Меню

Системы регулирования электрического напряжения

Электрические станции, подстанции, линии и сети — Основные способы и средства регулирования напряжения

Содержание материала

  • Электрические станции, подстанции, линии и сети
  • Особенности производства электрической энергии
  • Основные типы электрических станций
  • Передача и распределение электрической энергии
  • Схемы сельских электрических станций и подстанций
  • Принципиальные электрические схемы трансформаторных подстанций
  • Устройство и оборудование электрических станций
  • Понятие о параллельной работе генераторов
  • Основное оборудование сельских трансформаторных подстанций
  • Общие сведения по монтажу электрических генераторов и трансформаторов
  • Причины и виды коротких замыканий
  • Общая характеристика процессов короткого замыкания
  • Выбор и проверка электрооборудования
  • Требования к релейной защите и классификация реле
  • Устройство реле
  • Примеры выполнения релейной защиты
  • Виды и последствия перенапряжений
  • Устройство и характеристики грозозащитных средств
  • Установка и монтаж защитных средств
  • Гашение электрической дуги в коммутационных аппаратах
  • Электрические аппараты напряжением до 1000 В
  • Разъединители
  • Предохранители высокого напряжения
  • Выключатели нагрузки
  • Короткозамыкатели и отделители
  • Высоковольтные масляные выключатели
  • Приводы коммутационных аппаратов
  • Высоковольтные изоляторы
  • Шинные устройства станций и подстанций
  • Назначение и схемы включения измерительных приборов
  • Устройство и схемы включения измерительных трансформаторов
  • Монтаж и эксплуатация измерительных приборов и трансформаторов
  • Назначение и классификация распределительных устройств
  • Закрытые распределительные устройства
  • Открытые распределительные устройства напряжением 35/6-10 кВ
  • Открытые мачтовые подстанции потребителей 6-10/0,4 кВ
  • Закрытые подстанции потребителей 6-10/0,4 кВ
  • Комплектные подстанции потребителей 6-10/0,4 кВ
  • Районные трансформаторные подстанции напряжением 35-110/6-10 кВ
  • Монтаж и эксплуатация мачтовых трансформаторных подстанций
  • Монтаж и эксплуатация КТП и КРУ
  • Монтаж и эксплуатация высоковольтного оборудования распределительных устройств
  • Такелажные работы при монтаже электрооборудования
  • Назначение и основные характеристики дизельных электростанций
  • Основное оборудование и устройство дизельных электроустановок
  • Передвижные дизельные электростанции и электроагрегаты
  • Стационарные автоматизированные дизельные электроагрегаты и станции
  • Установка и обслуживание дизельных электроагрегатов
  • Краткие сведения о режимах работы дизельных электростанций
  • Общие сведения о сельских электрических сетях и методах их расчета
  • Провода и изоляторы воздушных линий напряжением до 35 кВ
  • Опоры воздушных линий
  • Сооружение воздушных линий электропередачи
  • Раскатка, соединение и монтаж проводов ВЛ, приспособления и инструменты
  • Эксплуатация и ремонт воздушных линий и сетей
  • Общие сведения по низковольтным кабельным линиям
  • Сведения по сооружению и эксплуатации кабельных линий
  • Назначение заземлений и характеристики заземляющих устройств
  • Выполнение заземляющих устройств
  • Сведения по эксплуатации и испытаниям заземляющих устройств
  • Требования сельскохозяйственных потребителей к качеству электроэнергии
  • Основные способы и средства регулирования напряжения
  • Сведения по автоматизации установок регулирования напряжения
  • Требования потребителей к надежности электроснабжения
  • Способы и средства повышения надежности электроснабжения
  • Местное резервирование потребителей электроэнергии

Регулирование напряжения на генераторах электрических станций.

