Metoder och medel för spänningsreglering av elektriska mottagare

För att tillhandahålla några förutbestämda värden på spänningsavvikelser för elektriska mottagare, används följande metoder:

1. Reglering av spänningen i energicentralens bussar;

2. Förändring i mängden spänningsförlust i nätverkselement;

3. Ändring av värdet på den överförda reaktiva effekten.

4. Ändring av transformationsförhållandet för transformatorer.

Spänningsreglering på power center samlingsskenor

Spänningsreglering i strömförsörjningscentralen (CPU) leder till spänningsförändringar i hela nätverket kopplat till CPU:n och kallas centraliserad, resten av regleringsmetoderna ändrar spänningen i ett visst område och kallas lokala spänningsregleringsmetoder. Som en processor av stadsnät kan det övervägas bussar för generatorspänningen i värmekraftverket eller lågspänningsskenor för distriktstransformatorstationer eller djupinförande transformatorstationer. Därför följer spänningsregleringsmetoder.

Vid generatorspänningen produceras den automatiskt genom att ändra generatorernas magnetiseringsström. Avvikelser från den nominella spänningen inom ± 5 % är tillåtna. På lågspänningssidan av regionala transformatorstationer sker regleringen med hjälp av laststyrda transformatorer (OLTC), linjära regulatorer (LR) och synkrona kompensatorer (SK).

För olika kundkrav kan styrenheterna användas tillsammans. Sådana system kallas centraliserad gruppspänningsreglering.

Som regel utförs motreglering på processorbussarna, det vill säga sådan reglering där under timmarna med de största belastningarna, när spänningsförlusterna i nätet också är som störst, spänningen stiger, och under timmen av minimibelastningar minskar den.

Transformatorer med lastbrytare tillåter ett ganska stort kontrollområde upp till ± 10-12%, och i vissa fall (transformatorer av TDN-typ med en högre spänning på 110 kV upp till 16% på 9 regleringssteg Det finns projekt för modulering kontroll på last, men de är fortfarande dyra och används i undantagsfall med särskilt höga krav.

Förändring i graden av spänningsförlust i nätverkselement

Ändring av spänningsförlusten i nätverkselementen kan göras genom att ändra kretsens motstånd, till exempel ändra tvärsnittet av ledningar och kablar, stänga av eller slå på antalet parallellkopplade ledningar och transformatorer (se- Parallelldrift av transformatorer).

Valet av tvärsnitt av trådar, som är känt, görs på basis av uppvärmningsförhållanden, ekonomisk strömtäthet och tillåten spänningsförlust, såväl som mekaniska hållfasthetsförhållanden. Beräkningen av nätet, särskilt högspänningen, baserat på den tillåtna spänningsförlusten, ger inte alltid normaliserade spänningsavvikelser för de elektriska mottagarna. det är därför i PUE förluster är inte normaliserade, men spänningsavvikelser.

Nätverksresistansen kan ändras genom att seriekoppla kondensatorer (längsgående kapacitiv kompensation).

Longitudinell kapacitiv kompensation kallas en metod för spänningsreglering där statiska kondensatorer kopplas i serie i sektionen av varje fas av linjen för att producera spänningsspikar.

Det är känt att den totala reaktansen för en elektrisk krets bestäms av skillnaden mellan induktiv och kapacitiv resistans.

Genom att ändra värdet på kapacitansen för de inkluderade kondensatorerna och följaktligen värdet på det kapacitiva motståndet, är det möjligt att erhålla olika värden på spänningsförlusten i ledningen, vilket är ekvivalent med motsvarande spänningsökning vid terminalerna av de elektriska mottagarna.

Serieanslutning av kondensatorer till nätverket rekommenderas för låga effektfaktorer i overheadnät där spänningsförlusten huvudsakligen bestäms av dess reaktiva komponent.

Longitudinell kompensation är särskilt effektiv i nätverk med skarpa lastfluktuationer, eftersom dess verkan är helautomatisk och beror på storleken på strömmen som flyter.

Det bör också beaktas att längsgående kapacitiv kompensation leder till en ökning av kortslutningsströmmar i nätet och kan orsaka resonansöverspänningar, vilket kräver en särskild kontroll.

För longitudinell kompensation är det inte nödvändigt att installera kondensatorer som är klassade för hela nätverkets driftspänning, men de måste vara pålitligt isolerade från jord.

