Способы регулирования напряжения. Регулирование напряжения изменением напряжения на электростанциях

3.11. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Регулирование напряжения в электрических сетях энергосистем осуществляется синхронными машинами (генераторами, компенсаторами, электродвигателями), силовыми и регулировочными трансформаторами, регулируемыми батареями статических конденсаторов, различного рода статическими источниками реактивной мощности (ИРМ), а также путем, использования тех или иных схемных решений.

Регулирование напряжения изменением напряжения на электростанциях. На шинах электростанций должно обеспечиваться встречное регулирование напряжения в пределах (1—1,05) U_ном. Однако такое регулирование часто недостаточно для поддержания нужного качества напряжения во всех точках электрической сети: для удаленной нагрузки потеря напряжения в часы максимума может достигать ЗО-4О%. Если, например, принять соотношение минимальной и максимальной нагрузок S_min/S_max=0,3, то DU_min=30×0,3=9%.

При использовании на электростанции возможного регулировочного диапазона в 5% общий размах колебаний напряжения у удаленного потребителя будет составлять 30-9-5=16%, тогда как обычно у потребителя допускается отклонение напряжения ±5%, т.е. размах колебаний в 10%. Учитывая сказанное, данный способ регулирования напряжения можно применять только в случае короткой сети, питаемой от шин генераторного напряжения.

Рассмотрим, как меняется режим работы генератора при изменении только тока возбуждения или только активной мощности за счет изменения вращающегося момента на валу.

Из векторной диаграммы неявнополюсной машины, работающей на шины неизменного по амплитуде напряжения (рис. 3.12), следует:

,

Рис. 3.12. Работа неявнополюсного генератора на шипы неизменного напряжения:

а — поясняющая схема; б — векторная диаграмма

1-й случай. Если при постоянной активной нагрузке генератора осуществляется изменение тока возбуждения (рис. 3.13), то его увеличение приводит к возрастанию Е, Ф, 0 и С/ш и уменьшению 5;пб, а его уменьшение ведет к

Рис. 3.13. Режим генератора при изменении тока возбуждения:

а-пскторпая дпаргамма; б-изменение тока статора, активной и реактнвпоП мощностей

изменению всех величин в обратном направлении при условии, что угол ц: остается отстающим.

2-й случай. Если активная мощность генератора изменяется, а его ток возбуждения остается неизменным, то

P~sind.

При увеличении активной мощности генератора увеличивается sind и уменьшаются j, Q, U_ш, как показано на рис. 3.14. При уменьшении активной мощности j, Q, U_ш, наоборот, возрастают.

Рис. 3.14. Режим генератора при изменении момента на валу:

а — векторная диаграмма; б — зависимость активной и реактивной мощностей от угла d;

в — зависимость реактивной мощности от активной

Рассмотренные идеализированные случаи наглядно иллюстрируют взаимосвязь параметров режима генератора, работающего параллельно с электрической сетью энергосистемы. Регулируя в допустимых пределах ток возбуждения генераторов, изменяют значение выдаваемой ими реактивной мощности и тем самым поддерживают заданный режимом работы энергосистемы уровень напряжения на шинах электростанций.

Регулирование напряжения изменением коэффициента трансформации силовых трансформаторов. Различают повышающие и понижающие трансформаторы. В зависимости от типа трансформатора подбирается его номинальный коэффициент трансформации, определяемый как отношение напряжений основных выводов при холостом, ходе трансформатора.

Рассмотрим схему, представленную на рис. 3.15, а. Потеря напряжения в линиях при расчетной нагрузке обычно составляет около 10 %. Поэтому в начале линии поддерживается напряжение ~1,05 ^ном. При этом п конце линии оно может быть ниже номинального, например 0,95 Уном

.(рис. 3.15, б).

У повышающих трансформаторов Т1 основной вывод обмотки НН рассчитывается на (7г,1юм==1,05 Усоти.ном "ли

^сетч.ном, а ОСНОВНОЙ ВЫВОД ОбМОТКИ ВН—На 1,1 усстп.тюм

][в сетях 330—750 кВ основной вывод рассчитывается на

Рис. 3.15. Изменение напряжения в электрической сети при изменении нагрузки:

а—поясняющая схема; б—изменение напряжений; /—при максимальной па-грузке; 2 — при минимальной нагрузке

1,05 1/сети.ном). У понижающих трансформаторов Т2, ТЗ, Т4 обмотка ВН имеет основной вывод, рассчитанный на (Л.,„.,м

ИЛИ С/сети.ном. а обмОТКа НН— 1,1 С/сстп.пом ИЛИ 1,05 (Л;(.,||,|.о.м

,(в случае короткой сети, например, сети собственных нужд электростанции