По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.31

Анализ способов и устройств регулирования напряжения трансформаторных подстанций

Лавренов А.С. Комсомольский-на-Амуре государственный университет, г. Комсомольск-на-Амуре, Хабаровский край

В работе представлен обзор технических решений, анализ способов и устройств регулирования напряжения на трансформаторных подстанциях. В качестве наиболее эффективного технического решения рассматривается автотрансформатор с подмагничиваемыми постоянным током элементами.

Литература:

1. Поспелов Г.Е. Компенсирующие и регулирующие устройства в электротехнических системах / Г.Е. Поспелов, Н.М. Сыч, В.Т. Федин. – СПб.: Энергоатомиздат, 1983. – 112 с.

2. Будник В.В. Тиристорно-контактные установки для регулирования напряжения под нагрузкой в сетях с изолированной нейтралью: автореф. дисс. канд. техн., наук / В.В. Будник. – Нижний Новгород: НГТУ, 1996. – 18 с.

3. Веников В.А. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах / В.А. Веников, В.И. Идельчик, М.С. Лисеев. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 216 с.

4. Смирнов С.С. Управляемый подмагничиванием трансформатор как эффективное средство регулирования напряжения в сети / С.С. Смирнов, А.Б. Осак // Вестник ИрГТУ. – 2016. – № 6. – С. 146–155.

5. Лабунцов В.А. Энергетическая электроника / В.А. Лабунцов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 464 с.

6. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий / А.А. Федоров, В.В. Каиенева. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 472 с.

7. Климаш В.С. Вольтодобавочные устройства для компенсации отклонений напряжения и реактивной энергии с амплитудным, импульсным и фазовым регулированием: монография / В.С. Климаш. – Владивосток: Дальнаука, 2002. – 141 с.

8. Устройство для стабилизации напряжения трансформаторной подстанции: пат. № 2159004, РФ: МПК H02M5/45, G05F1/30 / Климаш В.С., Симоненко И.Г.; заявитель и патентообладатель Комсомольский-наАмуре государственный технический университет. – № 99114876/09; заявл. 09.07.1999; опубл. 10.11.2000, Бюлл. № 31.

9. Вольтодобавочное устройство с тиристорным амплитудно-фазовым регулированием для стабилизации напряжения трансформаторной подстанции: пат. № 2155366, РФ: МПК G05F1/26, G05F1/30, H02M5/257 / Климаш В.С., Круговой Р.Н.; заявитель и патентообладатель Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет. – № 98100901/09; заявл. 06.01.1998; опубл. 27.08.2000, Бюлл. № 24.

10. Способ стабилизации и регулирования параметров электроэнергии в трехфазных электросетях и устройство для его осуществления: пат. № 2113753, РФ: МПК H02J3/12, H02J3/18, H02M5/257 / Туманов И.М., Алтунин Б.Ю., Блинов И.В., Корженков М.Г., Ким А.К., Шетинин О.В.; заявитель и патентообладатель Нижегородский гос. ун-т. – № 96119241/28; заявл. 25.09.1996; опубл. 20.06.1998.

11. Чиженко И.М. Справочник по преобразовательной технике / И.М. Чиженко. – Киев: Технiк а, 1978. – 447 с.

12. Двенадцатиподдиапазонный широтно-импульсный преобразователь трехфазного напряжения: пат. №2166830 Рос. Федерация: МПК H02М 5/22, G05F1/30 / Климаш В.С., Куделько А.Р., Симоненко И.Г., Зиссер Я.О.; заявитель и патентообладатель Комсомольский-на-Амуре гос. техн. ун-т. – № 99116405/09; заявл. 29.07.1999; опубл. 10.05.2001, Бюлл. № 13.

13. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. для студентов вузов / Б.И. Кудрин. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 672 с.

Регулирование питающего напряжения трансформаторных подстанций промышленных предприятий и стабилизация напряжения у потребителей является важной задачей в вопросе снижения потерь электроэнергии и повышения качества электроснабжения. Допустимая величина отклонения напряжения от номинального значения является одним из показателей качества электроснабжения (ПКЭ). Согласно ГОСТ 13109-97, величина нормально допустимого положительного δU(+) и отрицательного δU(‒) отклонения напряжения не должна превышать ±5 % от номинального напряжения Uном:

где: Um(‒), Um(+) – значения напряжения электропитания, меньшие и большие Uном соответственно.

Однако в обновленном стандарте ГОСТ 32144-2013 уже сделаны допущения в сторону предельно допустимой величины отклонения напряжения равной ±10 %, что зачастую неприемлемо для современных промышленных электроустановок.

Причинами отклонения напряжения в сети являются нелинейные нагрузки (вентильные преобразователи), дуговые печи, ударные нагрузки при включении мощных электроприводов, протяженные линии электропередачи.

Поддерживать величину отклонения напряжений без применения специальных мер и устройств невозможно. Наиболее эффективным способом является применение местных средств регулирования напряжения установленных на трансформаторных подстанциях, т. е. вблизи потребителей. В большинстве случаев такими средствами являются регуляторы под нагрузкой (РПН), регуляторы без возбуждения (ПБВ), автотрансформаторы (АТР), вольтодобавочные трансформаторы (ВДТ).

Приведенные устройства имеют свои конструктивные особенности, в которых процесс регулирования напряжения чаще всего происходит путем механического (дискретного) переключения отпаек. Недостатком такого способа является низкое быстродействие, невысокая точность регулирования добавочного напряжения, возникновение переходных процессов в момент переключения, как следствие, быстрый износ контактов.

В зависимости от графика нагрузок предприятия и времени рабочей смены, отклонение напряжения на выходе ТП может изменяться в диапазоне больше чем ±10 % от номинальной величины, а для большинства современных электроприемников условия нормальной работы определены в диапазоне отклонения напряжения ±5 % и менее. Для поддержания требуемого значения применяют устройства регулирования напряжения, в основу которых заложены разные принципы работы. Один из таких принципов можно описать следующим выражением:

Для Цитирования:
Лавренов А.С., Анализ способов и устройств регулирования напряжения трансформаторных подстанций. Электроцех. 2019;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: