Изучение методов и средств регулирования напряжения. Регулирование напряжения на подстанциях в сельских распределительных сетях

Постановка задачи

Целью данного дипломного проекта является выбор ответвлений трансформаторов распределительной сети 10 кВ рассматриваемого района на ЭВМ.

Основные задачи проекта:

а) совершенствование компьютерной программы MIF1 с целью автоматизации процесса выбора ответвлений трансформаторов на ЭВМ;

б) сбор, обработка и подготовка данных по сети 10 кВ района «Л»;

в) выбор и анализ ответвлений трансформаторов в распределительной сети 10 кВ района «Л» на ПЭВМ с учетом и без учета статических характеристик нагрузки;

г) оценка мероприятий по улучшению режима напряжения и расчет технико-экономических показателей сети.

Изучение методов и средств регулирования напряжения

Встречное регулирование напряжения

Для обеспечения технических требований к режиму напряжений принципиально возможно использование следующих способов :

а) централизованное изменение режима напряжения или регулирование напряжения на шинах или выводах центра питания (ЦП);

б) изменение или регулирование значений потерь напряжения в отдельных элементах сети (линиях, трансформаторах) или в нескольких элементах (участках) сети одновременно;

в) изменение или регулирование коэффициента трансформации линейного регулятора или трансформатора включенного на участке сети от ЦП до электроприемников.

Здесь под изменением понимается единовременное мероприятие, проводимое на длительный период времени. Таковым может быть: изменение рабочего положения регулировочного ответвления (ПБВ) трансформатора, включение установки продольно-емкостной компенсации, включение дополнительной линии, замена сечения проводов и т.д. При этом режим напряжений может быть существенно улучшен. Однако закон изменения напряжений останется вынужденным, обусловленным изменением нагрузок.

Под регулированием понимается текущее изменение параметра (напряжения, коэффициента трансформации, потери напряжения), применяемое в целях изменения режима напряжений по желаемому закону. Такое изменение осуществляется обычно автоматически. Возможности регулирования во всех случаях оказываются ограниченными. В каждом случае закон регулирования должен специально подбираться.

При эксплуатации сети требуется наиболее полное и экономичное использование всех имеющихся возможностей регулирования. Для этого все средства автоматического регулирования должны иметь соответствующие уставки. В условиях текущей эксплуатации дело сводится к контролю за режимом напряжений и (в случае надобности) выполнению вытекающих из этого контроля мероприятий. К числу их относятся: изменение уставок автоматических регуляторов напряжения, изменение рабочего положения регулировочных ответвлений у нерегулируемых трансформаторов с ПБВ, дополнительная автоматизация имеющихся средств регулирования (если до этого времени они не были автоматизированы) и т.д. При этом в первую очередь выполняются требования обеспечения технически допустимого режима напряжений, а затем и его оптимизации (по мере возможности) или хотя бы некоторого повышения экономичности.

В зависимости от характера изменения нагрузки в каждом из указанных типов регулирования напряжения можно выделить несколько подтипов. Так, например, в централизованном регулировании напряжения можно выделить три подтипа: стабилизация напряжения; двухступенчатое регулирование напряжения; встречное регулирование напряжения .

Стабилизация применяется для потребителей с практически неизменной нагрузкой, например для трехсменных предприятий, где уровень напряжения необходимо поддерживать постоянным. Для потребителей с ярко выраженной двухступенчатостью графика нагрузки (например для односменных предприятий) применяют двухступенчатое регулирование напряжения. При этом поддерживаются два уровня напряжения в течение суток в соответствии с графиком нагрузки. В случае переменной в течение суток нагрузки осуществляется так называемое встречное регулирование. Для каждого значения нагрузки будут иметь свое значение и потери напряжения, следовательно, и само напряжение будет изменяться с изменением нагрузки. Чтобы отклонения напряжения не выходили за рамки допустимых значений, надо регулировать напряжение, например в зависимости от тока нагрузки.

Нагрузка меняется не только в течение суток, но и в течение всего года. Например, наибольшая в течение года нагрузка бывает в период осенне-зимнего максимума, наименьшая - в летний период. Встречное регулирование состоит в изменении напряжения в зависимости не только от суточных, но также и от сезонных изменений нагрузки в течение года. Оно предполагает поддержание повышенного напряжения на шинах электрических станций и подстанций в период наибольшей нагрузки и его снижение до номинального в период наименьшей нагрузки.

Трансформатор представлен как два элемента - сопротивление трансформатора и идеальный трансформатор. Приняты следующие обозначения: U 1 ? напряжение на шинах центра питания; U 2в ? напряжение на шинах первичного напряжения (ВН) районной подстанции; U 2H - напряжение на шинах вторичного напряжения (НН) районной подстанции; U 3 ? напряжение у потребителей.

Напряжение на шинах ВН районной подстанции:

U 2в = U 1 ? ДU 12 .

Напряжения на шинах ВН и НН отличаются на величину потерь напряжения в трансформаторе ДU т, и, кроме того, в идеальном трансформаторе напряжение понижается в соответствии с коэффициентом трансформации, что необходимо учитывать при выборе регулировочного ответвления.

Процентные отклонения имеются в виду для всех V и ДV на поле этого рисунка.

В режиме наименьших нагрузок уменьшают напряжение U 2н до величины, как можно более близкой к U ном. В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение n т, чтобы выполнялось следующее условие:

U2н.нм? Uном. (2.1)

В режиме наибольших нагрузок увеличивают напряжение U 2н до величины, наиболее близкой к 1,05-1,1U ном. В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение n т, чтобы выполнялось следующее условие:

U 2н.нб ? (1,05 - 1,1) U ном. (2.2)

Таким образом, напряжение на зажимах потребителей, как удаленных от центра питания, так и близлежащих вводится в допустимые пределы. При таком регулировании в режимах наибольших и наименьших нагрузок напряжение соответственно повышается и понижается. Поэтому такое регулирование называют встречным.

Для подробного рассмотрения встречного регулирова­ния напряжения используем схему замещения, показанную на рис. 5.2, а, где трансформатор пред­ставлен как два элемента - сопротивление трансформато­ра и идеальный трансформатор. На рис. 5.2, а приняты следующие обозначения: U1 - напряжение на шинах центра питания; U2в - напряжение на шинах первичного напряжения (ВН) районной подстанции; U2н - напряже­ние на шинах вторичного напряжения (НН) районной под­станции; U3 - напряжение у потребителей.

Напряжение на шинах ВН районной подстанции:

Напряжения на шинах ВН и НН отличаются на вели­чину потерь напряжения в трансформаторе ∆UТ, и, кроме того, в идеальном трансформаторе напряжение понижает­ся в соответствии с коэффициентом трансформации, что необходимо учитывать при выборе регулировоч­ного ответвления.

На рис. 5.2,б представлены графики изменения напря­жения для двух режимов: наименьших и наибольших на­грузок. При этом по оси ординат отложены значения от­клонений напряжения в процентах номинального. Процент­ные отклонения имеются в виду для всех V и ∆U на поле этого рисунка.

Из рис. 5.2,б (штриховые линии) видно, что если п т=1, то в режиме наименьших нагрузок напряжения у по­требителей будут выше, а в режиме наибольших нагру­зок- ниже допустимого значения (т.е. отклонения U больше допустимых). При этом приемники электроэнергии, присоединенные к сети НН (например, в точках А и В), будут работать в недопустимых условиях. Меняя коэффи­циент трансформации трансформатора районной подстан­циип т, изменяем U2H, т. е. регулируем напряжение (сплош­ная линия на рис. 5.2,б).

В режиме наименьших нагрузок уменьшают напряжение U2H величины, как можно более близкой к UHОМ. В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение п т, чтобы выполнялось следующее условие: U2H.НМ> UHОМ

В режиме наибольших нагрузок увеличивают напряже­ние U2Н до величины, наиболее близкой к 1,05-1,1UHОМ. В этом режиме выбирают такое наибольшее стандартное значение п т, чтобы выполнялось следующее условие: U2H.НБ >(1.05÷1,1) UHОМ

Таким образом, напряжение на зажимах потребителей, как удаленных от центра питания - в точке В, так и близлежащих - в точке А, вводится в допустимые пределы. При таком регулировании в режимах наибольших и наи­меньших нагрузок напряжение соответственно повышает­ся и понижается. Поэтому такое регулирование называют встречным.

