Регулювання напруги генераторами станцій
Всі генератори електростанцій обладнані пристроями автоматичного регулювання збудження (АРВ). Генератор виробляє номінальну активну потужність при відхиленнях напруги від номінального не більше ± 5%. При великих відхиленнях потужність генератора повинна бути знижена, з цієї причини межі регулювання напруги за допомогою генераторів обмежені. У зв'язку зі змінною навантаженням системи все генератори електростанцій працюють за заданими графіками генерації активної і реактивної потужності. Умови роботи електростанцій в системі різні. Це впливає і на можливості регулювання напруги за допомогою генераторів.
При роботі електричної станції ізольовано її генератори, підключені до шин ГРУ з приєднаною до них розподільною мережею (рис. 8, а) відносно малій протяжності, здійснюють регулювання напруги зміною збудження.
рис 8
Цей спосіб регулювання напруги на таких станціях є основним засобом забезпечення заданого режиму напруги у навантажень. Межі регулювання напруги зміною збудження допускаються не нижче 105% номінального в період найбільших навантажень і не вище 100% номінального в період найменших навантажень. При наявності мережі високої напруги трансформатори зв'язку генераторів з РУВН краще мати з РПН.
При роботі в блоках з трансформаторами зв'язку (рис. 8, б) генератори безпосередньо не пов'язані з розподільними мережами генераторної напруги, а навантаження власних потреб зазвичай харчується через трансформатори з РПН. Ці умови дозволяють використовувати повністю межа зміни напруги на блокових генераторах від -5% до + 10% щодо номінального. Трансформатори зв'язку в блокових схемах застосовуються без РПН.
На електростанціях, об'єднаних в енергетичну систему (рис. 8, в), зміни напруг повинні здійснюватися узгоджено за графіком, т. К. Зміна напруги навіть у одній зі станцій призведе до перерозподілу вироблення реактивної потужності всіх станцій системи. Ця умова обмежує можливості регулювання напруги в окремих районах системи, тому в потужних системах регулювання напруги тільки генераторами станцій не є достатнім і вимагає додаткових коштів.
Регулювання напруги зміною коефіцієнта трансформації трансформаторів
Для регулювання напруги за допомогою трансформаторів необхідно мати можливість змінювати співвідношення витків обмоток трансформаторів. Це досягається тим, що, крім основних відгалужень обмоток, передбачають додаткові (регулювальні) відгалуження. Регулювальні відгалуження зазвичай виконуються на стороні високої напруги трансформаторів, так як це значно полегшує перемикаючий пристрій (менші струми).
Трансформатори з перемиканням відгалужень без збудження (ПБЗ) не дозволяють регулювати напругу протягом доби, так як це пов'язано з необхідністю відключення трансформатора для кожного перемикання, що по експлуатаційних умов неприпустимо З цієї причини ПБЗ використовується тільки для сезонного регулювання напруги (2-3 рази на рік). Сучасні трансформатори з ПБЗ дозволяють регулювати напругу в межах ± 5% з кроком 2,5% від номінального. Пристрої ПБЗ встановлюються на трансформаторах потужністю не більше 630 кВ-А, Схема однієї фази трансформатора з ПБЗ приведена на рис. 9, а. Необхідний коефіцієнт трансформації трансформатора встановлюється за допомогою перемикача П.
рис 9
Трансформатори з РПН дозволяють регулювати напругу під навантаженням, т. Е без відключення від мережі, без перерви електропостачання споживачів. Пристрої РПН встановлюються на потужних трансформаторах з напругою вище 20 кВ. Регулювальні ступені трансформаторів виконуються на обмотці вищої напруги з боку приєднання її до нейтрали (рис. 9, б). На цьому малюнку позначено регулюючий пристрій РУ, що включає в себе ступінь грубого регулювання П і відгалуження тонкого регулювання, які обираються за допомогою виборця І. Межі регулювання напруги трансформаторів з РПН складають від ± 10% до ± 16% ступенями 1,5. 2,5% від номінального. Наведена схема однієї фази трансформатора з РПН ілюструє лише принцип регулювання напруги. Реальні пристрої РПН мають більш складну конструкцію, що включає ряд додаткових елементів.
Автотрансформатори здійснюють регулювання напруги або за рахунок відгалужень на обмотці вищої напруги (з боку приєднання її до нейтрали, що полегшує ізоляцію перемикає пристрої), або за допомогою регулювальної обмотки на лінійному кінці середньої напруги, як показано на рис. 9, ст. У першому випадку має місце пов'язане регулювання, т. К. При перемиканні відгалужень одночасно змінюється кількість витків обмоток вищої і середньої напруги. У другому випадку регулювання буде незалежним, але перемикаючий пристрій має розраховуватися на номінальний струм, а ізоляція на повне напруга середньої обмотки. При такій схемі автотрансформатора регулюється коефіцієнт трансформації між обмотками вищої та середньої напруги, а співвідношення витків обмоток ВН і НН залишається незмінним. В основному автотрансформатори випускаються з пристроями РПН на стороні середньої напруги. Такі автотрансформатори застосовуються на великі потужності і високі напруги. Діапазон регулювання на стороні середньої напруги становить ± 12% зі сходами 2% від номінального.
Лінійні регулятори (ЛР), або послідовні регулювальні трансформатори служать для регулювання напруги та перерозподілу потоків потужності в лініях. Вони встановлюються або послідовно з нерегульованими обмотками трансформаторів, або безпосередньо в лінії. На рис. 9, г показана схема включення ЛР в ланцюг автотрансформатора. Регулятор містить регульований автотрансформатор РАТ і послідовний трансформатор ПТ, за допомогою якого вводиться додаткова ЕРС Едоб в нейтраль обмотки вищої напруги, чим досягається зміна співвідношення напруг обмоток ВН і СН щодо обмотки НН. Діапазон регулювання ЛР досягає ± 15% від номінального. ЛР значно дорожче пристроїв РПН тому їх застосування обмежене. Істотним достоїнством лінійних регуляторів є можливість не тільки поздовжнього регулювання напруги, але і поперечного (зміною фази ЕДоб). Его властивість ЛР особливо широко використовується при регулюванні потоків потужності в лініях електропередач. Потужність ЛР досягає 125 MB-А, а рівень напруги 110 кВ.