Регулирование напряжения в электрических распределительных сетях
Цель работы: изучение схем и способов регулирования напряжения в электрических распределительных сетях.
Краткие теоретические сведения
Каждый приемник электроэнергии имеет наилучшие технико-экономические показатели при определенном оптимальном напряжении на его зажимах. В зависимости от режима нагрузок промышленного предприятия напряжение на зажимах электроприемников не остается постоянным и может отличаться от номинального. Основными показателями качества электроэнергии и напряжения в соответствии с ГОСТ 13109-97 являются отклонения и колебания напряжения.
Отклонение напряжения – это изменение напряжения по отношению к номинальному значению в определенной точке (узле) сети в установившемся режиме под влиянием изменяющейся нагрузки и (или) работы устройств регулирования напряжения, выраженное в процентах:
.
Отклонения напряжения связаны с изменением баланса реактивной мощности. Допустимые значения отклонений напряжения от номинального на зажимах различных приемников электроэнергии регламентируются ГОСТом 13109-97. На зажимах приемников электроэнергии допускаются отклонения напряжения в пределах ±5 % Uном (в послеаварийных режимах ±10 %). В настоящее время наиболее распространенными приемниками электрической энергии в промышленности являются асинхронные двигатели, которые используются для привода самых разнообразных механизмов. Для некоторых производственных механизмов, производительность которых определяется частотой вращения, снижение напряжения, приводящее соответственно к снижению частоты вращения, приводит к снижению производительности.
Некоторые технологические установки, производительность которых пропорциональна квадрату напряжения (электропечи, машины контактной сварки, установки горячей вулканизации и др.), более чувствительны к отклонениям напряжения; большие отклонения сопровождаются значительным перерасходом электроэнергии, а в некоторых случаях - браком продукции.
Отклонение напряжения существенно влияет на работу осветительных установок. От подведенного напряжения зависит световой поток, освещенность, срок службы, потребляемая мощность и К.П.Д. осветительных приемников электрической энергии. Так, например, для ламп накаливания повышение напряжения только на 1 % сверх номинального вызывает увеличение потребляемой мощности на 1,5 %, светового потока - на 3,7 % и сокращает срок службы ламп на 14 %. Срок службы люминесцентных ламп при повышении напряжения на 10 % сокращается на 20...30 %, а при снижении напряжения на 20 % и более зажигание становится невозможным.
Для поддержания напряжения электрических сетей в заданных пределах используются различные технические средства регулирования напряжения, одними из которых являются конденсаторные установки (КУ).
Среди способов регулирования напряжения при помощи КУ следует выделить продольно-емкостную (регулирование напряжения с помощью фазокомпенсирующих устройств) и поперечно-емкостную (регулирование напряжения путем изменения параметров сети) компенсацию.