23 Регулирование напряжения на электростанциях.

Изменение напряжения генераторов возможно за счет регулирования тока возбуждения. Не меняя активную мощ­ность генератора, можно изменять напряжение только в пределах ±0,05UНОМ.Г, т.е. от 0,95UНОМ.Г до 1,05UНОМ.Г

При UНОМ.С=6кВ номинальное напряжение генератораUНОМ.Г = 6,3 кВ и диапазон регулирования 6-6,6 кВ. ПриUНОМ.С=10кВ напряжение генератораUНОМ.Г =10,5 кВ и диапазон регулирования 10-11 кВ.

Отклонение напряжения на выводах генератора более чем на ±5 % номинального приводит к необходимости снижения его мощности. Этот диапазон регулирования на­пряжения (±5 %) явно недостаточен.

Поэтому диапазон изменения напряжения у генератора, составляющий только 10 %, явно недостаточен. Генераторы электростанций являются только вспомо­гательным средством регулирования по двум причинам: 1) недостаточен диапазон регулирования напряжения ге­нераторами; 2) трудно согласовать требования по напря­жению удаленных и близких потребителей.

Как единственное средство регулирования генераторы применяются только в случае системы простейшего вида - типа станция - нераспределенная нагрузка. В этом случае на шинах изолированно работающих электростанций про­мышленных предприятий осуществляется встречное регу­лирование напряжения. Изменением тока возбуждения ге­нераторов повышают напряжение в часы максимума на­грузок и снижают в часы минимума.

Повышающие трансформаторы на электростанциях ТДЦ/110 с номинальным напряжением обмотки ВН Uв.ном=110 кВ и часть из ТДЦ/220 сUв.ном = 220 кВ, как и генераторы, являются вспомогательным средством регу­лирования напряжения, потому что также имеют пре­дел регулирования ±2х2,5%Uв.ном и с их помощью нель­зя согласовать требования по напряжению близких и удаленных потребителей. Повышающие трансформаторы ТЦ и ТДЦ сUв.ном=150, 330-750 кВ выпускаются без устройств для регулирования напряжения. Поэтому основ­ным средством регулирования напряжения являются транс­форматоры и автотрансформаторы районных подстанций.

Сказанное о встречном регулировании напряжения на районной подстанции полностью относится к регулированию напряжения на электростанциях. Последнее легко понять, заменив на рис. 12 - 2 подстанцию ПС электростанцией.  

Как правило, встречное регулирование напряжения в режимах наибольших и наименьших нагрузок может быть осуществлено при разных ответвлениях трансформаторов.  

Для подробного рассмотрения встречного регулирования напряжения используем схему замещения, показанную на рис. 5.2, а, где трансформатор аналогично рис. 3.5 представлен как два элемента - сопротивление трансформатора и идеальный трансформатор.  

В чем сущность встречного регулирования напряжения и в каких случаях целесообразно его применять.  

С их помощью невозможно осуществить встречное регулирование напряжения, так как их коэффициенты трансформации при изменении режима в течение суток неизменны. Регулирование трансформаторами с ПБВ используется только как сезонное. Более частые переключения оказываются дорогим мероприятием, поскольку требуют отключения - включения оборудования, усложняют эксплуатацию и связаны с резким увеличением количества обслуживающего персонала.  

При необходимости автоматические регуляторы должны обеспечивать встречное регулирование напряжения.  

Из каких соображений выбирается наклон характеристики встречного регулирования напряжения.  

На шинах источников питания осуществляется так называемое встречное регулирование напряжения, под которым понимается такое регулирование, когда на шинах понизительных подстанций в часы максимальной нагрузки напряжение повышается, а в часы минимальной нагрузки, наоборот, снижается. Согласно ПУЭ, встречное регулирование напряжения обеспечивается в пределах от 1 0 до 1 05 номинального напряжения сети. Увеличение напряжения в часы максимальной нагрузки необходимо для компенсации возрастающих в такой период потерь напряжения во всех элементах сети.  

В электрических системах согласно действующим ПУЭ должно осуществляться встречное регулирование напряжения на шинах питающих подстанций 35 кВ и выше в пределах 0 - 5 % номинального напряжения. Однако в большинстве случаев процесс регулирования осуществляется в соответствии с графиком нагрузки энергосистем, отличающимся вследствие высокого удельного веса промышленных, транспортных и других потребителей от графика коммунально-бытовых нагрузок.  

