Различные аспекты изменений напряжения
Изменения напряжения. Напряжения синхронных генераторов, питающих систему, являются функцией тока возбуждения и мощности этих машин.
Если мощность, потребляемая системой, меняется, необходимо регулировать ток возбуждения для поддержания постоянными напряжений на генераторах. В более общем случае в зависимости от нагрузки систем регулируются величины напряжений, которые необходимо иметь на шинах станций.
Полные сопротивления элементов передающей сети (линий, кабелей, трансформаторов) вызывают при любом изменении нагрузки изменение разности напряжения на концах.
В сети необходимо располагать средствами регулирования напряжения, так как иначе сложение падений напряжений на всех элементах сети, соединенных последовательно, привело бы на конце линии к изменениям напряжения, при которых работа потребителей была бы невозможна.
Разделение сети на участки с точки зрения регулирования напряжения.
Необходимое качество напряжения в различных точках сети не одинаково. В самом деле, потребителю необходимо:
напряжение, близкое по своему значению к номинальному значению напряжения его аппаратов;
напряжение, изменения которого происходят, медленно и не превосходят нескольких процентов;
напряжение, изменения мгновенных значений которого составляют примерно 1%.
В любой точке сети должно поддерживаться напряжение между верхним пределом, задаваемым диэлектрической прочностью изоляционных материалов и опасностью возникновения повторного зажигания дуги на контактах выключателей при их размыкании, и нижним пределом, задаваемым отключающей способностью выключателей (которая снижается с уменьшением напряжения), а также характеристиками некоторых аппаратов (реактивной мощностью, выдаваемой конденсаторами, и т. д.).
Следовательно, подход к регулированию напряжения должен быть одинаковым в передающих сетях (нет непосредственного потребления), питающих сетях (нет прямого потребления) и распределительных сетях (прямое потребление СН и НН).
Эти сети можно «развязать» в отношении изменений напряжения, устанавливая устройства для регулирования под нагрузкой на трансформаторах и этим устраняя влияние изменений напряжения в одной из сетей на другие.
Устройства для регулирования под нагрузкой не избавляют от установки других комбинирующих средств регулирования.
Классификация изменений напряжения.
Различают четыре вида изменений напряжения:
периодические изменения (ежедневный цикл с недельным искажением), вызываемые изменениями нагрузки между утренним и вечерним пиками и ее изменениями в ночные часы. Они достаточно хорошо прогнозируются; следовательно, в любой точке сети можно заранее знать среднее напряжение, амплитуду периодических изменений и, как следствие этого, вероятные значения напряжений в часы пиков нагрузки и ночные часы (т. е. экстремальные значения);
случайные «медленные» изменения, которые происходят, с одной стороны, от того, что действительный уровень нагрузок отличается от предусмотренного уровня, а с другой стороны, проявляется влияние включения и отключения нагрузок, создающих изменения напряжения.
Трудно различать периодические и случайные отклонения; их комбинация дает на практике распределение напряжения, весьма близкое к гауссову распределению; при этом низкие напряжения более часты, чем высокие. Распределение напряжений в точке характеризуется:
моментом 1-го порядка или средней величиной;
моментом 2-го порядка или среднеквадратичной величиной и моментами 3-го и более высоких порядков, которыми практически можно пренебречь;
резкие изменения, регулярные или случайные, вызываемые, значительными набросами нагрузки, которые обусловлены прерывистой работой некоторых нагрузок, например, в сетях НН — холодильников, лифтов, сварочных аппаратов и т.д.; в сетях СН—сварочных аппаратов, насосов и т.д.; в сетях ВН —дуговых печей, электровозов и т.д.
Следовательно, в линиях, исходящих от одного и того же источника и питающих эти нагрузки, толчки напряжения имеют некоторую регулярность или полностью случайны; явления этого рода иногда называют фликкером;
провалы напряжения короткой длительности (от доли секунды до нескольких секунд) различны по величине: от нескольких процентов до 100%. Они по своим последствиям аналогичны перерывам питания.
Различные изменения напряжения требуют и различных средств, устраняющих или по крайней мере уменьшающих их последствия до «приемлемого» уровня.
В распределительных сетях качеству напряжения определяется нуждами потребителей и стоимостью средств регулирования. С этой позиции и необходимо рассматривать различные изменения напряжения. В передающих сетях проблема имеет другой аспект, чем в сетях СН И НН; здесь важны только медленные изменения.
Для всех сетей наилучший уровень напряжения должен быть Предварительно выбран.
