Определение напряжений и отклонений напряжений

Режим напряжения в сетях должен быть таким, чтобы в первую очередь выполнены технические требования в отношении допустимых отклонений от номинальных напряжения для электроприемников и аппаратов, присоединенных к этим сетям. В ряде случаев изменение режима напряжений может привести к определенному улучшению экономических показателей работы систем электроснабжения потребителей в целом или их отдельных звеньев.

Современные системы электроснабжения потребителей характеризуются значительной протяженностью и многоступенчатой трансформацией напряжений. В каждом звене системы электроснабжения – линии, трансформаторе имеются потери напряжения. Они зависят от параметров схемы замещения данного звена и от его нагрузки. В режимах наибольших нагрузок потери напряжения большие, в режимах малых нагрузок потери напряжения соответственно уменьшаются, поэтому для правильной оценки работы системы обычно рассчитываются оба режима.

Расчет ведется в следующей последовательности. В начале определяется напряжение в центре питания, т.е. на шинах районной подстанции U_цп в режиме максимальной нагрузки

, (5.1)

где dU_max – отклонение напряжения в ЦП; U_н – номинальное напряжение 110кВ.

Тогда напряжение в конце ЛЭП определится по формуле

, (5.2)

,

где Р_нл – активная мощность в начале ЛЭП; Q_нл – реактивная мощность в начале ЛЭП.

Потеря напряжения в линии в % составит

%. (5.3)

Отклонение напряжения в конце ЛЭП в %

% (5.4)

Напряжение на шинах вторичного напряжения трансформатора, приведенное к первичному, будет

(5.5)

где DU_Т – потеря напряжения в трансформаторе, определяется по формуле аналогично потери напряжения в ЛЭП

;

где Р_н.тр, Q_н.тр – соответственно активная и реактивная мощность в начале расчетного звена трансформатора.

В % потеря напряжения в трансформаторе составит

%. (5.6)

Отклонение напряжения на шинах вторичного напряжения трансформатора определяется по формуле

, (5.7)

где dU_Т – «добавка» напряжения трансформатора.

Для трансформаторов с напряжением 110кВ и выше, dU_Т определяется следующими цифрами:

Ответвление +16% dU_Т=5%;

Ответвление – 0% dU_Т=10%;

Ответвление -16% dU_Т=16%.

Все расчеты по формулам 5.1 – 5.7 повторяются для режима минимальной нагрузки, которую можно принять равной 30¸50% от расчетной (максимальной) нагрузки, подставляя в них вместо dU_max – dU_min.

Отклонения напряжений должны находится в допустимых пределах. В целях обеспечения допустимых отклонений напряжения на зажимах ЭП применяют различные способы и средства улучшения и регулирования напряжения. При этом под регулированием понимается автоматическое текущее изменение напряжения по желаемому закону. Под улучшением напряжения понимается какое-либо мероприятие, проводимое длительный период времени и улучшающее режим напряжений, например изменение рабочего положения регулировочного ответвления нерегулируемого трансформатора.

Принципиально способы регулирования напряжения можно разделить на две основные группы:

1)изменение потери напряжения в элементах сети;

2)регулирование напряжения на питающем или приемном конце сети — регулирование возбуждения генераторов и коэффициента трансформации трансформаторов с РПН.

Целесообразность применения того или иного способа регулирования напряжения определяется местными условиями в зависимости от протяженности сети и ее схемы, резерва реактивной мощности. Наиболее часто применяемые способы регулирования напряжений.

Изменение потери напряжения в сети. Потеря напряжения в линиях и трансформаторах зависит от номинального напряжения, нагрузки сети и ее электрического сопротивления. Номинальное напряжение сети выбирают на основании технико-экономических расчетов, учитывающих первоначальные затраты на сооружение и расходы на эксплуатацию сети. Поэтому применение повышенных номинальных напряжений только из соображений уменьшения потери напряжения в сети обычно экономически не оправдывается.

Таким образом, изменять значение потерь напряжения в сети практически возможно только путем изменения сопротивления сети или ее нагрузки.

Снижение сопротивления сети достигается путем выбора сечений проводов и жил кабелей с учетом отклонений напряжения у ЭП по допустимой потере напряжения и при применении последовательного включения конденсаторов в ВЛ.

Изменение нагрузок сети можно достичь путем уменьшения реактивной мощности с помощью регулирования возбуждения генераторов электростанций и коэффициента трансформации трансформаторов, автотрансформаторов и линейных регуляторов.