В простейшем случае автономной электростанции, питающей ограниченный район, встречное регулирование напряжения на ее шинах может быть обеспечено за счет изменения возбуждения генераторов.  

Как правило, для рационально построенной городской распределительной сети применение встречного регулирования напряжения на ЦП является исчерпывающим мероприятием по обеспечению нормированных отклонений напряжения у большинства потребителей. Поэтому на всех подстанциях, питающих распределительную сеть, должны устанавливаться трансформаторы с РПН. В действующих сетях с трансформаторами без РПН возможна установка в ЦП линейных регуляторов с РПН. Устройства РПН действуют, как правило, автоматически и позволяют осуществлять ступенчатое регулирование напряжения без отключения нагрузки. В табл. JO-1-10-3 приведены значения номинальных напряжений ответвлений обмоток понижающих трансформаторов, имеющих устройства РПН.  

Требуется определить: 1) наименьшую мощность синхронного компенсатора, обеспечивающего встречное регулирование напряжения на подстанции, считая, что при работе с недовозбуждением синхронный компенсатор может работать с нагрузкой не более 50 % номинальной мощности; 2) мощность батареи статических конденсаторов, отвечающей тем же условиям регулирования напряжения на подстанции.  

Iдоп=1.11*530=588,3

Полученное меньшее значение делится на ток проходящий в данной ЛЭП.

Рис. 5.11.– Ток, проходящий в данной ЛЭП.

Критичность отношения фактичекского тока к току отношения отображается интенсивностью цвета, Чем ярче цвет, тем критичнее отношение. Если Цвет не отображается, например, как в ветви 4-6 то отношение является нормальным.

Аналогичным образом осуществляется расчёт токовой загрузки трансформаторов, отличием является то, что в ветви протекают 2 тока (ток высшего и низшего напряжения).

Какой ток будет рассчитан, задается при помощи графы «место» (ВН или НН).

Рабочая область выглядит следующим образом:

Для выполнения расчётов в данном рабочем поле необходимо добавить несколько колонок:

Рис.5.13– Выбор колонок

Рис.5.14.– Показать колонку

Конечная рабочая область выглядит следующим образом:

Рис. 5.15.– Расчёт

При помощи ПВК RastrWin3 были посчитаны токовые загрузки трансформаторов и ЛЭП, при помощи задания токов оборудования, а так же допустимого тока от температуры с использованием задания функции.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ПРИ ВСТРЕЧНОМ РЕГУЛИРОВАНИИ НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы: получение практических навыков по расчету режимов электрических сетей при встречном регулировании напряжения в программном комплексе RastrWin.

Для схемы электрической сети, приведённой на рисунке 1.1 сделать следующее (для двух значений нагрузки max, min):

1. Составить схему замещения.

3. Составить модель для расчётов установившихся режимов в ПВК RastrWin (с заданием параметров узлов и ветвей).

4. Выполнить расчёт нормального режима.

5. Оформить графическую схему потокораспределения расчёта установившегося режима в ПВК RastrWin.

7. Построить график потерь напряжения.

8. Сделать вывод о целесообразности применение метода встречного регулирования.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для составления схемы замещения схемы указанной на рисунке 1.1:

Таблица 1

Таблица 2

Номинальные параметры трансформаторов п/ст

Силовой трансформатор ТМН-6300/35
Ном.мощн. кВ*А	Пределы регулирования	U ВН ном кВ	U НН ном кВ	u КЛ%	Р КЛ, кВт	Р ХХ, кВт	I ХХ, %	R T Ом	X T Ом	кВАР
				7,7		7,4	0,35	1,2	14,9

Рисунок 6.1 – Расчётная схема сети

Метод встречного регулирования напряжения

Регулирование напряжения – это изменение уровня напряжения в характерных точках сети с помощью специальных технических средств.

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.

Существует несколько методов регулирования напряжения:

Централизованное

· Стабилизация напряжения

· Двухступенчатое регулирование

· Встречное регулирование

Местное у потребителя

· групповое

· индивидуальное

В данной работе рассматривается метод встречного регулирования напряжения. Суть метода заключается в изменении напряжения в зависимости от изменения графика нагрузки электроприемника.