Se även om detta ämne: Longitudinell kompensation — fysisk betydelse och tekniskt genomförande

Ändring av värdet på överförd reaktiv effekt

Reaktiv effekt kan genereras inte bara av generatorer av kraftverk, utan också av synkrona kompensatorer och överexciterade synkrona elmotorer, såväl som av statiska kondensatorer kopplade parallellt med nätverket (tvärkompensation).

Effekten hos de kompenserande enheterna som ska installeras i nätverket bestäms av den reaktiva effektbalansen i en given nod av kraftsystemet baserat på tekniska och ekonomiska beräkningar.

Synkronmotorer och kondensatorbanker, som reaktiva kraftkällor, kan ha en betydande inverkan på spänningsregimen i det elektriska nätverket. I detta fall kan den automatiska regleringen av spänningen och nätverket av synkronmotorer utföras utan problem.

Som källor för reaktiv kraft i stora regionala transformatorstationer används ofta speciella synkronmotorer av lätt konstruktion, som arbetar i viloläge. Sådana motorer kallas synkrona kompensatorer.

Den mest utbredda och industrin har en serie elektriska motorer SK, producerade för en nominell spänning på 380 — 660 V, designad för normal drift med en ledande effektfaktor lika med 0,8.

Kraftfulla synkronkompensatorer installeras vanligtvis i regionala transformatorstationer, och synkronmotorer används oftare för olika drivningar inom industrin (kraftfulla pumpar, kompressorer).

Förekomsten av relativt stora energiförluster i synkronmotorer gör det svårt att använda dem i nätverk med små belastningar. Beräkningar visar att i detta fall är statiska kondensatorbanker mer lämpliga. I princip liknar effekten av shuntkompensationskondensatorer på nätverksspänningsnivåer effekten av överexciterade synkronmotorer.

Mer information om kondensatorer beskrivs i artikeln. Statiska kondensatorer för reaktiv effektkompensationdär de beaktas i termer av effektfaktorförbättring.

Det finns ett antal system för automatisering av kompenserande batterier. Dessa enheter är kommersiellt tillgängliga kompletta med kondensatorer. Ett sådant diagram visas här: Kondensatorbanks kopplingsscheman

Ändra transformatorernas omvandlingsförhållanden

För närvarande produceras krafttransformatorer med spänningar upp till 35 kV för installation i distributionsnät stänger av strömbrytaren för omkoppling av styruttag i primärlindningen. Vanligtvis finns det 4 sådana grenar, förutom den huvudsakliga, vilket gör det möjligt att erhålla fem transformationsförhållanden (spänningssteg från 0 till + 10%, på huvudgrenen - + 5% ).

Att arrangera om kranarna är det billigaste sättet att reglera, men det kräver att transformatorn kopplas bort från nätet och detta orsakar ett avbrott, om än kortvarigt, i konsumenternas strömförsörjning, därför används den endast för säsongsbunden spänningsreglering, d.v.s. 1-2 gånger per år innan sommar- och vintersäsongen.

Det finns flera beräknings- och grafiska metoder för att välja det mest fördelaktiga transformationsförhållandet.

Låt oss här bara betrakta en av de enklaste och mest illustrativa. Beräkningsproceduren är som följer:

1. Enligt PUE tas tillåtna spänningsavvikelser för en given användare (eller grupp av användare).

2. För alla resistanser i den övervägda delen av kretsen till en (oftare till en hög) spänning.

3. Genom att känna till spänningen i början av högspänningsnätet, subtrahera från den den totala reducerade spänningsförlusten till konsumenten för de erforderliga belastningslägena.

Krafttransformatorer utrustade med on-load voltage regulator (OLTC)… Deras fördel ligger i det faktum att regleringen utförs utan att transformatorn kopplas bort från nätet. Det finns ett stort antal kretsar med och utan automatisk styrning.

Övergången från ett steg till ett annat utförs med fjärrkontroll med hjälp av en elektrisk drivning utan avbrott av driftströmmen i högspänningslindningskretsen. Detta uppnås genom att kortsluta den reglerade strömbegränsningssektionen (choke).

Automatiska regulatorer är mycket bekväma och tillåter upp till 30 växlar per dag.Regulatorer är inställda så att de har en så kallad dödzon, som bör vara 20 - 40% större än kontrollsteget. Samtidigt ska de inte reagera på kortvariga spänningsförändringar orsakade av avlägsna kortslutningar, start av stora elmotorer etc.

Det rekommenderas att transformatorstationsschemat byggs så att konsumenter med homogena lastkurvor och ungefär lika spänningskvalitetskrav.