Регулирование напряжения на генераторах станций выполняют в зависимости от нагрузки потребителей. При увеличении нагрузки напряжение генераторов стараются повысить, а при ее снижении — понизить. Такое, согласованное с изменением нагрузки, регулирование напряжения называется встречным регулированием напряжения.
Встречное регулирование напряжения выполняют с целью скомпенсировать потери напряжения в сети и приблизить уровни напряжения у потребителей к номинальным. На небольших электрических станциях районного или межрайонного значения встречное регулирование осуществляют вручную или автоматически, в зависимости от графика нагрузки потребителей. Допустимые пределы изменения напряжения на генераторах составляют ± 5% от номинального. При более глубоком регулировании мощность генератора должна быть снижена.
При питании потребителей электроэнергии, подключенных непосредственно к шинам станции, диапазоны регулирования обычно уменьшаются до значений ± 2,5% Uном.
Для компенсации потерь напряжения в отходящих линиях, присоединенных непосредственно к шинам электростанции, таких ограниченных диапазонов регулирования бывает недостаточно. Кроме того, различие в графиках нагрузки отдельных групп потребителей не позволяет сохранить качество напряжения у всех потребителей сети в пределах технически допустимых значений, даже при встречном регулировании напряжения. Поэтому регулирование напряжения на генераторах не может решить вопроса сохранения качества напряжения и применяется как вспомогательное для улучшения общего уровня напряжения в сетях.
Основным методом регулирования напряжения в начале сети является централизованное регулирование на питающих подстанциях или в центрах (пунктах) питания распределительных линий. Это регулирование осуществляется специальными трансформаторами со встроенным регулированием напряжения под нагрузкой (трансформаторы с РПН) или на более крупных подстанциях вольтодобавочными трансформаторами.
Эти методы регулирования напряжения рассматриваются ниже.

Регулирование напряжения на силовых трансформаторах.

Регулирование напряжения на трансформаторах может быть выполнено как с помощью переключения ответвлений их обмоток без возбуждения (ПБВ), т. е. при отключенном от сети трансформаторе, так и переключен и ем ответвлений под нагрузкой (РПН). Каждый понижающий трансформатор снабжен переключателем, к которому подводятся ответвления обмотки высшего напряжения, выполненные для случая ПБВ в пределах± 5% или ±2X2,5%. Таким образом, переключатели ПБВ обеспечивают общий диапазон регулирования в пределах 10%, который можно изменить, предварительно отключив трансформатор от сети.
В устройствах РПН применяются специальные переключатели, обеспечивающие переключение ответвлений обмотки трансформатора при его работе под нагрузкой, т. е. без предварительного отключения трансформатора. Изменение коэффициента трансформации таких трансформаторов осуществляется, как правило, автоматически, от реле напряжения, воздействующего на привод переключающего устройства. Диапазоны регулирования напряжения для таких трансформаторов (их называют регулируемыми) приняты более широкими — в размере 10—15% ступенями по 1,5—2,5% каждая.
В настоящее время электропромышленность выпускает регулируемые трансформаторы в широком диапазоне мощностей и напряжений (см. приложение 2 и 3). Такие трансформаторы обычно имеют обозначение ТМН (трансформаторы с естественным масляным охлаждением, регулированием напряжения под нагрузкой) в отличие от трансформаторов типа ТМ с переключателями ПБВ. Переключатели РПН располагают в обмотках высшего напряжения для облегчения переключающей аппаратуры. Они помещены или в отдельные кожухи, наполненные маслом (у трансформаторов средних и крупных мощностей), пли в общем баке трансформатора для малых мощностей. Схемы переключателей обеспечивают переход подвижных контактов с одного ответвления обмотки на другое в строгой последовательности, исключающей разрыв тока нагрузки, позволяющей выполнить переключение без предварительного отключения трансформаторов от сети.

