торов). Для разгрузки сети от реактивной мощности целесо-образно эту мощность генери-ровать на месте потребления.

На практике используют комплектные компенсирующие установки (ККУ) (рисунок П2.28 Приложения 2), содержащие статические конденсаторы, собранные в батареи (БК), установленные в несколько ступеней включения. В соответствии с ростом или уменьшением нагрузки включаются или отключаются ступени БК, автоматически регулируя напряжение.

Регулирование напряжения с помощью компенсации реактивной мощности:

- увеличивает коэффициент мощности электроустановки, а значит и его КПД;

Рисунок 3.4. Векторная диаграмма мощностей

- уменьшает полную мощность сети, что подтверждается векторной диаграммой мощностей, представ-ленной на рисунке 3.4, что может дать

экономический эффект до 30-60%;

- изменяет напряжение только в сторону его увеличения.