2015-03-27
3230
7.1. Общая характеристика режима электрической сети
по напряжению
Электроэнергия, поставляемая потребителям, должна иметь определенные качественные показатели, регламентируемые ГОСТ 13109-97. Требования ГОСТ 13109-97 к отклонению частоты D f, как к одному из показателей качества электроэнергии, были рассмотрены выше. Остальные показатели качества электроэнергии связаны с режимом напряжения электрической сети, которое наряду с качеством электроэнергии определяет экономичность работы электрической сети и электроснабжения потребителей.
Непрерывное изменение электрических нагрузок приводит к непрерывному изменению падений напряжения в элементах электрической сети и, следовательно, к непрерывному изменению отклонений напряжения U от его номинального значения U ном в различных узлах электрической сети. Нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения
d U= 
на выводах приемников электрической энергии, регламентируемые ГОСТ 13109-97, равны соответственно + 5 % и + 10 %.
В нормальном режиме работы электрической сети значения d U на выводах приемников электроэнергии в течение суток не должны превышать предельно допустимые значения, при этом с вероятностью 95 % значения d U не должны превышать нормально допустимые значения.
В послеаварийном режиме работы электрической сети значения d U на выводах приемников электрической энергии не должны превышать предельно допустимые значения. При аварийных нарушениях в электрической сети допускается кратковременный выход значений d U за предельно допустимые значения с последующим их восстановлением до значений, установленных для послеаварийного режима.
Учет надежности при рассмотрении режима напряжений заключается в том, чтобы в любых нормальных и послеаварийных режимах напряжения в любых точках электрической сети не должны превышать или быть ниже определенного допустимого значения.
Наибольшие рабочие напряжения электрических сетей U раб max, определяемые надежностью работы изоляции, нормируются ГОСТ 721-77 в следующих пределах от номинального напряжения электрической сети U ном:
U ном=6, 10 кВ U раб max=1,2 U ном;
U ном=35, 110 кВ U раб max=1,15 U ном;
U ном=220, 330 кВ U раб max=1,1 U ном;
U ном=500 кВ и выше U раб max=1,05 U ном.
Наименьшие рабочие напряжения электрических сетей 110 кВ и выше, определяемые, главным образом, устойчивостью параллельной работы генераторов и узлов нагрузки, ограничиваются на уровне (0,8…0,9) U ном.
Экономичность режима напряжений электрической сети обусловлена величиной потерь активной мощности и энергии в ее элементах (линиях и трансформаторах). Эти потери в продольных активных сопротивлениях линий и трансформаторов обратно пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому повышение уровня напряжения является одним из основных средств уменьшения потерь мощности и энергии в электрических сетях напряжением до 220 кВ включительно.
Из изложенного следует, что для обеспечения требуемых технико-экономических показателей режимов работы электрических сетей необходимо регулировать напряжение. Для различных электрических сетей цели регулирования напряжения различаются между собой.
Основной целью регулирования напряжения в распределительных сетях напряжением 6-20 кВ, находящихся в непосредственной электрической близости от потребителей, является поддержание отклонений напряжения в пределах, установленных ГОСТ 13109-97.
Основной целью регулирования напряжения в распределительных сетях напряжением 110-220 кВ является обеспечение экономичного режима их работы за счет уменьшения потерь мощности и энергии.
Основной целью регулирования напряжения в системообразующих сетях напряжением 330 кВ и выше является ограничение внутренних перенапряжений для обеспечения надежной работы изоляции оборудования таких сетей, предельное рабочее напряжение которых составляет 1,05 U ном.
Регулирование напряжения осуществляется на шинах генераторов электростанций, шинах высшего и среднего напряжения крупных узловых подстанций в системообразующих сетях, шинах центров питания распределительных электрических сетей.
Регулирование напряжения осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых регулирующими устройствами. Все эти регулирующие устройства условно можно разделить на два типа: узловые и линейные. Узловые устройства изменяют режимные параметры сети – напряжение и реактивную мощность в точке подключения к сети. Это генераторы электростанций, синхронные компенсаторы, батареи конденсаторов, нерегулируемые и регулируемые реакторы и статические регулируемые источники реактивной мощности.
Линейные устройства изменяют схемные параметры сети – коэффициенты трансформации, реактивное сопротивление. Это трансформаторы, автотрансформаторы с устройствами регулирования напряжения под нагрузкой РПН, специальные регулировочные трансформаторы, конденсаторные установки для продольной компенсации индуктивного сопротивления сети.