Рис. 154. Принципиальные схемы обмоток регулируемых трансформаторов.
а — напряжением 10/04 кВ, б — напряжением 35/10 кВ
На рис. 154 показаны принципиальные схемы обмоток регулируемых трансформаторов, снабженных переключателями РПН. Схема (рис. 154, а) применена для трансформаторов 10/04 кВ мощностью до 400 кВА, переключатель имеет шесть ступеней регулировки (две в сторону уменьшения и четыре в сторону увеличения напряжения, размером по 2,5% каждая). Главный подвижный контакт переключателя 1 связан с вспомогательным контактом 2, в цепи которого установлено токоограничивающее сопротивление. Оно ограничивает величину тока короткозамкнутой секции витков обмотки при нахождении контактов 1 и 2 на разных ответвлениях в процессе перехода с одного ответвления на другое. В рабочем положении оба контакта находятся на одном ответвлении, и ток нагрузки проходит через основной контакт 1.

На рис. 154, б показана принципиальная схема регулировочной части обмотки РО трансформатора 35/10 кВ с переключателем, обеспечивающим регулирование напряжения в пределах ±4 X 2,5% (т. е. ± 10%). В качестве токоограничивающего сопротивления использован реактор Р, рассчитанный на более длительное протекание тока при переключении со ступени на степень. Подвижные контакты ПК в рабочем положении так же, как и в предыдущей схеме, установлены на каком-либо одном ответвлении регулировки.
При переключениях с одного ответвления на другое строго соблюдается очередность движения контактов переключателя, при которой цепь предыдущего ответвления размыкается только после предварительного замыкания цепи последующего ответвления, благодаря чему не происходит разрыва цепи тока нагрузки.

Читайте также:  При чистом сдвиге касательные напряжения углу сдвига

Рис. 155. Регулируемый трансформатор типа ТМН мощностью 1000—1600 кВ А, напряжением 35/11 кВ: 1 — бак трансформатора, 2 — бак контактора, 3 — редуктор 4 — вал, 5 — приводной механизм


Рис. 156. Схема включения в сеть (а) и соединения обмоток (б) вольтодобавочного автотрансформатора типа ЛТМ
Перемещение подвижных контактов переключателей регулируемых трансформаторов осуществляется электродвигательным приводным механизмом, а также может быть выполнено вручную. На рис. 155 показан регулируемый трансформатор типа ТМН, мощностью 1000— 1600 кВА, напряжением 35/11 кВ. В баке трансформатора 1 размещена выемная часть с обмотками и переключателем ответвлений, в баке 2 — контактор переключателя с токоограничивающими сопротивлениями. Через редуктор 3 и вал 4 контактор переключателя связан с приводным механизмом 5, снабженным съемной рукояткой для ручного привода. В остальном трансформатор типа ТМН мало отличается от конструкции обычного трансформатора типа ТМ.

Применение вольтодобавочных автотрансформаторов.

Для регулирования напряжения в линиях применяют линейные или сетевые регуляторы напряжения. В качестве таких регуляторов в сельских сетях используют вольтодобавочные автотрансформаторы типа ЛТМ мощностью 400 и 630 кВА. Их включают последовательно в тех участках сети, где требуется повысить (или понизить) напряжение для группы подстанций потребителей, присоединенных к этому участку. Схемы включения трехфазного автотрансформатора типа ЛТМ на шесть ступеней регулирования показаны на рис. 156. Автотрансформаторы оборудованы устройством автоматического регулирования напряжения под нагрузкой в пределах +5 и — 10% от номинального напряжения линии ступенями по 2,5%.
Кроме силовой обмотки высшего напряжения 1 с регулировочной обмоткой 3 автотрансформатор имеет обмотку низкого напряжения 2 (см. рис. 156) для питания схемы автоматики.
Переключатель ответвлений расположен внутри бака автотрансформатора над магнитопроводом. Приводной механизм, состоящий из промежуточного редуктора и приводного электродвигателя, размещен на стенке бака снаружи. Приводной механизм оборудован конечными выключателями, размыкающими цепь питания приводного электродвигателя при достижении контактами переключателя крайних положений.
Устройство автоматического управления помещено в отдельном шкафу, который может размещаться как в непосредственной близости, так и на некотором расстоянии (до 5 м) от автотрансформатора. Питание шкафа автоматики осуществляется от обмотки низкого напряжения при помощи специального шлангового кабеля со штепсельным разъемом.


