Регулирование напряжения и реактивной мощности в электроэнергетической системе. Особенности регулирования напряжения в условиях избытка и дефицита реактивной мощности

быстрый процесс лавины напряжения, и баланс реактивной мощности нарушается.

Процесс лавины напряжения во времени изображен на рис. 13.6. Здесь t₁ ‑ момент снижения напряжения до U_кр, а интервал времени t₂ – t₁, составляющий всего несколько секунд, характеризует процесс развития лавины напряжения. В результате лавины напряжения происходит нарушение устойчивости нагрузки, которое выражается в саморазгрузке потребителей. После их отключения в момент времени t₃ напряжение восстанавливается.

Для узлов нагрузки со смешанным характером потребителей критическое напряжение составляет 0.8‑0,75 номинального напряжения сети. Лавина напряжения может наступить как во всей энергосистеме, так и в отдельных узлах, в которых возникает дефицит реактивной мощности. Более вероятно возникновение лавины напряжения в послеаварийных режимах.

Для предотвращения лавины напряжения применяют специальные меры.

Таким образом, оперативный контроль выработки реактивной мощности может осуществляться по режиму напряжений в характерных узлах сети.

На оперативный баланс реактивной мощности и уровни напряжения влияние оказывает значение частоты в системе. При снижении частоты по статической характеристике нагрузки по частоте происходит увеличение реактивной мощности узлов нагрузки (рис. 13.7). Это влечет за собой увеличение потерь напряжения. Тогда даже при неизменном напряжении U₁ (рис. 13.8) произойдет снижение напряжения U₂. При постоянной генерируемой реактивной мощности в системе зависимость величины напряжения от частоты имеет вид, показанный на рис. 13.9.

Передача реактивной мощности по элементам системы связана со значительными потерями напряжения и потерями реактивной мощности из-за больших индуктивных сопротивлений линий и трансформаторов. Поэтому наличие больших генерируемых реактивных мощностей в одном узле системы еще не означает, что их можно использовать для обеспечения требуемых напряжений в других узлах. В связи с этим баланс реактивной мощности должен рассматриваться не только для всей энергосистемы в целом, но и в отдельности для каждого узла нагрузки.

Рассмотрим, как проявляется недостаток генерируемой реактивной мощности для поддержания заданного режима напряжений в удаленной части системы. На схеме системы, показанной на рис. 13.10, из узла нагрузки 1 в узел 2 передается значительная активная мощность Р₁ и некоторая реактивная мощность Q₁, и в узле 2 отсутствует резерв реактивной мощности. Напряжения по концам линии равны U₁ и U₂. Если эту линию нагружать активной мощностью еще больше, то при неизменной генерируемой реактивной мощности Q_г = const в узле 2 за счет увеличения потерь напряжения от протекания активной мощности напряжение U₂ будет снижаться. Тогда в соответствии со статическими характеристиками реактивная нагрузка узла 2 уменьшится и переток реактивной мощности по линии также уменьшится. При передаче значительной активной мощности часто возникает такое положение, когда реактивная мощность Q₂ становится направленной из части системы с дефицитом реактивной мощности в сторону узла 1, имеющего резерв реактивной мощности.

При проектировании энергосистемы возникает задача обеспечения