Вопрос №24. Нормирование и средства регулирования отклонений напряжений.

Регулирование напряжения – его намеренное изменение в целях технически допустимых условий работы системы электроснабжения или увеличения ее экономичности.

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.

Напряжение сети постоянно меняется вместе с изменением нагрузки, режима работы источника питания, сопротивления цепи. Отклонения напряжения не всегда находятся в интервалах допустимых значений.

Причинами этого являются:

а) потери напряжения, вызываемые токами нагрузки (изменение активной мощности от минимального до максимального значения вызывает большие изменения потерь напряжения во времени),

б) неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности силовых трансформаторов,

в) неправильно построенные схемы сетей.

Регулирование напряжения дает проведение следующих мероприятий:

1. Выбор средств регулирования, регулировочных диапазонов ступеней регулирования;

2. Выбор мощности и места установки регулирующих устройств в сети;

3. Выбор системы автоматического регулирования.

При этом надо выполнять технические требования и выбирать экономически выгодное решение. Задача регулирования напряжения обеспечивается регулирующими и компенсирующими устройствами.

Вопросы регулирования напряжения должны решаться с вопросами баланса и распределения реактивной мощности, выбора компенсирующих устройств, повышения, повышения КПД сети в целом.

Для выполнения требований к режиму напряжения надо:

1. Централизованное изменение режима напряжения в пунктах питания распределительных сетей. Изменение режима напряжения единовременное мероприятие на длительный период времени (для распределительных сетей). Для изменения напряжения используют ПБВ (переключатели без возбуждения тpaнcфopмaтopa), установки с продольной компенсацией. Режим при этом улучшается, но закон изменения напряжения вынужденный.

2. Регулирование потерь напряжения в отдельных или нескольких элементах сети (линиях, участках), то есть изменение напряжения по желаемому закону (лучше автоматическое). Закон подбирается с учетом условий изменения нагрузки.

3. Изменение или регулирование коэффициента трансформации линейного регулятора, трансформатора между центром питания и электроприемниками, то есть в распределительных сетях. Регулировочные устройства должны дать величину напряжения по модулю в пределах стандарта.

Экономичность режима напряжения в распределительных сетях определяется работой потребителей, а в питающих сетях - потерями мощности в сети. Связь между сетями обеспечивается трансформатором с регулированием под нагрузкой. Это основное средство в общей системе регулирования в электрической системе со многими ступенями трансформации в сетях.

Регулирование напряжения в распределительных сетях тесно связано с регулированием напряжения в питающих сетях, так как регулирование напряжения в центре питания влияет на отклонение напряжения в приемниках. Таким образом, регулирование напряжения в центре питания надо согласовывать с изменением потерь напряжения на участках сети.

Повышение экономичности распределительных сетей связано с увеличением требований к условиям регулирования напряжения. Ступени регулирования ответвлений трансформаторов обычно понижается с 5% до 2,5% от Uн для достижения экономичности. К распределительным сетям обычно подключены разнохарактерные нагрузки.

Централизованное регулирование напряжения в центре питания не дает желаемый режим напряжений в распределительной сети. Для определения экономичности наивыгоднейшего регулирования напряжения в пункте питания используется интегральный критерий качества напряжения. При этом применяется местное регулирование напряжения, т.е. регулирование для одной группы потребителей или приемников энергии. Решаются вопросы:

1. выбора типа регулирующих устройств и мест их локализации;

2. выбор диапазонов и ступеней регулирования трансформаторов.

Выбор распределительных трансформаторов с РПН (регулирование под нагрузкой) приводит к удорожанию сети.

В качестве средств местного регулирования напряжения могут применяться синхронные двигатели, управляемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы. Компенсирующие устройства используются для увеличения экономичности сети и улучшения режима напряжения.

Иногда экономически выгодна установка дополнительных компенсирующих устройств, так как для регулирования напряжения надо иметь в энергосистеме резерв реактивной мощности.

Проектирование распределительных электрических сетей должно проводиться с выбором способов регулирования напряжения при сочетании централизованного и местного регулирования и использования компенсирующих устройств в местных сетях.

Отклонение напряжения – разность между действительным и номинальным значениями напряжения.

Стандартом нормируются отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии. Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения равны соответственно 5 и 10 % от номинального значения напряжения и в точках общего присоединения потребителей электрической энергии должны быть установлены в договорах энергоснабжения для часов минимума и максимума нагрузок в энергосистеме с учетом необходимости выполнения норм стандарта на выводах приемников электрической энергии в соответствии с нормативными документами

Задачи нормирования уровня напряжения в распределительных сетях и взаимодействия в этом плане субъектов электроэнергетики решаются непрерывно и параллельно с развитием электроэнергетического комплекса. Выход в свет ГОСТ Р 54149-2010 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» [1] вводит совершенно новые принципы нормирования отклонения напряжения.