Рис. 157. Схема последовательного включения конденсаторов в линию

Вольтодобавочные автотрансформаторы имеют шесть линейных выводов высокого напряжения: А1В1С1 — входные и А2В2С2— выходные. Выводы вспомогательной обмотки низшего напряжения для питания шкафа автоматики расположены на стенке бака автотрансформатора.
Применение вольтодобавочных автотрансформаторов помогает обеспечить технически допустимые пределы по отклонениям напряжения у потребителей и облегчает условия эксплуатации всей сети в целом.

Использование конденсаторов, включенных последовательно.

Последовательное включение в линию конденсаторов позволяет резко снизить индуктивное сопротивление проводов линии и уменьшить потерю напряжения в ней. Поэтому установки последовательно включенных конденсаторов (сокращенно УПК) применяют для улучшения режимов напряжения в сетях. Схема включения УПК показана на рис. 157. В цепь, состоящую из активного rл и реактивного хл сопротивлений линии, включают последовательно емкостное сопротивление конденсатора хк. Общее реактивное сопротивление цепи будет равно их разности, т. е. хобщ = хл — хк.
Таким образом, за счет введения в цепь емкостного сопротивления общее реактивное сопротивление линии уменьшается, а напряжение повышается. Уменьшение потери напряжения зависит от величины коэффициента мощности нагрузки: чем ниже коэффициент мощности, тем эффективнее применение конденсаторов. Надбавка напряжения, создаваемая конденсаторами, зависит также от величины тока нагрузки и тем выше, чем больше ток. Поэтому с ростом нагрузки эффект компенсации потери напряжения возрастает.
Особенно эффективно применение последовательно включенных конденсаторов в линиях с резкопеременной нагрузкой. В частности, успешно компенсируются потери напряжения при запусках крупных электродвигателей, когда имеет место большой пусковой ток с низким коэффициентом мощности. При установке конденсаторов обеспечивается мгновенное изменение напряжения, что предотвращает и мигание ламп освещения при колебаниях нагрузки. Таким образом, при наличии последовательно включенных конденсаторов питание силовых и осветительных нагрузок может быть выполнено совместно.
Установки последовательно включенных конденсаторов применяют в распределительных сетях напряжением 6—35 кВ. Конденсаторы обладают хорошей перегрузочной способностью. Однако при сквозных коротких замыканиях в линии на их зажимах могут возникнуть значительные по величине перенапряжения. Поэтому их приходится защищать искровыми промежутками или шунтировать специальными контакторами (см. рис. 157).
Устанавливают конденсаторы обычно в конце радиальной воздушной линии, так как при этом уровни напряжения в ней ниже и конденсаторы меньше будут подвержены перенапряжениям, так как большинство коротких замыканий будет до них, а не за ними (ток короткого замыкания при этом через конденсаторы проходить не будет).
Выбирают конденсаторы по рабочему току линии, независимо от номинального напряжения в сети. Их соединяют в батареи отдельными группами и надежно изолируют от земли.

Источник



Регулирование напряжения в энергосистеме

Регулирование напряжения в энергосистемеРегулирование 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.

Причинами этого являются:

а) потери напряжения, вызываемые токами нагрузки (изменение активной мощности от минимального до максимального значения вызывает большие изменения потерь напряжения во времени),

б) неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности силовых трансформаторов,

в) неправильно построенные схемы сетей.

Регулирование напряжения дает проведение следующих мероприятий:

1. Выбор средств регулирования, регулировочных диапазонов ступеней регулирования;

2. Выбор мощности и места установки регулирующих устройств в сети;

3. Выбор системы автоматического регулирования.