Согласно метода встречного регулирование напряжение на шинах низшего напряжения районных подстанций в период максимальной нагрузки должно поддерживаться на 5 % выше

номинального напряжения питаемой сети. Эта цифра приведена в ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Опыт эксплуатации

показывает, что следует повышать напряжение на 10 %, если при этом отклонение напряжения у ближайших потребителей не

превосходит допустимого значения. В период минимальной нагрузки (Р мин ≤ Р макс) напряжение на шинах 6-10 кВ ПС понижается

до номинального напряжения.

Рассмотрим этот метод на примере следующей схемы участка электрической сети (рис. A).

1,05 U НОМ

U НОМ

0,95 U НОМ

В режиме максимальной нагрузки в центре питания поддерживается напряжение U 1 НБ. На шинах высшего напряжения ПС напряжение ниже из-за потерь напряжения в ЛЭП 1 . Обозначим это напряжение U 2 В. Напряжение на шинах низшего напряжения этой подстанции приведенное к напряжению высшей обмотки ниже напряжения U 2 В на величину потери напряжения в трансформаторе.

Если бы на ПС не было регулирования напряжения (К т =1), то фактическое напряжение на шинах низшего напряжения ПС в относительных единицах было бы равно напряжению . Это и есть, напряжение на шинах электроприемника А.

Его величина удовлетворяет нормам ПУЭ. Напряжение на шинах электроприемника Б (U Б без рег.) меньше напряжения на шинах электроприемника. А на величину потери напряжения в ЛЭП 2 . Его величина не соответствует требованиям ПУЭ. При регулировании напряжения () напряжение на шинах низшего напряжения ПС поддерживается на 5 % выше номинального напряжения сети.

Поднять напряжение на 10 % выше номинального значения напряжения сети нельзя, потому что в этом случае напряжение на шинах потребителя А не соответствовало бы нормам ПУЭ. При регулировании напряжения величина напряжения на шинах электроприемника Б входит в зону допустимых значений.

В режиме минимальных нагрузок напряжение в центре питания выше, потери напряжения в элементах сети меньше. Поэтому без регулирования напряжения и напряжение на потребителе А, и напряжение на потребителе Б выше рекомендованных ПУЭ. Изменением коэффициента трансформации обеспечивается допустимая величина отклонения напряжения на шинах обоих потребителей.

Для регулирования напряжения трансформаторами подстанций предусмотрена возможность изменять коэффициент трансформации в пределах 10 – 20 %. В данной работе используется регулирование напряжения под нагрузкой (РПН).Устройство РПН, как правило, устанавливают на обмотке высшего напряжения.

ХОД РАБОТЫ

«Создание установившегося режима»

1. Для приведенной схемы электрической сети составить схему замещения (учитывая активные и индуктивные сопротивления элементов).

3. Составить модель расчётов установившихся режимов для максимальных и минимальных нагрузок в ПВК RastrWin (с заданием параметров узлов и ветвей).

Запустить Rastrwin и создать новый файл (Файлы Новый Режим Ок).

Затем заполним данные для узлов (Открыть Узлы). Зададим номера узлов, номинальные напряжения (в кВ) и наименования.

Рисунок 6.2. – Параметры узлов для максимальных нагрузок

Рисунок 6.3. – Параметры узлов для минимальных нагрузок

Зададим данные для ветвей (Открыть Ветви).

Для этого укажем номера начала и конца ветви (удобно использовать выпадающий список с узлами). Задаем сопротивления и коэффициенты трансформации (данные из пункта 2).

Рисунок 6.4. – Параметры ветвей для максимальных нагрузок

Рисунок 6.5. – Параметры ветвей для минимальных нагрузок

4. Выполнить расчёт установившегося режима.

Параметры схемы для текущей задачи заданы. Приступаем к расчету установившегося режима. Для этого требуется нажать клавишу F5.

