пределов отклонений напряжений. И первую очередь следует выделить особо чувствительные к отклонениям напряжения установки обычно небольшой мощности — автоматика, КИП и т. п. и обеспечить их местными стабилизаторами ферромагнитного или тиристорного типа. Массовое применение таких стабилизаторов недо пустимо, так как они создают реактивные нагрузки, которые могут резко ухудшить общий режим напряжения в сетях.
При отсутствии экономических характеристик каче ства напряжения необходимы мероприятия по поддержа нию уровней напряжения, регламентированных ГОСТ. Если экономические характеристики качества напряже ния известны, то пределы отклонения напряжения должны соответственно корректироваться.
Допустимые колебания напряжения в сети, создавае мые резко переменными нагрузками на зажимах освети тельных ламп и радиоприборов (электронной автоматики), по ГОСТ 13109-67 в зависимости от частоты их повторений
V t = l + |
6 |
А t |
п |
1+ Гб ’ |
где п — число колебаний в час; Аt — средний за час интер вал между последующими колебаниями, мин.
Для отдельных установок с резко переменными нагруз ками (например, для сетей металлургических заводов с прокатными станами) допускаются колебания напряже ния до 1,5% номинального при любой частоте.
Для остальных электроприемников колебания напря жения не нормируются. Между гем для любой силовой цеховой сети, в которой работают магнитные пускатели и станции управления, колебания напряжения должны быть не ниже 85% номинального напряжения, так как иначе произойдет массовое отключение магнитных пуска телей и контакторов. При резко переменных нагрузках в сетях 6—10 кВ (дуговые электропечи, прокатные станы, экскаваторы) колебания напряжения могут вызвать ка чания синхронных двигателей вплоть до выхода из син хронизма. Возможны значительные колебания напря жения при пуске и самозапуске мощных трехфазных дви гателей.
Поэтому необходимо анализировать возможные толчки нагрузки и предусматривать меры к ограничению их влия ния на работу других потребителей.
12-2. СРЕДСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В СЕТЯХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Анализ средств регулирования напряжения удобнее всего провести из рассмотрения общей формулы напряже ния у электроприемника ГУ2 в зависимости от напряжения генератора [/,, добавочного напряжения [/д0(;, создаваемого регулирующими устройствами, и потери напряжения, обусловленной активной нагрузкой Рм, реактивной QM, активным сопротивлением сети Я и реактивными X L:
13
14
и„
В рамках указаны номера перечисленных ниже средств регулирования, воздействующих на тот или иной член формулы.
1. Р е г у л и р о в а н и е н а п р я ж е н и я г е н е р а т о р о в . Для промпредприятий может иметь место лишь при наличии собственной ТЭЦ. При полной нагрузке и номинальном коэффициенте мощности напряжение ге нераторов может регулироваться в пределах ± 5% , при чем необходимо учитывать условия устойчивости генера торов и обеспечения самозапуска двигателей собствен ных нужд.
2. И з м е н е н и е к о э ф ф и ц и е н т а т р а н с ф о р м а ц и и т р а н с ф о р м а т о р о в . Трансформа торы ТПП, как правило, снабжаются устройством авто матического регулирования напряжения под нагрузкой (АРПН). РУ 6—10 кВ ТПП в этом случае выполняют роль ЦП точки централизованного регулирования напряжения.- Пределы регулирования напряжения с помощью АРПН
трансформаторов класса напряжения 35 кВ установлены :± (6 X 1,5%) для мощности до 6,3 МВ - А и ± (8 х 1,596) для мощности 10 МВ - А и выше. Для трансформаторов клас са 110 кВ мощностью 6,3 МВ - А и выше пределы регулиро
вания ± (9 |
X |
1,7896). На цеховых ТП применяются транс |
форматоры |
с |
переключением без |
возбуждения (ПБВ) |
с пределами регулирования :1: (2 |
х 2,5 96). |
3. В о л ь т о д о б а в о ч н ы е |
т р а н с ф о р м а |
т о р ы т и п а |
ВРТДНУ применяются на подстанциях энер |
госистем и включаются в нейтраль обмотки ВН трансфор матора и автотрансформаторов напряжением 150—500 кВ.
4. Л и н е й н ы е р е г у л я т о р ы ( т р а н с ф о р м а т о р ы) типа ЛТМ 400/10—ЛТМ630/10 - ЛТМ1600/10 проходной мощностью 400, 630 и 1 600 кВ-А с пределами
автоматического регулирования напряжения + 4 |
х 2,5% |
и — 2 X 2,5% включаются последовательно |
в сетях |
6—10—35 кВ. Для глубокого регулирования напряжения в установках электролиза при пуске серий в работу приме няются автотрансформаторы типа АТМН с регулировкой под нагрузкой. Для лабораторных, испытательных и тому подобных установок выпускаются регулируемые автотранс форматоры типов АОСК, АТСК и АТМК с подвижной катушкой, изменяющей индуктивную связь между обмот ками. Они имеют ограниченную мощность 10—100 кВ-А
и в распределительных сетях не применяются. |
и л и |
5. И н д у к ц и о н н ы е |
р е г у л я т о р ы |
п о т е н ц и а л - р е г у л я т о р ы в виде механически заторможенного асинхронного двигателя служат для плавного регулирования напряжения в установках потре бителей небольшой мощности (3—500 кВ - А) при напряже
ниях 380 и 6 000 В. |
а в т о м а т и ч е с к и е |
6. Б е с к о н т а к т н ы е |
р е г у л я т о р ы н а п р я ж е н и я с помощью управ ляемых тиристоров, в которых напряжение регулируется только в сторону ограничения повышения или с регули рованием вверх и вниз от номинала, рекомендуются для осветительных сетей. Они пока серийно электропромыш ленностью не выпускаются. Их достоинства состоят в вы соком к. п. д. и надежности работы бесконтактных эле ментов, но они генерируют высшие гармоники.