При этом надо выполнять технические требования и выбирать экономически выгодное решение. Задача регулирования напряжения обеспечивается регулирующими и компенсирующими устройствами.

Вопросы регулирования напряжения должны решаться с вопросами баланса и распределения реактивной мощности, выбора компенсирующих устройств, повышения, повышения КПД сети в целом.

Для выполнения требований к режиму напряжения надо:

1. Централизованное изменение режима напряжения в пунктах питания распределительных сетей. Изменение режима напряжения единовременное мероприятие на длительный период времени (для распределительных сетей). Для изменения напряжения используют ПБВ (переключатели без возбуждения тpaнcфopмaтopa), установки с продольной компенсацией. Режим при этом улучшается, но закон изменения напряжения вынужденный.

Читайте также:  Напряжение между полюсами источника тока

2. Регулирование потерь напряжения в отдельных или нескольких элементах сети (линиях, участках), то есть изменение напряжения по желаемому закону (лучше автоматическое). Закон подбирается с учетом условий изменения нагрузки.

3. Изменение или регулирование коэффициента трансформации линейного регулятора, трансформатора между центром питания и электроприемниками, то есть в распределительных сетях. Регулировочные устройства должны дать величину напряжения по модулю в пределах стандарта.

Регулирование напряжения

Регулирование напряжения в распределительных сетях

Экономичность режима напряжения в распределительных сетях определяется работой потребителей, а в питающих сетях — потерями мощности в сети. Связь между сетями обеспечивается трансформатором с регулированием под нагрузкой. Это основное средство в общей системе регулирования в электрической системе со многими ступенями трансформации в сетях.

Регулирование напряжения в распределительных сетях тесно связано с регулированием напряжения в питающих сетях, так как регулирование напряжения в центре питания влияет на отклонение напряжения в приемниках. Таким образом, регулирование напряжения в центре питания надо согласовывать с изменением потерь напряжения на участках сети.

Повышение экономичности распределительных сетей связано с увеличением требований к условиям регулирования напряжения. Ступени регулирования ответвлений трансформаторов обычно понижается с 5% до 2,5% от Uн для достижения экономичности. К распределительным сетям обычно подключены разнохарактерные нагрузки.

Централизованное регулирование напряжения в центре питания не дает желаемый режим напряжений в распределительной сети. Для определения экономичности наивыгоднейшего регулирования напряжения в пункте питания используется интегральный критерий качества напряжения. При этом применяется местное регулирование напряжения, т.е. регулирование для одной группы потребителей или приемников энергии. Решаются вопросы:

1. выбора типа регулирующих устройств и мест их локализации;

2. выбор диапазонов и ступеней регулирования трансформаторов.

РПН трансформатора

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.

Проектирование распределительных электрических сетей должно проводиться с выбором способов регулирования напряжения при сочетании централизованного и местного регулирования и использования компенсирующих устройств в местных сетях.

Источник

Тема 5.2. Регулирование напряжения в электрических сетях

5.2.1. Методы и принципы регулирования напряжения

Различным режимам работы потребителей соответствуют разные потоки мощности, передаваемые по сети, и, следовательно, разные потери напряжения [1]. В режиме наибольших нагрузок сеть, как правило, сильно загружена и потери напряжения в ее элементах большие. В нормальных режимах потери напряжения меньше, а в режиме наименьших нагрузок могут быть совсем незначительными.

Работа электроприемников с наилучшими технико-экономическими показателями (высокий КПД, надежность, электромагнитная безопасность и т.п.) возможна только при небольших отклонениях напряжения на их выводах. Для трансформаторов электрической сети устанавливается превышение напряжения не более чем на 5%относительно напряжения рабочего ответвления регулирующего устройства, что связано с недопустимостью перехода на нелинейную часть кривой намагничивания трансформатора.

