Обеспечения требований по отклонениям напряжения в электрической сети.

Существуют два основных способа обеспечения требований по отклонениям напряжения в электрической сети.

Δ U = (P·R + Q·X) / U_{ЦП (ТП)}

Первый способ заключается в регулировании уровня напряжения в центре питания (ЦП) и у потребителя.

Регулирование напряжения U:

· В центре питания регулирование напряжения (U_ЦП) осуществляется с помощью трансформаторов, оснащённых устройством автоматического регулирования коэффициента трансформации в зависимости от величины нагрузки (регулирование под нагрузкой - РПН). Такими устройствами оснащены 10 % трансформаторов. Диапазон регулирования ± 16 % с дискретностью 1, 78 %.

· Напряжение может регулироваться на промежуточных трансформаторных подстанциях (U_ТП) с помощью трансформаторов, оснащённых устройством переключения отпаек на обмотках с различными коэффициентами трансформации (переключение без возбуждения - ПБВ, т.е. с отключением от сети). Диапазон регулирования ± 5 % с дискретностью 2, 5 %.

Технически это осуществляется путем изменения коэффициента трансформации с помощью систем переключения витков обмоток трансформатора без возбуждения (ПБВ) и регулирования под нагрузкой (РПН). Также используются линейные регуляторы напряжения. На рис. качественно показано, как изменяется уровень отклонения напряжения вдоль участка сети от ЦП до потребителей.

Отсюда видно, что требования по отклонениям напряжения для удаленных ЭП могут не выполняться. Автоматическая система РПН на трансформаторе может существенно исправить положение.

Второй способ, основанный на снижении потерь напряжения в питающих линиях, может быть реализован за счет снижения активного и реактивного сопротивлений.

Снижение потерь напряжения (Δ U) достигается:

· Выбором сечения проводников линий электропередач (≡ R) по условиям потерь напряжения.

· Применением продольной емкостной компенсации реактивного сопротивления линии (X). Однако, это опасно повышением токов короткого замыкания при X→ 0.

· Компенсацией реактивной мощности (Q) для снижения ее передачи по электросетям, с помощью конденсаторных установок и синхронных электродвигателей, работающих в режиме перевозбуждения. Кроме снижения потерь напряжения, это является неплохим мероприятием энергосбережения, снижающим общие потери электроэнергии в сетях.

Снижение активного сопротивления достигается увеличением сечения проводов, а реактивного – применением устройств продольной емкостной компенсации (УПК). Продольная емкостная компенсация параметров линии заключается в последовательном включении конденсаторов в рассечку линии, благодаря чему уменьшается ее реактивное сопротивление.
Эффективным средством регулирования напряжения являются источники реактивной мощности (ИРМ). Их воздействие основано на снижении перетоков реактивной мощности по линиям питающей сети, т. е. на снижении составляющей потерь напряжения. В качестве ИРМ используются синхронные двигатели, работающие в режиме перевозбуждения, конденсаторные батареи, синхронные компенсаторы и статические тиристорные компенсаторы.

Действительно, первый (R) и второй (X) способы выбираются при проектировании сети и не могут изменяться в дальнейшем. Третий (Q) и пятый (U_ТП) способы хороши для регулирования при сезонном изменении нагрузки сети, но руководить режимами работы компенсирующего оборудования потребителей, необходимо централизовано, в зависимости от режима работы всей сети, то есть энергоснабжающей организации. Четвёртый способ - регулирование напряжения в центре питания (U_ЦП), позволяет энергоснабжающей организации регулировать напряжение в соответствии с графиком нагрузки сети.

ГОСТ 13109-97 устанавливает допустимые значения установившегося отклонения напряжения на зажимах электроприёмника. А пределы изменения напряжения в точке присоединения потребителя должны рассчитываться с учетом падения напряжения от этой точки до электроприёмника и указываться в договоре энергоснабжения.