Провал напряжения – резкое снижение напряжения ниже уровня 0,9Uном с последующим восстановлением до этого уровня. Причина появления провалов напряжения заключается в электрической сети. Ясно, что продолжительные короткие замыкания недопустимы из-за чрезмерных токов по элементам сети, невозможности нормального функционирования электроприемников при сниженном напряжении. Поэтому провал количественно оценивается длительностью провала напряжения. Нормами устанавливается предельно допустимое значение длительности провала напряжения. При этом длительность автоматически устраняемого провала напряжения не нормируется и определяется выдержками времени релейной защиты и автоматики.

  Изменение частоты переменного напряжения влияет на режимы работы электроприемников. Основными потребителями электроэнергии являются двигатели переменного тока. Отклонение частоты ухудшает работу электродвигателей, изменяется частота вращения, потребляемая ими активная и реактивная мощность. Вместе с тем изменение частоты слабо влияет на работу печной и осветительной нагрузки. Степень влияния отклонения частоты различна для разных видов момента сопротивления электродвигателя. Наибольшую опасность отклонение частоты создает для нормальной работы оборудования электрических станций. Уменьшается производительность механизмов, преодолевающих статический напор, например питательных насосов для собственных нужд, преодолевающих при работе высокое давление со стороны котельного агрегата. Кроме того, отклонение частоты от номинального значения нарушает экономичное распределение нагрузок между отдельными агрегатами и станциями, поскольку возникающие приросты мощностей не всегда оптимальны.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Компенсация реактивной мощности

  При выборе активной мощности генераторов энергосистемы по условию баланса активных мощностей и при работе генераторов с номинальным коэффициентом мощности генерируемая суммарная реактивная мощность без дополнительно используемых  источников реактивной мощности (ИРМ) может оказаться меньше требуемой по условию баланса реактивных мощностей, в этом случае образуется дефицит реактивной мощности, который приводит к следующему:

  •        большая загрузка реактивной мощностью генераторов электростанций приводит к перегрузке по току генераторов;

  •        передача больших потоков реактивной мощности от генераторов по элементам сети приводит к повышенным токовым нагрузкам и, как следствие, к увеличению затрат на сооружение сети, повышенным потерям активной мощности;

  •        недостаток реактивной мощности в системе влечет за собой снижение напряжения в узлах электрических сетей и у потребителей.

  Отсюда возникает задача оптимизации режима реактивной мощности в системе электроснабжения промышленного предприятия, выбора типа и мощности, а также места установки компенсирующих устройств. В системах электроснабжения городов с коммунально-бытовой нагрузкой компенсирующие устройства обычно не устанавливаются.

  На промышленных предприятиях  для компенсации реактивной мощности применяют следующие компенсирующие устройства:- синхронные двигатели и параллельно включаемые батареи силовых конденсаторов.

  Силовые конденсаторы - специальные однофазные или трехфазные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. В нерегулируемой конденсаторной батарее (НКБ) число включенных конденсаторов (блоков) неизменно. В регулируемой конденсаторной батарее (РКБ) число включенных конденсаторов изменяется в зависимости от режима работы электрической сети автоматически или вручную.

  Мощные конденсаторные установки напряжением 6 кВ и выше могут быть укомплектованы из стандартных конденсаторных блоков мощностью от 0,240 до 0,750 Мвар. Существует широкая номенклатура типовых проектов конденсаторных батарей 6–110 кВ, собираемых из указанных блоков.

  Вследствие небольшой удельной стоимости (за 1 квар) и простоты обслуживания конденсаторные батареи и установки являются наиболее распространёнными местными источниками реактивной мощности. Диапазон их применения весьма широк – от индивидуальной компенсации на зажимах отдельных потребителей (КБ в единицы, десятки квар) до централизованной

компенсации на шинах главных понизительных подстанций энергосистем (КБ до 5–15 Мвар).

  К недостаткам конденсаторов относят зависимость генерируемой реактивной мощности от напряжения, недостаточную стойкость токам КЗ и перенапряжениям, чувствительность к искажениям формы кривой подводимого напряжения, невозможность плавного изменения мощности конденсаторной установки.

  Батареи конденсаторов применяются:

•        для генерации реактивной мощности в узлах сети – поперечная компенсация. Батареи конденсаторов называют шунтовыми (ШБК);

•        для уменьшения индуктивного сопротивления ЛЭП – продольная компенсация. Батареи конденсаторов называют устройствами продольной компенсации (УПК).