При правильно заданных параметрах режим сходится и в таблице протокола выводятся следующие данные:

Рисунок 6.6. – Расчет установившегося режима для максимальныхнагрузок

Рисунок 6.7. – Расчет установившегося режима для минимальных нагрузок

Ит – номер итерации;

Мах.неб. – значение и номер узла для максимального небаланса мощности (P или Q);

>V – максимальная величина и номер узла для превышения напряжения по от-ношению к номинальному – (𝑉𝑉ном⁄)max;

Угол – значение и номер линии для максимального разворота угла (в градусах).

5. Оформить графическую схему потокораспределения расчёта установившегося режима.

В ПВК RastrWin 3 создадим графическую схему. Создадим новый файл графика (Файлы Новый Графика Ок).

Воспроизведем графическую схему для разных значений нагрузки с помощью «Ввод».

Падение напряжения на сборных шинах находится в недопустимых пределах, значит нужно использовать один из методов регулирования.

Расчет режима при встречном регулировании

6. Напряжения на шинах низкого напряжения отрегулировать согласно закону встречного регулирования.

Использование РПН позволяет контролировать напряжение в заданных пределах. Для введения его в схему воспользуемся функцией анцапфы. Для этого выполним действия (Открыть Оптимизация Анцапфы).

В таблице «Анцапфы» необходимо задать следующие параметры:

· Nbd – номер типа регулирования трансформатора в базе данных;

· Названия– его название (необязательно);

· ЕИ – единицы измерения шага отпаек (% или кВ). Если это поле не заполнено, предполагаются %, если в это поле занести любой символ, отличный от % и пробела, будут предполагаться кВ;

· +/– – порядок нумерации анцапф:

· «+» – анцапфы нумеруются, начиная от максимальной положительной добавки, «–» – от максимальной отрицательной (по умолчанию задается «+»);

· Тип– тип регулирования. В растре при моделировании трехобмоточных и авто трансформаторов можно установить 3 устройства регулирования РПН, ПБВ, ВДТ.

· Место-Регулирующие устройства могут устанавливаться на стороны ВН и СН, а так же в нейтраль АТ. От него зависит по каким формулам будет рассчитываться коэффициент трансформации и допустимые токи обмоток.

· Кнейтр – число анцапф в нейтральном положении (с нулевой добавкой), по умолчанию 1;

· V(нр) – напряжение нерегулируемой ступени;

· V(рег) – напряжение регулируемой ступени;

· Nanc – число анцапф с шагом, заданным в следующей колонке;

· Шаг – величина шага (% или кВ в зависимости от поля ЕИ).Порядок следования пар Nанц – Шаг – от наибольшего минуса к наибольшему плюсу.

Пример заполнения таблицы Анцапфы для устройства РПН установленных в трансформаторах T2-T7 на стороне ВН и РПН на трансформаторе Т1. Для РПН2 использовались каталожные данные. РПН на стороне ВН (35/6кВ): +/- 12, 1,2%. (Рисунок 6.5).

Рисунок 6.8. –таблицаАнцапфы

Для того что бы связать РПН с трансформатором перейдем на вкладку ветви (Столбец БД_анц Выпадающая меню Выбор нужного РПН).Для максимальных нагрузок (Рисунок 6.9).

Рисунок 6.9. – Введение регулирования в режиме максимальных нагрузок

Рисунок 6.10. – Введение регулирования в режиме минимальных нагрузок

После введения встречного регулирования делаем пересчет режима (Режим F5), параметры схемы так же изменились. Встречное регулирование в данной работе осуществляем изменением номера отпайки РПН таким образом что бы напряжения на узле находилось в допустимых пределах (Столбец N_анц Ввод нужной отпайки РПН). На практике команда на задание отпайки выдается автоматом логики, а исполняется приводом РПН.

7. Построение графика напряжения.

По полученным данным в узлах строим график напряжения. Для этого напряжение в узле сравнивается с номинальным и в процентном соотношении откладывается отдельно для каждой ступени.

Ниже приведен пример для участка цепи:

ВН «Свободный» НН «Южная» (узлы 1-2-3-8).

Процентное отклонение напряжения в узле считается по формуле приведенной ниже, и откладываются на графике:

,

где - напряжение ступени в процентах;

U ном - номинальное значение напряжение берётся из стандартного ряда напряжений;

U ф - фактическое напряжение в узле.

∆Е считается, как разница между без регулирования и с регулированием. ∆Е на второй ступени считается, как сумма отрегулированного напряжения на первом и второмтрансформаторе. Последняя величина и откладывается на графике.

