Metode in sredstva za regulacijo napetosti električnih sprejemnikov
Da bi zagotovili nekaj vnaprej določenih vrednosti odstopanj napetosti za električne sprejemnike, se uporabljajo naslednje metode:
1. Regulacija napetosti v vodilih energetskega centra;
2. Sprememba količine izgube napetosti v elementih omrežja;
3. Sprememba vrednosti prenesene jalove moči.
4. Spreminjanje transformatorskega razmerja transformatorjev.
Regulacija napetosti na zbiralkah močnostnega centra
Regulacija napetosti v napajalnem centru (CPU) vodi do sprememb napetosti v celotnem omrežju, povezanem s CPE, in se imenuje centralizirana, ostale metode regulacije spreminjajo napetost na določenem območju in se imenujejo lokalne metode regulacije napetosti. Kot procesor mestnih omrežij se lahko obravnava vodila za generatorsko napetost termoelektrarne ali nizkonapetostne zbiralke okrožnih razdelilnih postaj ali razdelilnih postaj z globokim vstavljanjem. Zato sledijo metode regulacije napetosti.
Pri napetosti generatorja se proizvaja samodejno s spreminjanjem vzbujalnega toka generatorjev. Dovoljena so odstopanja od nazivne napetosti znotraj ± 5%. Na nizkonapetostni strani regionalnih razdelilnih postaj se regulacija izvaja z uporabo transformatorjev z obremenitvijo (OLTC), linearnih regulatorjev (LR) in sinhronskih kompenzatorjev (SK).
Za različne zahteve strank se krmilne naprave lahko uporabljajo skupaj. Takšni sistemi se imenujejo centralizirana skupinska regulacija napetosti.
Na procesorskih vodilih se praviloma izvaja protiregulacija, to je taka regulacija, pri kateri se v urah največjih obremenitev, ko so tudi izgube napetosti v omrežju največje, napetost dvigne, med uro pa minimalnih obremenitev, se zmanjša.
Transformatorji z bremenskimi stikali omogočajo precej velik razpon regulacije do ± 10-12%, v nekaterih primerih (transformatorji tipa TDN z višjo napetostjo 110 kV do 16% na 9 stopenj regulacije. Obstajajo projekti za modulacijo). nadzor ob obremenitvi, vendar so še vedno dragi in se uporabljajo v izjemnih primerih s posebej visokimi zahtevami.
Sprememba stopnje izgube napetosti v elementih omrežja
Spreminjanje izgube napetosti v elementih omrežja se lahko izvede s spreminjanjem upora vezja, na primer s spreminjanjem prereza žic in kablov, izklopom ali vklopom števila vzporedno povezanih vodov in transformatorjev (glej- Vzporedno delovanje transformatorjev).
Izbira prerezov žic, kot je znano, je narejena na podlagi pogojev ogrevanja, ekonomske gostote toka in dovoljene izgube napetosti ter pogojev mehanske trdnosti. Izračun omrežja, zlasti visoke napetosti, na podlagi dovoljene izgube napetosti ne zagotavlja vedno normaliziranih odstopanj napetosti za električne sprejemnike. zato v PUE izgube niso normalizirane, ampak napetostna odstopanja.
Omrežni upor lahko spremenite z zaporedno vezavo kondenzatorjev (vzdolžna kapacitivna kompenzacija).
Vzdolžna kapacitivna kompenzacija se imenuje metoda regulacije napetosti, pri kateri so statični kondenzatorji zaporedno povezani v odseku vsake faze voda, da ustvarijo napetostne konice.
Znano je, da je skupna reaktanca električnega tokokroga določena z razliko med induktivnim in kapacitivnim uporom.
S spreminjanjem vrednosti kapacitivnosti vključenih kondenzatorjev in s tem vrednosti kapacitivnega upora je mogoče dobiti različne vrednosti izgube napetosti v liniji, kar je enako ustreznemu povečanju napetosti na sponkah električnih sprejemnikov.
Serijska vezava kondenzatorjev na omrežje je priporočljiva za nizke faktorje moči v nadzemnih omrežjih, kjer izgubo napetosti v glavnem določa njena reaktivna komponenta.
Vzdolžna kompenzacija je še posebej učinkovita v omrežjih z velikimi nihanji obremenitve, saj je njeno delovanje popolnoma samodejno in odvisno od velikosti toka, ki teče.
Upoštevati je treba tudi, da vzdolžna kapacitivna kompenzacija vodi do povečanja kratkostičnih tokov v omrežju in lahko povzroči resonančne prenapetosti, kar zahteva posebno preverjanje.
Za vzdolžno kompenzacijo ni treba vgraditi kondenzatorjev za polno delovno napetost omrežja, morajo pa biti zanesljivo izolirani od zemlje.