Шунтовые БК включают на шины ПС параллельно нагрузке, УПК включают в рассечку ЛЭП.

Увеличение напряжения достигается за счет увеличения числа последовательно включенных конденсаторов, увеличение мощности – за счет параллельного включения конденсаторов (рис. 27).

Рис. 27  Соединения конденсаторов:  а)последовательной4  б) параллельное

В сетях трехфазного тока конденсаторы включаются звездой и треугольником

Рис. 28  Соединение фаз БК:  а) звездой;  б) треугольником

При соединении конденсаторов в звезду режим работы нейтрали БК определяется режимом работы нейтрали сети, где она установлена.

Поперечная компенсация применяется для уменьшения перетоков реактивной мощности в сети. Батареи конденсаторов в этом случае подключают на шины 6-10 кВ подстанций параллельно нагрузке. Это приводит к уменьшению потерь мощности и напряжения во всей сети до точки подключения БК. Покажем это на примере простейшей сети (рис. 29).

Рис. 29. Участок цепи

Продольная компенсация применяется для уменьшения реактивного сопротивления ЛЭП. Компенсация обеспечивается последовательным включением в рассечку ЛЭП емкостного сопротивления в виде конденсаторов (рис. 29). Установки получили широкое распространение в сетях практически всех напряжений (от 0,38 до 500 кВ включительно).

Рис.30 Применение УПК в сети

Если подобрать УПК так, что Х = Хс, т. е обеспечить полную компенсацию индуктивного сопротивления ЛЭП, то падение напряжения будет определяться только величиной активного сопротивления ЛЭП

Достоинства УПК:

•        автоматическое и безынерционное регулирование напряжения;

•        отсутствие движущихся частей делает установки простыми и надежными в эксплуатации;

•        при одинаковом регулирующем эффекте мощность БК, выбранной только для регулирования напряжения, меньше чем при поперечной компенсации.

Недостатки:

•        возможны резонансные явления, которые вызывают качания роторов двигателей, мигание ламп накаливания;

•        увеличение токов короткого замыкания;

•        при коротких замыканиях возникает опасность появления на конденсаторах высокого напряжения. Поэтому для шунтирования БК при коротких замыканиях применяют быстродействующие разрядники.

КУ, устанавливаемых вблизи потребителей в системе, в целом определяется на основе баланса реактивной мощности.

Статические тиристорные компенсаторы – это комплексные устройства, предназначенные как для выдачи, так и потребления реактивной мощности. СТК за счёт тиристорного управления обладают исключительным быстродействием и осуществляют плавное регулирование реактивной мощности.

  Устанавливаются на подстанциях энергосистем, имеют мощность 100, 150, 250, 300 и 400 Мвар и номинальные напряжения 10; 15,75; 20; 35; 110 кВ. СТК имеют различные схемы подключения к высоковольтной сети и управления потребляемой реактивной мощностью. Основу СТК составляют накопительные элементы (ёмкости, индуктивности), реакторно-тиристорные и

конденсаторно-тиристорные блоки. Плавное управление мощностью СТК осуществляется с помощью встречно-параллельно включенных управляемых вентилей – тиристоров, снабжённых

устройством управления (УУ), с помощью которого регулируется момент открытия и закрытия тиристоров (угол регулирования и).

  Основным нормативным показателем поддержания баланса активной мощности в каждый момент времени является частота переменного тока, которая служит общесистемным критерием. А основным нормативным показателем поддержания баланса реактивной мощности в каждый момент времени является уровень напряжения – местный критерий, который для каждого узла нагрузки и каждой ступени номинального напряжения существенно отличается. Поэтому в отличие от баланса активной мощности необходимо обеспечить баланс и резерв реактивной мощности не только в целом в энергосистеме, но и в узлах нагрузки.

Методы регулирования напряжения.

Устройства регулирования напряжения

Напряжение в узлах сети постоянно меняется из-за изменения нагрузки, режима работы источников питания, схемы сети.

Режим напряжений в электрической сети должен быть таким, чтобы были выполнены требования ГОСТ в отношении допустимых отклонений напряжения для электроприемников, которые питаются от этой сети. Значения отклонений напряжения часто превышают допустимые по следующим причинам:

•        большие потери напряжения в сети;

•        неправильный выбор сечений токоведущих элементов и мощности силовых трансформаторов;

•        неправильное построение схемы сети.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31