7. |
С и н х р о н н ы е |
д в и г а т е л и , |
создающие |
при |
перевозбуждении |
компенсирующую |
мощность QK, |
что снижает реактивную потерю напряжения, которая регулируется изменением величины (1ь;.
|
|
|
|
|
|
|
|
8. |
П а р а л л е л ь н о |
в к л ю ч е н н ы е |
к о н |
д е н с а т о р н ы е б а т а р е и , |
0 К которых |
регули |
руется. |
|
к о м п е н с а т о р ы |
с регу |
9. С и н х р о н н ы е |
лируемой реактивной мощностью zh QK. |
|
|
|
10. |
К о м п е н с а ц и о н н ы е |
п р е о б р а з о в а |
т е л и |
с компенсирующей мощностью QKп. |
реактивной |
11. |
С т а т и ч е с к и е |
и с т о ч н и к и |
мощности с регулируемой QKрм. |
|
р е а к т и в н ы м |
12. |
С е т и с м и н и м а л ь н ы м |
с о п р о т и в л е н и е м |
— воздушные |
линии |
с |
расщеп- |
Рис. 12-2. Векторная диаграмма напряжений линии электропередачи.
а — без конденсаторов; б — при последовательном вклю чении конденсаторов.
ленными фазами, кабельные сети и шинопроводы со спа ренными фазами.
13. П р о д о л ь н а я |
к о м п е н с а ц и я с после |
довательным включением |
конденсаторов, уменьшающих |
величину индуктивного сопротивления xL. |
14. С д в о е н н ы е р е а к т о р ы , |
дающие повышен |
ное напряжение в одной |
ветви при |
увеличении тока |
в другой.
Все средства регулирования по п. 1—12 уже описаны, поэтому остановимся на двух последних.
Принцип работы установки продольной компенсации (УПК) поясняет векторная диаграмма рис. 12-2. При на личии в сети только активного R x и индуктивного хі, сопротивлений напряжение ІІг уменьшается за счет паде
ний напряжений — активного |
12Н1 и индуктивного l 2x L. |
В этом |
случае U2 <Z |
t/x; ср2 < |
фх и AU • Uу — t/2 > 0. |
При |
включении |
в цепь последовательно емкостного |
сопротивления хс получается третье падение напряжения І 2хс, направленное противоположно падению напряжения I 2xL. Из векторной диаграммы рис. 12-2, б видно, что величина І 2хс может быть подобрана таким образом, что вектор U2 будет равен вектору U1 или даже больше его,
т. е. AU = 0 или AU < |
0. |
|
|
Величина х0 выбирается в зависимости от потери напря |
жения без УПК |
AU%, |
допустимой |
потери напряжения |
At/доп%, номинального |
напряжения |
Un, тока |
нагрузки |
/ ы и sin ф2, Ом: |
|
|
|
|
|
и* (AU% — Л£/доп%) |
|
|
£ ________________ |
|
|
с |
100 у З І м sin ф2 |
|
Допустимый |
ток конденсаторов |
выбирается |
по току |
в сети / м. |
|
|
|
|
Основное достоинство УПК состоит в автоматическом регулировании напряжения особенно при резко переменной нагрузке. Ее применение наиболее эффективно при боль шой индуктивности сети и низком значении cos ф нагрузки.
Второе достоинство состоит в том, что при одинаковом регулирующем эффекте мощность конденсаторов УПК получается в 4—6 раз меньше, чем мощность обычной конденсаторной батареи поперечной компенсации, вы бранной только для регулирования напряжения.
Третье достоинство — применение конденсаторов, рас считанных только на перепад напряжения Іхс. Поэтому корпус конденсаторов УПК должен изолироваться от земли на соответствующее рабочее напряжение сети. Вывод одного из полюсов конденсатора может быть сделан не посредственно на корпус банки, что улучшает охлаждение конденсатора.
К недостаткам установок УПК относятся резонансные явления, сопровождающиеся возникновением в сетях субгармоник. Последние бывают асинхронные, появляю щиеся при пуске асинхронных двигателей на промежуточ ных частотах вращения, и ферромагнитные — при вклю чении мощных трансформаторов без нагрузки. Субгармо ники вызывают качания числа оборотов двигателей, мига ние света, ненормальное гудение трансформатора.
Второй недостаток состоит в недопустимости сквозных токов к. з., которые приведут к недопустимому повышению