Рисунок 6.11. – График потерь напряжения в режиме максимальных нагрузок

Из данного графика видно, что регулирование в режиме минимальных нагрузок не требуется, однако для улучшения качества поставляемой электроэнергии было применено.

В режиме максимальных нагрузок, потребление энергии значительно увеличилось, а значит, увеличились и потери, что видно из графика, приведенного ниже. Регулирование для данного случая необходимо.

Рисунок 6.12. – График потерь напряжения в режиме минимальных нагрузок

8. Сделать вывод о целесообразности применения метода встречного регулирования.

Рисунок 6.13. – Графическая схема (max нагрузка)

Рисунок 6.14.– Графическая схема (min нагрузка)

Рисунок 6.15.– Графическая схема с регулированием (max нагрузка)

Рисунок 6.16.– Графическая схема с регулированием (min нагрузка)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ВЛИЯНИЕ УШР НА УСТАНОВИВШИЙСЯ РЕЖИМ СЕТИ

Цель работы: выявить влияния УШР на установившийся режим сети в ПВК RastrWin3.

1. Составить схему замещения заданной сети.

2. Произвести выбор элементов сети.

4. Смоделировать заданную сеть в RastrWin 3 для расчёта установившегося режима.

5. В ПВК RastrWin 3 создать графическую схему с результатами расчёта.

8. Смоделировать заданную сеть в RastrWin 3 для расчёта установившегося режима.

9. В ПВК RastrWin 3 создать графическую схему с результатами расчёта.

Применение управляемых шунтирующих реакторов позволяет управлять режимами работы сетей таким образом, чтобы снизить потери, повысить пропускную способность линий электропередачи. За счет этого повышается надежность работы системы, значительно экономится электроэнергия при ее передаче.

Управляемые шунтирующие реакторы (УШР) – электромагнитные реакторы, индуктивность которых может плавно регулироваться с помощью системы автоматического управления, что позволяет осуществлять стабилизацию напряжения на воздушных линиях с большой зарядной мощностью. В комбинации с батареями конденсаторов, включаемых параллельно, УШР являются аналогами статических тиристорных компенсаторов (СТК), позволяя поддерживать напряжение на линиях как в режиме малых, так и больших нагрузок.

Применяются три вида УШР:

· УШР, управляемые подмагничиванием постоянным током с помощью специальной обмотки управления. Являются разработкой ОАО «ЭЛУР» (Россия). Электромагнитная часть выпускается ОАО «ЗТЗ» (Украина).

· УШР, управляемые подмагничиванием постоянным током через расщепленнуюнейтраль сетевой обмотки.Разработаны ОАО «ХК Электрозавод». Он предназначен для компенсации избыточной зарядной мощности и стабилизации напряжения в сети. Потери в новом реакторе за счет инновационных решений более чем на 30% ниже, чем у УШР, которые до сих пор поставлялись на энергообъекты ПАО «ФСК ЕЭС».

· УШР трансформаторного типа, состоящие их двухобмоточного трансформатора, с напряжением короткого замыкания равным 100%, и тиристорной группы, включенной во вторичную обмотку. По принципу действия этот вид УШР является быстродействующим и наиболее подходит для объектов требующих быстрой реакции на сетевые возмущения.

На рисунке 1 показаны схемы построения реакторов с подмагничиванием постоянным током.

Рис. 7.1. - Схемы построения реакторов с подмагничиванием постоянным током

Рассмотрим сеть. На рисунке 7.2. представлена схема электрической сети.

Рис.7.2. – Схема электрической сети

Составим схему замещения заданной сети. Наиболее часто встречающиеся расчетные схемы элементовэлектроэнергетической системы и выражения для расчетов сопротивлений их схем замещений приведены в приложении 1.На рисунке 3 представлена схема замещения электрической сети.

Рис.7.3 – Схема замещения электрической сети

Паспортные данные оборудования из справочников (таблицы 2 - 4):

Таблица 2

Данные для трансформатора типа АТДЦТН-250000/500/220

Таблица 4

Данные для трансформатора типа ТДЦ-125000/220-У1

Тип трансформатора	S ном, МВ А	U ном, кВ	Схема и группа соединения обмоток	U к, %
ВН	НН
ТДЦ-125000/220-У1			10,5	Yh/D-11

Рассчитаем параметры трансформатора АТДЦТН-250000/500/220 У1:

Рассчитаем параметры трансформатора ТДЦ-125000/220-У1:

Рассчитаем параметры линии AС-500/64:

Рассчитаем параметры линии AС-240/32:

Смоделируем заданную сеть в RastrWin 3.

В условиях проектирования и эксплуатации электрических сетей невозможно осуществить контроль качества напряжения у каждого электроприемника, поэтому при рассмотрении режимов сетей 110-750 кВ качество напряжения должно обеспечиваться на шинах вторичного напряжения подстанций 110-750/35-6 кВ, т.е. в центрах питания распределительных сетей. Для этого должны быть нормированы режимы регулирования напряжения и допустимые отклонения напряжения на шинах вторичного напряжения подстанций.

Режимы напряжения выбирают в зависимости от характера подключенных к сети потребителей и их удаленности от центра питания. Принципиально возможны два режима, рис. 9.6.

Стабилизацию напряжения применяют, когда к центру питания подключены промышленные предприятия с 3-х сменным характером работы, имеющие ровный график нагрузки, Т м ≥ 5500-6000ч.

Закон встречного регулирования применяют для смешанной нагрузки, коммунально-бытовой и 1-2-х сменных предприятий, Т м < 5500ч, причем, чем меньше Т м, тем более глубокое требуется регулирование (от 1,0U ном до 1,1U ном). При менее глубоком регулировании напряжение на шинах центра питания должно поддерживаться в диапазоне (1,05-1,1) U ном или (1,0-1,05) U ном.

Для поддержания необходимого режима напряжения в электрических системах используются следующие принципы регулирования напряжения:

· централизованное регулирование, когда воздействие оказывается на большое количество узлов сети. Такое регулирование осуществляется генераторами и трансформаторами ОРУ электростанций, трансформаторами крупных системных и районных подстанций, синхронными компенсаторами;

· местное регулирование используется в связи с тем, что централизованного регулирования оказывается недостаточно для поддержания напряжения в требуемом диапазоне во всех узлах. Такое регулирование осуществляется трансформаторами понижающих подстанций и батареями статических конденсаторов;

· смешанное регулирование, использующее оба принципа.

Регулирования напряжения осуществляется:

· генераторами электростанций, в которых увеличение тока возбуждения ведет к увеличению ЭДС и напряжения на шинах генераторного напряжения U Г (выражения 9.4, 8.3). Автоматическое регулирование возбуждения (АРВ) позволяет плавно регулировать напряжение U Г или поддерживать его постоянное значение;

· трансформаторами и автотрансформаторами;

· компенсирующими устройствами (синхронными компенсаторами - плавно, батареями статических конденсаторов - ступенчато);

· изменением параметров сети применением установок продольной компенсации (УПК);

· в замкнутых сетях - перераспределением потоков активной и реактивной мощности.

Генераторы электростанций являются только вспомогательным средством регулирования, потому что имеют недостаточный диапазон регулирования напряжения, кроме того, трудно согласовать требования по напряжению удаленных и близких потребителей. Как единственное средство регулирования генераторы применяются только для нагрузки, питающейся от шин генераторного напряжения.

Повышающие трансформаторы на электростанциях с номинальным напряжением обмотки ВН 110-220кВ также являются вспомогательным средством регулирования напряжения, потому что имеют предел регулирования ±2х2,5 % U в.ном, и с их помощью нельзя согласовать требования по напряжению близких и удаленных потребителей. Повышающие трансформаторы 330, 500, 750кВ выпускаются без устройств для регулирования напряжения. Поэтому основным средством регулирования напряжения являются трансформаторы и автотрансформаторы районных подстанций.

По конструктивному выполнению различают два типа трансформаторов понижающих подстанций:

· с переключением регулировочных ответвлений без возбуждения, т.е. с отключением от сети (трансформаторы с ПБВ);

· с переключением регулировочных ответвлений под нагрузкой (трансформаторы с РПН). Обычно их регулировочные ответвления выполняются на стороне высшего напряжения, которая имеет меньший рабочий ток. При этом облегчается работа переключающего устройства.