 |
Регулирование напряжения изменением сопротивления сети
|
|
|
|
Напряжение у потребителей зависит от величины потерь напряжения в сети, которые в свою очередь зависят от сопротивления сетей
Продольная составляющая падения напряжения равна: 
Соотношение активных и реактивных сопротивлений для распределительных и питающих сетей различно.
В распределительных сетях активное сопротивление больше реактивного R0>X0. При изменении сечения линий существенно меняется R0 и R12 и изменяется DU12 и напряжение потребителей. Поэтому в этих сетях сечение иногда выбирают по допустимой потери напряжения.
В питающих сетях, наоборот, X0>R0, поэтомуDU12 в значительной степени определяется реактивным сопротивлением линий, которое мало зависит от сечения.
Изменение реактивного сопротивления применяется для регулирования напряжения.
Чтобы изменить реактивное сопротивление, необходимо включить в линию конденсаторы. Предположим, что напряжение в конце линии ниже допустимого включают последовательно конденсаторы, так чтобы повысить напряжение до допустимого:
Напряжение в конце линии: 
Последовательное включение конденсаторов в линию называется продольной компенсацией. Применение продольной компенсации в линиях высших классов напряжений позволяет решить сразу несколько проблем:
1. Повышение пропускной способности;
2. Снижение потерь;
3. Повышение стабилизации напряжения;
4. Повышение уровня статической и динамической устойчивости.
УПК - сложные в эксплуатации и дорогие установки. Необходимо применять специальные меры для их защиты от перенапряжения во время коротких замыканий (при КЗ на конденсаторах резко повышается напряжение, достигающее 4-5 кратного номинального значения).
|
|
|
Наиболее эффективно применение УПК для снижения отклонения напряжения на перегруженных радиальных линиях.
Регулирование напряжения путем оперативного изменения параметров сети может производиться в тех случаях, когда отдельные участки выполнены параллельными линиями. Если в режиме минимальных нагрузок напряжение на линиях потребителей повышается, можно отключить одну из линий, увеличивая общее сопротивление цепи и тем самым понизить напряжение у потребителя за счет увеличения потери напряжения в линии (с учетом надежности электроснабжения потребителя).
6.3. Регулирование напряжения изменением величины, протекающей в сети реактивной мощности.
В питающих сетях активное сопротивление меньше реактивного, следовательно, произведение Q*x оказывает решающее влияние на величину падения напряжения.
Потеря напряжения при передаче по линии зависит от величины, протекающей по линии реактивной мощности. Изменяя величину реактивной мощности сети, можно изменять величину потери напряжения, а, следовательно, и регулировать напряжение у потребителей.
Для изменения потоков реактивной мощности применяют компенсирующие устройства – батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы.
7. Средства регулирования напряжения
Ø Синхронный генератор;
Ø Синхронный компенсатор;
Ø Батареи конденсаторов (БСК);
Ø Шунтирующие реакторы (ШР);
Ø Управляемые шунтирующие реакторы (УШР);
Ø Статические тиристорные компенсаторы (СТК);
Ø Статические компенсаторы реактивной мощности (СТАТКОМ).
Ø Перевод ГГ в режим СК.
Ø Отключение/включение ВЛ в резерв/из резерва.
Лавина напряжения
Различают несколько причин возникновения лавины напряжения.
Сопутствующая лавина понижения напряжения возникает одновременно с лавиной частоты вследствие разделения ЭЭС на части, которые иногда приводят к потере части генерирующей реактивной мощности и зарядной мощности сети сверхвысокого напряжения, существенной для баланса. Кроме того, большое снижение частоты из-за его влияния на работу АРВ приводит к изменению напряжения на выводах генераторов.
Известно, что измерительные органы АРВ пропорционального действия обладают индуктивностью, в результате чего они реагируют на снижение частоты как на эквивалентное ему повышение напряжения. В результате эти АРВ приводят к некоторому уменьшению напряжения. В среднем при снижении частоты на 1% напряжение уменьшается на 1,4%.
АРВ сильного действия, реагируя на производную частоты, наоборот, воспринимают снижение частоты как уменьшение напряжения, что увеличивает возбуждение генераторов.
Реакции АРВ обоих типов противоположны и в целом влияние изменения частоты на напряжение зависит от их удельного веса в ЭЭС.
Процесс снижения напряжения при сопутствующей лавине протекает в два этапа. На первом этапе напряжение скачком уменьшается до установившегося значения, соответствующего балансу реактивной мощности. На втором этапе при снижении частоты, происходящем с постоянной времени Т=2—3 с, напряжение дополнительно уменьшается из-за характеристик АРВ. Изменение напряжения, влияя на мощность, потребляемую нагрузкой, в свою очередь оказывает некоторое воздействие на изменение частоты.
При успешной работе частотной разгрузки ликвидируются дефициты как активной, так и реактивной мощностей.
Главная опасность сопутствующей лавины напряжения заключается в том, что большие снижения напряжения могут вызвать отказы частотной автоматики, предназначенной для поддержания частоты в безопасных пределах. Возможны также отказы отключения выключателей на подстанциях с оперативным переменным током.
Во избежание отказов необходимо, чтобы принцип действия реле частоты исключал влияние напряжения на их уставку, а цепи отключения выключателей на подстанциях с оперативным переменным током питались от стабилизаторов напряжения.
Лавина понижения напряжения нагрузочного узла возникает в результате аварийного уменьшения пропускной способности сети из-за отключения части питающих ЛЭП. На приёмной стороне оставшихся в работе питающих ЛЭП напряжение может снизиться до значений, недостаточных для обеспечения технологических процессов производства.
К лавинам понижения напряжения может привести также преждевременный съем форсировки возбуждения генераторов, связанный с неполным использованием их перегрузочного ресурса.
Ситуация может усугубиться несоразмерно большой мощностью конденсаторных установок, смещающих экстремум характеристики генерации в сторону более высоких напряжений. В этом случае баланс реактивной мощности соответствует пересечению характеристики нагрузки с левой ветвью характеристики генерации, при котором нарушается устойчивость режима напряжения узла нагрузки.
При возникновении лавины понижения напряжения узла нагрузки необходимо отключить часть потребителей по признаку уменьшения напряжения для того, чтобы наиболее ответственные потребители могли продолжать работу, даже если напряжение осталось пониженным.
Увеличение напряжения, свидетельствующее о восстановлении пропускной способности сети, должно сопровождаться автоматическим включением в работу всех потребителей.
Лавина повышения напряжения возникает при резком увеличении нерегулируемой составляющей генерируемой реактивной мощности. Обычно это связано с избыточной зарядной мощностью сети сверхвысокого напряжения в условиях пониженного потребления реактивной мощности. Например, в процессе лавины частоты питающая сеть вследствие работы АЧР разгружается, и потери реактивной мощности в ней уменьшаются, а оставшаяся нагрузка потребляет реактивную мощность, меньшую чем ее зарядная мощность.
Для сохранения баланса реактивной мощности при допустимом напряжении генераторы с помощью АРВ переводятся в режим недовозбуждения. При этом может потребоваться столь большое уменьшение возбуждения, что генераторы приходится разгружать по активной мощности. Это, в свою очередь, приводит к лавине частоты.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