Glej tudi na to temo: Vzdolžna kompenzacija — fizični pomen in tehnična izvedba
Sprememba vrednosti prenesene jalove moči
Jalsko moč lahko proizvajajo ne le generatorji elektrarn, temveč tudi sinhroni kompenzatorji in prevzbujeni sinhroni elektromotorji ter statični kondenzatorji, ki so vzporedno povezani z omrežjem (prečna kompenzacija).
Moč kompenzacijskih naprav, ki se vgradijo v omrežje, se določi z bilanco jalove moči v danem vozlišču elektroenergetskega sistema na podlagi tehničnih in ekonomskih izračunov.
Sinhroni motorji in kondenzatorske baterije so viri jalove moči, lahko pomembno vpliva na napetostni režim v električnem omrežju. V tem primeru se avtomatska regulacija napetosti in omrežja sinhronskih motorjev izvede brez težav.
Kot viri jalove moči v velikih regionalnih transformatorskih postajah se pogosto uporabljajo posebni sinhronski motorji lahke konstrukcije, ki delujejo v mirovanju. Takšni motorji se imenujejo sinhroni kompenzatorji.
Najbolj razširjena in industrija ima serijo elektromotorjev SK, proizvedenih za nazivno napetost 380-660 V, zasnovanih za normalno delovanje z vodilnim faktorjem moči 0,8.
Zmogljivi sinhroni kompenzatorji so običajno nameščeni v regionalnih transformatorskih postajah, sinhroni motorji pa se pogosteje uporabljajo za različne pogone v industriji (močne črpalke, kompresorji).
Prisotnost relativno velikih izgub energije v sinhronih motorjih otežuje njihovo uporabo v omrežjih z majhnimi obremenitvami. Izračuni kažejo, da so v tem primeru bolj primerne statične kondenzatorske baterije. Načeloma je učinek kompenzacijskih kondenzatorjev na omrežne napetostne nivoje podoben učinku prevzbujenih sinhronskih motorjev.
Več podrobnosti o kondenzatorjih je opisanih v članku. Statični kondenzatorji za kompenzacijo jalove močikjer se upoštevajo v smislu izboljšanja faktorja moči.
Obstaja več shem za avtomatizacijo kompenzacijskih baterij. Te naprave so komercialno na voljo skupaj s kondenzatorji. En tak diagram je prikazan tukaj: Sheme ožičenja kondenzatorske baterije
Spreminjanje transformacijskih razmerij transformatorjev
Trenutno se za vgradnjo v distribucijska omrežja proizvajajo močnostni transformatorji z napetostjo do 35 kV izklopi stikalo za preklop krmilnih odvodov v primarnem navitju.Običajno obstajajo 4 takšne veje, poleg glavne, kar omogoča pridobitev petih transformacijskih razmerij (napetostni koraki od 0 do + 10%, na glavni veji - + 5% ).
Preureditev odcepov je najcenejši način regulacije, vendar zahteva izključitev transformatorja iz omrežja in to povzroči prekinitev, čeprav kratkotrajno, v napajanju porabnikov, zato se uporablja samo za sezonsko regulacijo napetosti, t.j. 1-2 krat letno pred poletno in zimsko sezono.
Obstaja več računskih in grafičnih metod za izbiro najugodnejšega transformacijskega razmerja.
Oglejmo si le enega najpreprostejših in najbolj ilustrativnih. Postopek izračuna je naslednji:
1. V skladu s PUE se za določenega uporabnika (ali skupino uporabnikov) sprejmejo dovoljena odstopanja napetosti.
2. Prinesite vse upore obravnavanega odseka vezja na eno (pogosteje na visoko) napetost.
3. Če poznate napetost na začetku visokonapetostnega omrežja, od tega odštejte skupno zmanjšano izgubo napetosti do potrošnika za zahtevane načine obremenitve.
Močnostni transformatorji opremljeni z regulator napetosti pod obremenitvijo (OLTC)… Njihova prednost je v tem, da se regulacija izvaja brez izklopa transformatorja iz omrežja. Obstaja veliko število tokokrogov z in brez avtomatskega krmiljenja.
Prehod iz ene stopnje v drugo se izvede z daljinskim upravljanjem z električnim pogonom brez prekinitve delovnega toka v visokonapetostnem vezju navitja. To dosežemo s kratkim stikom reguliranega tokovno omejevalnega dela (dušilke).
Avtomatski regulatorji so zelo priročni in omogočajo do 30 preklopov na dan.Regulatorji so nastavljeni tako, da imajo tako imenovano mrtvo cono, ki naj bo 20 - 40% večja od regulacijskega koraka. Hkrati se ne smejo odzvati na kratkotrajne spremembe napetosti, ki jih povzročajo daljinski kratki stiki, zagon velikih elektromotorjev itd.
Priporočljivo je, da je shema razdelilne postaje zgrajena tako, da so porabniki s homogenimi in približno enakimi krivuljami obremenitve zahteve glede kakovosti napetosti.