Основные показатели, определяющие качество электроэнергии (стр. 3 из 6)

Принцип действия УПК поясняет векторная диаграмма

U₁

R₁ X_L X_C U₂ I₂

cosj₁ cosj₂

I₂X_L

U₁ I₂X_L

I₂R₁

U₂I₂R₁ U₂ I₂X_C

U₁

jj₁ j₂j₁ j₂

I₂ I₂

а) без конденсаторов б) при включении трансформаторов

При наличии в сети только активного R₁ и индуктивного X_Lcопротивлений напряжения U₂ уменьшается за счет падения напряжений - активного I₂R₁ и индуктивного I₂X_L . В этом случае U₂<U₁, DU=U₁-U₂>0.

При включении емкостного сопротивления X_C получается третье падение напряжения I₂X_C направленное противоположно I₂X_L. I₂X_C может быть подобрана таким образом, что вектор U₂ будет равен вектору U₁ или даже больше его, т.е. DU=0 или DU<0.

Величина X_C выбирается в зависимости от потери напряжения без УПК DU%, допустимой потери напряжения DUдоп%, номинального напряжения Uн, тока нагрузки Im и sinj₂

Достоинства УПК:

1) Автоматическое регулирование напряжения.

2) При одинаковом регулирующем эффекте мощность конденсаторов УПК получается в 4-6 раз меньше, чем мощность КБ при поперечной компенсации.

3) Применение конденсаторов, рассчитанных только на перепад напряжения IX_C.

Недостатки УПК:

1) Возможность появления резонансных явлений

2) Недопустимость сквозных токов к.з.

3) Повышение уровня токов к.з.

ВОЛЬТОДОБАВОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ

Вольтодобавочные трансформаторы имеют одну обмотку, включенную последовательно с линией, в которой регулируется напряжение. Эта обмотка получает питание от вспомогательного трансформатора, первичная обмотка которого питается от сети или постороннего источника тока.

На рис (а) показана принципиальная схема ВДТ

1- основной трансформатор

2- последовательный трансформатор

3- регулировочный трансформатор

Здесь к возбуждающей обмотке вольтодобавочного транс-форматора подводится напряжение, сдвинутое по фазе на 90⁰ по отношению к напряжению данной фазы. Так для создания добавочного напряжения Ерег в фазе А к возбуждающей обмотке этой фазы подводят линейное напряжение U_ВС .

Тогда вектор добавочного напряжения Ерег будет перпендикулярен вектору фазного напряжения U_A1, а вектор напряжения на выходе регулятора U_A2 ,будет сдвинут на угол a, по отношению к вектору U_A1. При этом угол a может быть как опережающим, так и отстающим.

Такой способ регулирования называется поперечным регулированием.

Схема продольного вида регулирования напряжения показана на рис (б).

При продольном регулировании к каждой фазе возбуждающего трансформатора подводится напряжение той же фазы. Тогда вектор добавочного напряжения Ерег будет совпадать по фазе с вектором U_A1, а вектор напряжения на выходе регулятора U_A2 ,будет равен алгебраической сумме векторов U_A1, и Ерег.

Колебание напряжения

При работе электроприемников с резкопеременной ударной нагрузкой в электросети возникают резкие толчки потребляемой мощности. Это вызывает изменения напряжения сети, размахи которых могут достигнуть больших значений. Эти явления имеют место при работе прокатных электродвигателей, дуговых электропечей, сварочных машин и т.д. Указанные обстоятельства крайне неблагоприятно отражаются на работе всех электроприем-ников, подключенных к данной сети, в том числе и электроприемников вызывающих эти изменения.

Так, например, время сварки у контактных машин в пределах от 0,02 до 0,4 с, то колебания напряжения даже малой длительности сказываются на качестве сварки.

При колебаниях напряжения, в результате которых напряжение снижается более чем на 15% ниже номинального, возможно отключение магнитных пускателей, работающих электродвигателей.

На предприятиях с существенной синхронной нагрузкой колебания напряжения могут приводить к выпадению привода из синхронизма и расстройству технологического процесса.

Колебания напряжения отрицательно сказывается на работе осветительных приемников. Они приводят к миганиям ламп, которые при превышении порога раздражительности могут отражаться на длительном восприятии людей.

Колебания напряжения, имеющие место при работе крупных синхронных двигателей с резкопеременной нагрузкой, определяются с учетом переходных процессов, т.к. при этом мощность, потребляемая электродвигателем, значительно отличается от мощности установившегося режима.

В соответствующих точках системы колебание напряжения, вызываемое изменениями (набросами) активной нагрузки на DР и реактивной нагрузки на DQ, может быть ориентировачно определено по формуле:

где dU - потеря напряжения, отн.ед.

DР, DQ - изменения (набросы) активной и реактивной трехфазной мощности электроприемника [МВт и МВАр]

R, X - активное и реактивное сопротивление на фазу Ом

Z - полное сопротивление

S_K - мощность к.з. в точке, в которой проверяется колебания напряжения.

Соотношения между активными и индуктивными сопротивлениями элементов сети r/x - составляют:

Воздушные линии 110¸220 кВ 0,125¸0,5

Кабельные линии 6¸10 кВ 1,25¸5

Токопроводы 6¸10 кВ 0,04¸0,11

Трансформаторы 2,5¸6,3 0,06¸0,143

Тоже 63¸500 МВА 0,02¸0,05

Реакторы РБА 6¸10 кВ до 1000 А 0,02¸0,067

Паротурбинные генераторы 12¸60 МВт 0,012¸0,02

Тоже 100¸500 МВт 0,0075¸0,01

Подстанции в распределительных сетях 0,067 и выше

Активное сопротивление всех элементов сети, кроме кабелей, значительно меньше индуктивного. Но в заводских сетях крупных предприятий при широком внедрении токопроводов 6¸10 кВ и глубоких вводов 110¸220 кВ. Они становятся малопротяженными и их доля резко снижается. Поэтому они не оказывают большого влияния на результирующее значение отношения r/x в целом по предприятию. Это позволит упрощенно рассчитать колебания напряжения при резкопеременных ударных нагрузках.

Исходя из выше приведенных соотношений r/x при расчетах колебания напряжения в среднем можно принять, что лежит она в пределах 0, 1¸0,03. При этом отношение z/x получается примерно равны 1. С учетом этих допущений:

Учитывая малое отношение r/x элементов сети, активным сопротивлением вообще можно пренебречь. Тогда, колебания напряжения можно определить по еще простой формуле