Нижний уровень напряжений в электрической сети определяется условиями регулирования напряжения в распределительных сетях и устойчивостью работы ЭЭС. Указанные требования к отклонению напряжения в электрической сети и на выводах электроприемников обусловливают необходимость регулирования напряжения во всех видах электрических сетей. Различают централизованное и локальное регулирования напряжения.

При централизованном регулировании напряжение изменяют в центре питания (электростанции, подстанции). Локальное регулирование используют в питающих и распределительных сетях для отдельных групп потребителей или электроприемников (групповое регулирование). Иногда регулирование выполняют для отдельного электроприемника (индивидуальное регулирование).

Для того, чтобы рабочее напряжение сети можно было поддерживать выше номинального напряжения из-за необходимости компенсации потерь напряжения, силовые трансформаторы, как правило, имеют номинальные напряжения обмоток на 5. 10% выше номинального напряжения сети, к которой они присоединены.

Регулирование напряжения в электрических сетях выполняется по одному из трех принципов:

— стабилизация по заданному графику напряжения;

— встречное (согласное) регулирование.

В соответствии с принципом стабилизации напряжение на шинах нагрузки поддерживается всегда на заданном уровне (рисунок 5.5, а). Регулирование по заданному графику предусматривает стабилизацию разных заданных значений напряжений на различных временных интервалах. В этом случае график напряжения является ступенчатым, например, в часы утреннего и вечернего максимумов напряжение поддерживается выше, чем в остальные часы суток (рисунок 5.5, б).

Принципы стабилизации используются при регулировании напряжения на электростанциях и в специальных случаях – для индивидуального регулирования напряжения у некоторых электроприемников.

Рисунок 5.5. Графики напряжений

Принцип встречного регулирования устанавливает значение напряжения на шинах НН понижающих подстанций в зависимости от тока нагрузки. Согласно Правилам устройства электроустановок, на шинах ЦП 6. 20 кВ должно обеспечиваться встречное регулирование напряжения, при котором напряжение ЦП увеличивается по мере роста нагрузки. В часы максимальной нагрузки напряжение поддерживается на 5. 10% выше номинального (не ниже 1,05 от номинального напряжения), а в часы минимальных нагрузок не выше номинального значения.

К средствам регулирования напряжения относятся:

— регуляторы напряжения на электростанциях;

— регулирующие устройства на понижающих трансформаторах;

— специальные регулировочные трансформаторы;

Кроме того, к средствам регулирования напряжения можно отнести системы отключения (включения) части параллельно работающих элементов электрической сети.

5.2.2. Регулирование напряжения на электростанциях

Рабочее напряжение на генераторах может изменяться в пределах от 0,95Uг ном до 1,05Uг ном. Регулирование напряжения на шинах электрической станции производится автоматически с помощью быстродействующего автоматического регулятора возбуждения (АРВ) синхронных генераторов [1].

В зависимости от электрической схемы станции используются различные устройства регулирования напряжения. В общем случае можно выделить индивидуальные АРВ генераторов, к которым подводятся сигналы по напряжению и току, а также устройства группового регулирования напряжения (ГРН), которые должны обеспечивать автоматическое распределение реактивной мощности между генераторами и поддерживать напряжение на шинах электростанции или в другой точке ЭЭС согласно заданному режиму работы. Кроме того, к управляющим устройствам регулирования напряжения на электростанции следует отнести блоки ограничения перегрузки ротора и минимального возбуждения (ОМВ), которые связаны с условиями нагрева стали статора и ротора генератора и статической устойчивостью. На рисунке 5.6 показана управляющая схема автоматического регулирования напряжения на электростанции.

Рисунок 5.6. Схема автоматического регулирования напряжения

АРВ является первичным регулятором напряжения и аналогично АРС турбин при регулировании частоты имеет статизм. На рисунке 5.7 показана статическая характеристика реактивной мощности потребления ЭЭС по напря-жению ΣQп, пересечение которой с характеристикой АРВ является рабочей точкой (а) исходного режима с напряжением на шинах станции U. Реактивная мощность исходного режима равна Q.

