Metoder og midler til spændingsregulering af elektriske modtagere
For at give nogle forudbestemte værdier af spændingsafvigelser for elektriske modtagere, anvendes følgende metoder:
1. Regulering af spændingen i energicentrets busser;
2. Ændring i mængden af spændingstab i netværkselementer;
3. Ændring i værdien af den transmitterede reaktive effekt.
4. Ændring af transformationsforholdet for transformere.
Spændingsregulering på power center samleskinner
Spændingsregulering i strømforsyningscentret (CPU) fører til spændingsændringer i hele netværket tilsluttet CPU'en og kaldes centraliseret, resten af reguleringsmetoderne ændrer spændingen i et bestemt område og kaldes lokale spændingsreguleringsmetoder. Som en processor af bynetværk kan det overvejes busser til generatorspændingen på det termiske kraftværk eller lavspændingsskinner i distriktstransformatorstationer eller dybe indføringsstationer. Derfor følger spændingsreguleringsmetoder.
Ved generatorspændingen produceres den automatisk ved at ændre generatorernes magnetiseringsstrøm. Afvigelser fra den nominelle spænding inden for ± 5 % er tilladt. På lavspændingssiden af regionale understationer sker reguleringen ved hjælp af belastningsstyrede transformere (OLTC'er), lineære regulatorer (LR'er) og synkrone kompensatorer (SK'er).
Til forskellige kundekrav kan styreenhederne bruges sammen. Sådanne systemer kaldes centraliseret gruppespændingsregulering.
Som regel udføres modregulering på processorbusserne, det vil sige en sådan regulering, hvor spændingen stiger i timerne med de største belastninger, når spændingstabet i netværket også er størst, og i timen. af minimumsbelastninger, falder det.
Transformatorer med belastningsafbrydere tillader et ret stort kontrolområde op til ± 10-12%, og i nogle tilfælde (transformatorer af TDN-typen med en højere spænding på 110 kV op til 16% på 9 reguleringstrin Der er projekter til modulering kontrol på belastning, men de er stadig dyre og bruges i særlige tilfælde med særligt høje krav.
Ændring i graden af spændingstab i netværkselementer
Ændring af spændingstabet i netværkselementerne kan gøres ved at ændre kredsløbets modstand, for eksempel at ændre tværsnittet af ledninger og kabler, slukke eller tænde for antallet af parallelforbundne ledninger og transformere (se- Parallel drift af transformatorer).
Valget af tværsnit af ledninger, som det er kendt, er lavet på basis af varmeforhold, økonomisk strømtæthed og tilladt spændingstab samt mekaniske styrkeforhold. Beregningen af netværket, især højspændingen, baseret på det tilladte spændingstab, giver ikke altid normaliserede spændingsafvigelser for de elektriske modtagere. derfor i PUE tab er ikke normaliseret, men spændingsafvigelser.
Netværksmodstanden kan ændres ved at forbinde kondensatorer i serie (langsgående kapacitiv kompensation).
Længde kapacitiv kompensation kaldes en metode til spændingsregulering, hvor statiske kondensatorer er forbundet i serie i sektionen af hver fase af linjen for at producere spændingsspidser.
Det er kendt, at den samlede reaktans af et elektrisk kredsløb bestemmes af forskellen mellem induktiv og kapacitiv modstand.
Ved at ændre værdien af kapacitansen for de medfølgende kondensatorer og dermed værdien af den kapacitive modstand, er det muligt at opnå forskellige værdier af spændingstabet i ledningen, hvilket svarer til den tilsvarende spændingsstigning ved terminalerne af de elektriske modtagere.
Serieforbindelse af kondensatorer til netværket anbefales til lave effektfaktorer i overheadnetværk, hvor spændingstabet hovedsageligt bestemmes af dens reaktive komponent.
Længdekompensering er særligt effektiv i netværk med skarpe belastningsudsving, da dens handling er fuldautomatisk og afhænger af størrelsen af den strøm, der flyder.
Det skal også tages i betragtning, at langsgående kapacitiv kompensation fører til en stigning i kortslutningsstrømme i netværket og kan forårsage resonansoverspændinger, hvilket kræver en særlig kontrol.
Med henblik på langsgående kompensation er det ikke nødvendigt at installere kondensatorer, der er normeret til netværkets fulde driftsspænding, men de skal være pålideligt isoleret fra jord.
