Způsoby a prostředky regulace napětí elektrických přijímačů

Za účelem poskytnutí některých předem určených hodnot odchylek napětí pro elektrické přijímače se používají následující metody:

1. Regulace napětí ve sběrnicích energetického centra;

2. Změna velikosti ztráty napětí v prvcích sítě;

3. Změna hodnoty přenášeného jalového výkonu.

4. Změna transformačního poměru transformátorů.

Regulace napětí na napájecích přípojnicích

Regulace napětí v napájecím centru (CPU) vede ke změnám napětí v celé síti připojené k CPU a nazývá se centralizovaná, ostatní způsoby regulace mění napětí v určité oblasti a nazývají se místní metody regulace napětí. Za zpracovatele městských sítí jej lze považovat sběrnice pro napětí generátoru tepelné elektrárny nebo nízkonapěťové přípojnice okresních rozvoden nebo hlubinných rozvoden. Proto následují metody regulace napětí.

Při napětí generátoru se vyrábí automaticky změnou budícího proudu generátorů. Odchylky od jmenovitého napětí v rozmezí ± 5 % jsou povoleny. Na nízkonapěťové straně regionálních rozvoden se regulace provádí pomocí zátěžově řízených transformátorů (OLTC), lineárních regulátorů (LR) a synchronních kompenzátorů (SK).

Pro různé požadavky zákazníků lze ovládací zařízení používat společně. Takové systémy se nazývají centralizovaná skupinová regulace napětí.

Na procesorových sběrnicích se zpravidla provádí protiregulace, tedy taková regulace, při které v hodinách největší zátěže, kdy jsou také největší ztráty napětí v síti, napětí stoupá a v hodině minimálního zatížení se snižuje.

Transformátory se zátěžovými spínači umožňují dosti velký rozsah ovládání až ± 10-12% a v některých případech (transformátory typu TDN s vyšším napětím 110 kV až 16% na 9 stupních regulace Existují projekty pro modulaci ovládání při zátěži, ale jsou stále drahé a používají se ve výjimečných případech s obzvláště vysokými požadavky.

Změna stupně ztráty napětí v síťových prvcích

Změnu úbytku napětí v síťových prvcích lze provést změnou odporu obvodu, například změnou průřezu vodičů a kabelů, vypnutím nebo zapnutím počtu paralelně připojených linek a transformátorů (viz- Paralelní provoz transformátorů).

Volba průřezů vodičů, jak je známo, se provádí na základě podmínek ohřevu, ekonomické hustoty proudu a přípustných ztrát napětí, jakož i podmínek mechanické pevnosti. Výpočet sítě, zejména vysokého napětí, na základě dovolené ztráty napětí, ne vždy poskytuje normalizované odchylky napětí pro elektrické přijímače. proto v PUE ztráty nejsou normalizovány, ale odchylky napětí.

Odpor sítě lze měnit zapojením kondenzátorů do série (podélná kapacitní kompenzace).

Podélná kapacitní kompenzace se nazývá metoda regulace napětí, ve které jsou statické kondenzátory zapojeny do série v části každé fáze vedení, aby se vytvořily napěťové špičky.

Je známo, že celková reaktance elektrického obvodu je určena rozdílem mezi indukčním a kapacitním odporem.

Změnou hodnoty kapacity zahrnutých kondenzátorů a podle toho hodnoty kapacitního odporu je možné získat různé hodnoty úbytku napětí ve vedení, což je ekvivalentní odpovídajícímu zvýšení napětí na svorkách elektrických přijímačů.

Sériové zapojení kondenzátorů do sítě se doporučuje pro nízké účiníky v nadzemních sítích, kde je úbytek napětí určen především jeho jalovou složkou.

Podélná kompenzace je účinná zejména v sítích s prudkým kolísáním zátěže, protože její činnost je plně automatická a závisí na velikosti protékajícího proudu.

Je třeba také vzít v úvahu, že podélná kapacitní kompenzace vede ke zvýšení zkratových proudů v síti a může způsobit rezonanční přepětí, což vyžaduje speciální kontrolu.

Pro účely podélné kompenzace není nutné instalovat kondenzátory dimenzované na plné provozní napětí sítě, ale musí být spolehlivě izolovány od země.