Читайте также:  Транзистор где напряжение базы

При изменении режима потребления реактивной мощности, например увеличении потребления на ∆Q, в соответствии со статической характеристикой АРВ рабочая точка установится на пересечении новой статической характеристики ΣQп +∆Q (точка b) – это стадия первичного регулирования напряжения устройством АРВ. Точке b соответствуют напряжение U1 и реактивная мощность Q1 при этом U1 (В) – напряжение на выводах обмотки НН, приведенное к напряжению ВН.

Напряжение на шинах НН вычисляется по формуле

где UH (В) = |UВ – ∆U|; ∆U – падение напряжение на сопротивлениях обмоток трансформатора; UВ – напряжение на шинах ВН; kт – коэффициент трансформации, подлежащий определению; U – искомое напряжение ответвления.

Из (5.1) найдем напряжение ответвления Uотв при условии, что напряжение на шинах НН равно желаемому напряжению, т.е. UH = Uжел:

Вычисленное по (5.4) напряжение ответвления следует использовать для определения напряжения ближайшего стандартного ответвления. Ряд стандартных напряжений ответвлений может быть получен по формуле

Uотв ст = UВ ном ±mUотв = UВ ном ±m UВ ном, (5.5)

где m – номер ответвления в сторону увеличения (знак плюс) или уменьшения (знак минус) коэффициента трансформации (m = 0,1. mmax); mmax – максимально возможное количество ответвлений трансформатора в сторону увеличения kтm + max или в сторону уменьшения mmax, обычно m + max = mmax; ∆ Uотв и ∆ U’отв – шаг изменения напряжения при переходе на соседнее ответвле­ние в киловольтах и процентах соответственно.

Следует заметить, что уменьшение коэффициента трансформации приводит к увеличению напряжения на шинах НН, а увеличение – к его уменьшению.

Действительное напряжение на шинах НН с учетом выбранного ответвления

Для проверки возможности регулирования напряжения с помощью ответвлений РПН или ПБВ можно не определять напряжения ответвлений, а вычислить номер ответвления, обеспе­чивающий желаемое напряжение.

Если m входит в допустимый диапазон номеров (0,1. mmax), то регулирование возможно; в противном случае необходимы дополнительные средства регулирования напряжения на данной подстанции или изменение сделанных ранее проектных решений.

Регулирование напряжения на понижающих подстанциях с трехобмоточными трансформаторами и автотрансформаторами. Трехобмоточные трансформаторы на 110 и 220 кВ изготавливают с РПН только в обмотке ВН, а обмотка СН имеет ответвления ПБВ для изменения коэффициента трансформации ±2×2,5% UС ном

Схема регулирования напряжения со стороны ВН на трехобмоточных трансформаторах такая же, как на двухобмоточных. Однако изменение числа витков на стороне ВН приводит к изменению коэффициента трансформации как между обмотками ВН и СН (kтв-с) так и между ВН и НН (kтв_н) (рисунок 5.9, а). Такое регулирование называется связанным (зависимым), т.е. обеспечение регулирования на одних шинах, например НН, вынужденно меняет напряжения и на других шинах – СН. Если графики нагрузок на шинах СН и НН схожи по форме, то вполне возможно, что устройства РПН окажется вполне достаточно для регулирования напря­жения в сетях обеих ступеней номинальных напряжений.

В случае, когда требования к регулированию напряжения на обеих системах шин противоречивы, устанавливают дополнительные средства регулирования. К ним относятся КУ (рисунок 5.9, б) и специальные регулировочные трансформаторы – линейные регуляторы (ЛР), которые включаются последовательно с одной из вторичных обмоток трансформатора (рисунок 5.9, в).