Se også om dette emne: Langsgående kompensation — fysisk betydning og teknisk implementering
Ændring i værdien af transmitteret reaktiv effekt
Reaktiv effekt kan genereres ikke kun af generatorer af kraftværker, men også af synkrone kompensatorer og overexciterede synkrone elektriske motorer samt af statiske kondensatorer forbundet parallelt med netværket (tværgående kompensation).
Effekten af de kompenserende enheder, der skal installeres i netværket, bestemmes af den reaktive effektbalance i en given knude i elsystemet baseret på tekniske og økonomiske beregninger.
Synkronmotorer og kondensatorbanker, der er reaktive strømkilder, kan have en væsentlig indflydelse på spændingsregimet i det elektriske netværk. I dette tilfælde kan den automatiske regulering af spændingen og netværket af synkronmotorer udføres uden problemer.
Som kilder til reaktiv effekt i store regionale understationer bruges ofte specielle synkronmotorer af let konstruktion, der fungerer i tomgang. Sådanne motorer kaldes synkrone kompensatorer.
Den mest udbredte og industrien har en serie af elektriske motorer SK, produceret til en nominel spænding på 380 — 660 V, designet til normal drift med en førende effektfaktor lig med 0,8.
Kraftige synkrone kompensatorer er normalt installeret i regionale understationer, og synkronmotorer bruges oftere til forskellige drev i industrien (kraftfulde pumper, kompressorer).
Tilstedeværelsen af relativt store energitab i synkronmotorer gør det vanskeligt at bruge dem i netværk med små belastninger. Beregninger viser, at i dette tilfælde er statiske kondensatorbanker mere egnede. I princippet ligner effekten af shuntkompensationskondensatorer på netværksspændingsniveauer effekten af overexciterede synkronmotorer.
Flere detaljer om kondensatorer er beskrevet i artiklen. Statiske kondensatorer til reaktiv effektkompensationhvor de betragtes med hensyn til effektfaktorforbedring.
Der findes en række ordninger til automatisering af kompenserende batterier. Disse enheder er kommercielt tilgængelige komplet med kondensatorer. Et sådant diagram er vist her: Kondensatorbank ledningsdiagrammer
Ændring af transformationsforhold for transformere
I øjeblikket produceres krafttransformatorer med spændinger op til 35 kV til installation i distributionsnet slår kontakten fra til kobling af styreudtag i primærviklingen Normalt er der 4 sådanne grene ud over den primære, hvilket gør det muligt at opnå fem transformationsforhold (spændingstrin fra 0 til + 10%, på hovedgrenen - + 5% ).
Omlægning af hanerne er den billigste måde at regulere på, men det kræver afbrydelse af transformeren fra netværket, og dette forårsager en afbrydelse, om end kortvarig, i forbrugernes strømforsyning, derfor bruges den kun til sæsonbestemt spændingsregulering, dvs. 1-2 gange om året før sommer- og vintersæsonen.
Der er flere beregningsmæssige og grafiske metoder til at vælge det mest fordelagtige transformationsforhold.
Lad os her kun betragte en af de enkleste og mest illustrative. Beregningsproceduren er som følger:
1. Ifølge PUE tages tilladte spændingsafvigelser for en given bruger (eller gruppe af brugere).
2. Bring alle modstandene i den betragtede del af kredsløbet til en (oftere til en høj) spænding.
3. Ved at kende spændingen i begyndelsen af højspændingsnetværket, fratræk det samlede reducerede spændingstab til forbrugeren for de nødvendige belastningstilstande.
Strømtransformere udstyret med on-load voltage regulator (OLTC)… Deres fordel ligger i, at reguleringen udføres uden at afbryde transformeren fra netværket. Der er et stort antal kredsløb med og uden automatisk styring.
Overgangen fra et trin til et andet udføres ved fjernbetjening ved hjælp af et elektrisk drev uden afbrydelse af driftsstrømmen i højspændingsviklingskredsløbet. Dette opnås ved at kortslutte den regulerede strømbegrænsende sektion (drossel).
Automatiske regulatorer er meget praktiske og tillader op til 30 skift om dagen.Regulatorer er indstillet sådan, at de har en såkaldt dødzone, som skal være 20 - 40 % større end kontroltrinnet. Samtidig bør de ikke reagere på kortvarige spændingsændringer forårsaget af fjernkortslutninger, start af store elmotorer osv.
Det anbefales, at transformerstationsordningen bygges således, at forbrugere med homogene belastningskurver og tilnærmelsesvis ens spændingskvalitetskrav.