Регулирование 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.
Напряжение в разных точках системы можно регулировать следующим образом:
- изменением возбуждения генераторов. В сложной пространственно большой системе этим путем нельзя обеспечить надлежащий уровень напряжения во всех узлах ее;
- изменением коэффициентов трансформации трансформаторов;
- с помощью компенсирующих установок: статических конденсаторов или синхронных компенсаторов. Изменяя потоки реактивной энергии, протекающие по сетям системы, эти установки способствуют уменьшению падения напряжения в них и поддержанию его на должном уровне.
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.
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 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.
Смотрите также: Мероприятия и технические средства повышения качества электрической энергии