Рисунок 5.9. Регулирование напряжения на подстанции

с трехобмоточным трансформатором

Линейные регуляторы выпускаются мощностью от 16 до 100 MB-А на напряжение 6. 35 кВ и предназначены для установки последовательно с нерегулируемыми обмотками трансформаторов, а также непосредственно в ЛЭП. Конструктивно по отношению к основному трансформатору эти устройства являются внешними. На рисунке 5.10 показана схема одной фазы ЛР типа ЛТДН с ре­версивной обмоткой регулирования. Диапазон регулирования ЛР ±10х1,5% = ±15%.

От регулируемой обмотки (РО) через переключатели П1 и П2 питается обмотка возбуждения (ОВ) последовательного трансформатора (ПТ). В последовательной обмотке (ПО), включенной в рассечку линии, наводится ЭДС ∆Е, величина которой зависит от положения переключателей на регулируемой обмотке, а направление – от положения переключателя реверсирования (ПР).

В положении, изображенном на рисунке 5.10, отрегулированное напряжение в линии (точка b) превышает подведенное (точка а).

Работа переключающего устройства в ЛР выполняется так же, как и в РПН двухобмоточного трансформатора. При необходимости снижения выдаваемого напряжения ЛР (точка b) переключатели П1 и П2 переводятся на одно ответвление вверх по направлению к ответвлению 10. Дойдя до последнего ответвления 10 (это соответствует регулированию 0% Uном), переключатель реверсирования ПР переходит из положения 1 в положение 2, а переключатели П1 и П2, вращаясь по кругу (ответвления 10 и 1 являются соседними), – на ответвление 1. Направление ЭДС в последовательной обмотке изменится на обратное, и передвижение переключающего устройства вверх от ответвления 1 к ответвлению 10 будет приводить к дальнейшему понижению напряжения в точке b.

Рисунок 5.10 Схема одной фазы ЛР

Повышение выдаваемого напряжения идет в обратном порядке. Максимальная величина добавки напряжения ЛР составляет ±0,15 U (U – величина подведенного к ЛР напряжения).

На подстанциях с номинальным напряжением 220 кВ и выше устанавливаются автотрансформаторы.

Устройство регулирования напряжения у автотрансформаторов встраивается на линейном конце обмотки СН (рисунок 5.11, а), что обеспечивает изменение коэффициента трансформации только между обмотками ВН и СН (kтВ_С). Регулирование напряжения на обмотке НН автотрансформатора может быть выполнено путем установки ЛР последовательно с обмоткой НН или с помощью КУ.

Рисунок 5.11. Схемы регулирования напряжения автотрансформатора:

а – на линии со стороны СН и б – с помощью вольтодобавочного

Иногда для регулирования напряжения в автотрансформаторах используют устройства, аналогичные ЛР, – так называемые вольтодобавочные трансформаторы (ВДТ), специальная обмотка которых соединяется последовательно с обмотками фаз ВН (рисунок 5.11, б).

На рисунке 5.12 изображена схема ВДТ для регулирования напряжения в фазе С автотрансформатора. В состав ВДТ входят два трансформатора – питающий, состоящий из питающей (ПО) и регулирующей (РО) обмоток, и последовательный, который имеет обмотку возбуждения (ОВ) и вольтодобавочную обмотку (ВДО).

Рисунок 5.12 Схема регулирования ВДТ

Первичная обмотка питающего трансформатора может получать питание от фазы А или фаз В, С обмотки НН автотрансформатора. Вторичная обмотка питающего трансформатора имеет такое же переключающее устройство, как РПН. Один конец обмотки возбуждения последовательного трансформатора подключен к средней точке (нулевому ответвлению) РО, другой – к переключающему устройству (ПУ).

Вольтодобавочная обмотка последовательного трансформатора соединена последовательно с обмоткой ВН автотрансформатора, и добавочная ЭДС ∆Е складывается с напряжением обмотки ВН.

5.2.4. Регулирование напряжения методом

изменения потерь напряжения в сети

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 3066 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник