Управление качеством электрической энергии

В различных точках электрической сети в зависимости от состава электроприемников в большей или меньшей степени наблюдаются отклонения и колебания, несимметрия и несинусоидальность напряжения. Если эти показатели превышают нормируемые ГОСТ 13109 -87 величины, то необходимо предусматриать мероприятия, позволяющие их уменьшить до требуемых стандартов.


В рамках указаны номера перечисленных средств регулирования, воздействующих на тот или иной параметр.

Регулирование напряжения генераторов. На шинах электростанций необходимо встречное регулирование напряжения в пределах (1-1,05) UH0U. Встречным называется такое регулирование, когда с увеличением нагрузки напряжение источника питания увеличивается, и наоборот, что обеспечивает компенсацию потери напряжения в сети. Регулирование напряжения только на шинах электростанций недостаточно для обеспечения желаемого режима напряжения в электрических сетях. Для удаленных электроприемников потеря напряжения может достигать 10—20 % ином поэтому данный способ регулирования напряжения можно считать достаточным только для потребителей электрической энергии, питающихся от шин электростанций.

Изменение коэффициента трансформации трансформаторов. Трансформаторы ГПП, как правило, снабжаются устройством автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (АРПН). Регулирование напряжения с помощью РПН трансформаторов ГПП называется централизованным, т. е. на большую группу потребителей электрической энергии. Шины 6—10 кВ ГПП выполняют в этом случае роль центра питания (ЦП).

Пределы регулирования напряжения с помощью АРПН для трансформаторов класса напряжения 6—10 кВ мощностью 1—6,3 МВ-А± -t8-1,2 %; для напряжения 35 кВ±6-1,5 %, а для мощностей более 10 MB-А ± 8-1,5 %; для трансформаторов 110 кВ мощностью 6.3 МВ-А и более ±9-1,78 %.

При регулировании напряжения на шинах 6—10 кВ режим напряжения в сети 0,4 кВ нескольких ТП будет различным в силу неодинаковых сопротивлений участков сети и нагрузок каждой ТП. В этих условиях стремятся так выбрать диапазон и закон регулирования АРПН, чтобы он максимально удовлетворял каждой ТП. Настройка регулятора напряжения ЦП будет хорошей, если сумма квадратов отклонений напряжения на шинах всех ТП будет минимальной (принцип наименьших квадратов):


Мероприятия по нормализации показателей качества электроэнергии разделяются на две группы: не требующие и требующие специальных устройств. К первой группе мероприятий относятся в основном схемные решения, которые сводятся к увеличению мощности короткого замыкания и разделению питания электроприемников, взаимное влияние которых следует исключить или уменьшить. Влияние увеличения мощности короткого замыкания на снижение несимметрии и несинусоидельности видно из формул (20.26), (20.31). Отклонение и размах изменения напряжения с увеличением мощности короткого замыкания также снижаются. Это объясняется тем, что с увеличением SK3 сопротивление в цепи связи источника питания и электроприемника Z уменьшается, ZK = U%/Sm. Снижение ZK приводит к уменьшению потери напряжения AU = IZK. Эффект разделения питания электроприемников можно пояснить с помощью схем, приведенных на рис. 20.3.

Пусть электроприемник ЭП1 создает колебания напряжения, которые будут общими и для ЭП2 (рис. 20.3, а). Размах изменения напряжения будет пропорционален 6U = 1/SK3. В другом случае (рис. 20.3, б) общей для ЭП1 и ЭП2 являются шины с мощностью 5КЗ > Sк3. Следовательно, размах изменения напряжения на шинах ЭП2 уменьшится до 615=1 ISK3 или в Sk3/Sk3 раз. Эти мероприятия широко используются в проектных решениях по электроснабжению, но не всегда оказываются достаточными и экономически оправданными.

Ко второй группе мероприятий относятся технические решения с применением специальных электроустановок, аппаратов и приспособлений для улучшения показателей качества электрической энергии. Рассмотрим основные из них.

Средства регулирования напряжения. Анализ средств регулирования напряжения удобно провести из рассмотрения формулы, связывающей напряжение в рассматриваемой точке электрической сети U2 с напряжением источника питания Ult добавочное напряжение !/доб, создаваемое регулирующими устройствами, и потери напряжения, обусловленные активной Р и реактивной Q нагрузками, активным R и реактивным X сопротивлениями в цепи связи U2 и Ux

Регулирование напряжения генераторов. На шинах электростанций необходимо встречное регулирование напряжения в пределах (l-hl,05) UHом. Встречным называется такое регулирование, когда с увеличением нагрузки напряжение источника питания увеличивается, и наоборот, что обеспечивает компенсацию потери напряжения в сети. Регулирование напряжения только на шинах электростанций недостаточно для обеспечения желаемого режима напряжения в электрических сетях. Для удаленных электроприемников потеря напряжения может достигать 10—20 поэтому данный способ регулирования напряжения можно считать достаточным только для потребителей электрической энергии, питающихся от шин электростанций.

Изменение, коэффициента трансформации трансформаторов. Трансформаторы ГПП, как правило, снабжаются устройством автоматического регулирования напряжения под нагрузкой (АРПН). Регулирование напряжения с помощью РПН трансформаторов ГПП называется централизованным, т. е. на большую группу потребителей электрической энергии. Шины 6—10 кВ ГПП выполняют в этом случае роль центра питания (ЦП).