Viz také k tomuto tématu: Podélná kompenzace — fyzikální význam a technické provedení

Změna hodnoty přenášeného jalového výkonu

Jalový výkon mohou generovat nejen generátory elektráren, ale také synchronní kompenzátory a přebuzené synchronní elektromotory a také statické kondenzátory zapojené paralelně do sítě (příčná kompenzace).

Výkon kompenzačních zařízení instalovaných v síti je určen bilancí jalového výkonu v daném uzlu elektrizační soustavy na základě technických a ekonomických výpočtů.

Synchronní motory a kondenzátorové baterie zdroje jalového výkonu, může mít významný vliv na napěťový režim v elektrické síti. V tomto případě lze bez problémů provést automatickou regulaci napětí a sítě synchronních motorů.

Jako zdroje jalového výkonu ve velkých regionálních rozvodnách se často používají speciální synchronní motory lehké konstrukce, které pracují v klidovém režimu. Takové motory se nazývají synchronní kompenzátory.

Nejrozšířenější a v oboru má řada elektromotorů SK, vyráběných pro jmenovité napětí 380 — 660 V, určených pro běžný provoz s předběžným účiníkem 0,8.

Výkonné synchronní kompenzátory jsou obvykle instalovány v regionálních rozvodnách a synchronní motory se častěji používají pro různé pohony v průmyslu (výkonná čerpadla, kompresory).

Přítomnost relativně velkých energetických ztrát u synchronních motorů ztěžuje jejich použití v sítích s malým zatížením. Výpočty ukazují, že v tomto případě jsou vhodnější statické kondenzátorové banky. V principu je účinek kompenzačních kondenzátorů na síťové napěťové úrovně podobný vlivu přebuzených synchronních motorů.

Další podrobnosti o kondenzátorech jsou popsány v článku. Statické kondenzátory pro kompenzaci jalového výkonukde jsou uvažovány z hlediska zlepšení účiníku.

Existuje řada schémat pro automatizaci kompenzačních baterií. Tato zařízení jsou komerčně dostupná kompletní s kondenzátory. Jeden takový diagram je zobrazen zde: Schémata zapojení kondenzátorové banky

Změna transformačních poměrů transformátorů

V současné době se vyrábějí výkonové transformátory s napětím do 35 kV pro instalaci do distribučních sítí vypne vypínač pro spínání regulačních odboček v primárním vinutí. Obvykle jsou takové větve kromě hlavní 4, což umožňuje získat pět transformačních poměrů (napěťové stupně od 0 do + 10 %, na hlavní větvi — + 5 % ).

Přestavení odboček je nejlevnější způsob regulace, vyžaduje však odpojení transformátoru od sítě a tím dochází k přerušení, byť krátkodobému, v napájení spotřebičů, proto se používá pouze pro sezónní regulaci napětí, tzn. 1-2x ročně před letní a zimní sezónou.

Pro výběr nejvýhodnějšího transformačního poměru existuje několik výpočtových a grafických metod.

Uvažujme zde pouze jeden z nejjednodušších a nejnázornějších. Postup výpočtu je následující:

1. Podle PUE se berou dovolené odchylky napětí pro daného uživatele (nebo skupinu uživatelů).

2. Přiveďte všechny odpory uvažovaného úseku obvodu na jedno (častěji na vysoké) napětí.

3. Znáte-li napětí na začátku vysokonapěťové sítě, odečtěte od něj celkovou redukovanou ztrátu napětí na spotřebiči pro požadované režimy zatížení.

Výkonové transformátory vybavené regulátor napětí při zatížení (OLTC)… Jejich výhoda spočívá v tom, že regulace probíhá bez odpojení transformátoru od sítě. Existuje velké množství okruhů s automatickým řízením i bez něj.

Přechod z jednoho stupně do druhého se provádí dálkovým ovládáním pomocí elektrického pohonu bez přerušení pracovního proudu v obvodu vinutí vysokého napětí. Toho se dosáhne zkratováním regulované sekce omezování proudu (tlumivky).

Automatické regulátory jsou velmi pohodlné a umožňují až 30 sepnutí za den.Regulátory jsou nastaveny tak, že mají tzv. mrtvou zónu, která by měla být o 20 - 40 % větší než regulační krok. Zároveň by neměly reagovat na krátkodobé změny napětí způsobené vzdálenými zkraty, spouštěním velkých elektromotorů atp.

Doporučuje se, aby schéma rozvodny bylo postaveno tak, aby spotřebitelé s homogenními křivkami zatížení a přibližně stejnými požadavky na kvalitu napětí.