Эпюра эл.Напряжений

Эпюра 1 хар-ет положит-ные и отр-ные откл-ния напр-ния относительно Uном, в предположении, что отклонения допустимые.

Эпюра 2. С ростом ЭН (утро) в питаемо сети для компенсации потерь Uв этой , напр-ния в ЦП поднимается до наибольшего значения.

Потери напр-я в цепях возросли, но откл-ние напряжения у самого отдаленного потребителя 3, оказались в пределах допустимого.

Представим, что в ЦП напр-ние не регул-ется. Тогда с ростом ЭН при тех же потерях напр-ния (эпюра 2 параллельна 3) откл-ния напряж-я удаленного потребителя становятся недопустимыми.

Реализация указанного принципа.

РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТРАНСФОРМАТОРОВ С УСТРОЙСТВАМИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ

Сущность регулирования напряжения с помощью трансформаторов заклю­чается в том, что при необходимости изменения напряжения на вторичной сторо­не трансформатора изменяют его коэффициент трансформации. С этой целью, как уже отмечалось, на всех трансформаторах выполняют специальные ответвления, каждое из которых соответствует определенному числу витков обмотки и, следо­вательно, определенному коэффициенту трансформации. Действительно, напря­жение на шинах НН двухобмоточного понижающего трансформатора можно представить так:

где U’_н — напряжение на шинах НН, приведенное к шинам высшего напряжения; U_hh — номинальное напряжение обмотки НН; U_Bh — номинальное напряжение среднего ответвления обмотки ВН,% Δк_т— ступень (шаг) регулирования напряже­ния на обмотке ВН, %; n — количество включенных ответвлений относительно среднего ответвления.

Таким образом, каждому ответвлению трансформатора соответствует свое номинальное напряжение обмотки. Переводя переключатель ответвлений из одного положения в другое, т. е. изменяя n, можно изменять номинальное напряже­ние обмотки ВН, что неизбежно приведет к регулированию напряжения U_н на шинах НН. Очевидно, что при увеличении номинального напряжения обмотки ВН (в скобках — знак +) напряжение U_н будет снижаться, а при уменьшении коэффи­циента трансформации (в скобках — знак -) — увеличиваться.

Принципиальные схемы одной фазы обмоток двухобмоточного трансфор­матора с устройством РПН приведены на рис. 10.18. Здесь ОО — основная часть обмотки; РО — регулировочная часть обмотки, подключенная со стороны ней­трали трансформатора; К — контакторы; Р — токоограничивающий реактор; R - токоограничивающие активные сопротивления; 1—9 — ответвления регулиро­вочной части обмотки. Нейтраль трансформатора О соединена со средним ответв­лением. При установке переключателя в положение 5 в работе находится только основная часть обмотки ОО. Если переключатель находится в одном из положе­ний 1—4, то к основной части обмотки ОО добавляется соответствующее число витков согласно включенной регулировочной части обмотки РО, в результате че­го коэффициент трансформации трансформатора увеличивается. В случае под­ключения переключателя к одному из ответвлений 6—9 к основной части обмот­ки ОО присоединяется некоторое количество встречно включенных витков, вследствие чего коэффициент трансформации уменьшается.

Рис. 1 Принципиальные схемы обмоток трансформатора с РПН с токоограничивающим ректором.

В схеме с токоограничивающим ректором (рис. 10.18, а) при нахождении пе­реключателя в каком-то положении (например, на ответвлении 3) ток нормального режима проходит по цепи: вывод ВН, обмотка ОО, плечи реактора Р, контакторы К₁ и К₂, обмотка РО между ответвлениями 3 и 5, нейтраль трансформатора. Если, например переключатель надо перевести из ответвления 3 в ответвление 2, то это про­изводится в следующей последовательности: размыкается контактор К₁, контакт пе­реключателя переводится в положение 2, замыкается контактор К₁ (рис. 10.18, в), размыкается контактор К₂, нижний контакт переключателя переводится в положение 2, замыкается контактор К₂. В результате ни в один из моментов времени цепь, по которой проходит ток нагрузки трансформатора, не разрывается. Обратим внимание на то, что в какой-то момент времени верхний контакт находится в положении 2, а нижний — в положении 3 (рис. 10.18, в). При этом между точками 2 и 3 приложено напряжение, равное величине ступени регулирования трансформатора. Так, если среднее ответвление 5 соответствует линейному номинальному напряжению 115 кВ, а ступень регулирования равна 1,78 %, то напряжение между точками 2 и 3 будет равно

Из-за того, что сопротивление обмотки между точками 2 и 3 мало, это на­пряжение может вызвать в образовавшемся контуре (рис. 10.18, в) недопустимый ток. Поэтому для его ограничения в схему переключателя ответвлений вводят токоограничивающий реактор Р.

22.Регулирование напряжения с помощью устройств поперечной и продольной ёмкостной компенсации.

Компенси­рующие реактивную мощность следующие: статические конденсаторные батареи, шунти­рующие реакторы, статические тиристорные компенсаторы (СТК) и синхронные компенсаторы (СК), а также устройства, компенсирующие реактивные сопротив­ления сетей: конденсаторные установки и реакторы продольного включения.

Компенсирующие устройства (КУ) могут генерировать или потреблять реактивную мощность Q_Ky, уменьшать или увеличивать ин­дуктивное сопротивление. В итоге изменяется полная мощ­ность узла нагрузки в соответствии с векторными диаграммами (рис. 4.15).

Так, в результате включения КУ, генерирующих или потребляющих реак­тивную мощность (например, СК или СТК), изменяются потери напряжения,

создаются возможности регулирования напряжения в узлах сети и на зажимах ЭП:

В электрических сетях с избытком реактивной мощности, в периоды малых нагрузок, напряжения могут превысить допустимые значения. Для удержания на­пряжения в допустимых пределах необходимо потребить (компенсировать) избы­точную реактивную мощность (рис. 4.15, б), что может быть осуществлено с по­мощью реакторов поперечного включения или СТК.

При включении компенсирующие устройства потребляют из сети некото­рую активную мощность, которая в случае приближенных расчетов не оказывает существенного влияния на результаты.

Конденсаторная батарея(КБ)- батарея статических конденсаторов- является источником реактивной мощности.

С помощью конденсаторной батареи покрывается (компенсируется) часть реактивной мощности, тем самым уменьшается ре­активная мощность, потребляемая узлом из сети, до величины

В нерегулируемой конденсаторной батарее (НКБ) число включенных кон­денсаторов (блоков) неизменно. В регулируемой конденсаторной батарее (РКБ) число включенных конденсаторов изменяется в зависимости от режима работы электрической сети автоматически или вручную.

Шунтирующий реактор (реактор поперечного включения) — это статиче­ское электромагнитное устройство, применяемое в электроэнергетических систе­мах для регулирования реактивной мощности, напряжения и компенсации емкостных токов на землю. Обладает преимущественно индуктивным сопротивлени­ем.

Кроме шунтирующих реакторов, на подстанциях устанавливают заземляю­щие реакторы, предназначенные для компенсации емкостных токов замыкания на землю. В схемах замещения они учитываются шунтом.

Токоограничивающий реактор (реактор продольного включения). Если в линию или к трансформатору последовательно включить реактор (рис. 4.18), то про­изойдет увеличение реактивного сопротивления соответствующего участка сети.

Это используют для уменьшения токов коротких замыканий. Такие реакто­ры называют токоограиничивающими и выполняют в виде индуктивных катушек с малым активным сопротивлением.

Установки продольной емкостной компенсации. Для уменьшения индуктивного сопротивления воздушных линий применяются конденсаторы последовательного включения — установки продольной компенсации (УПК). УПК включают в рассечку фаз линий (рис 4.21, а); установки получили широкое распространение в сетях практически всех напряжений (от 0,38 до 500 кВ включительно).

При продольно-емкостной компенсации конденсаторы представляют в схеме замещения реактивным сопротивлением

где U_HOM, Q_K — номинальные значения реактивной мощности и напряжения КБ соответственно (с учетом схем соединения конденсаторов).

При включении УПК компенсируется часть индуктивного сопротивления линии X = X_L — Хк, тем самым уменьшается составляющая потерь напряжения Up=UL-UK

что равносильно введению некоторой добавки напряжения AUK = V3I Хк. Последняя, как следует из выражения (4.54), зависит и автоматически изменяется от величины реактивной составляющей тока нагрузки. Чем она больше, тем эффективнее для улучшения режима напряжения применение УПК.

Компенсирующие устройства – генерируют или потребляют Q_ку‑, увеличивают или уменьшают индуктивное сопротивление.

Конденсаторные установки – продольно емкостной компонент

ПРОДОЛЬНЫЕ

• Используются для сетей <35кВ

• Нужны для уменьшения индуктивного сопротивления(включаются последовательно, в рассечку линий)

• На схеме замещения обозначается как емкостное сопротивление ()

• Q_к, то есть при включении УПК часть X_L компенсируется (X=X_L-X_к), отсюда следует, что потери напряжения упадут ()

• 

Реактор продольного включения

• Подключается последовательно в цепь отхода линий, в цепь трансформаторов, между шинами и генераторами ТЭЦ

• Используется для уменьшения тока короткого замыкания

• Состоит из катушки с малый активным сопротивлением

ПОПЕРЕЧНЫЕ Шунтирующий реактор