Технические науки/5. Энергетика

К.т.н. Федотов Е.А., Кузнецов Р.В.

Казанский государственный энергетический университет

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В РЕГИОНАЛЬНЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

Рассмотрим электропередачу, рис. 1, на которой установлен ВТД с коэффициентом трансформации k. Приведем параметры электропередачи после ВДТ к стороне центра питания (ЦП). Если ВДТ не установлен, то можно принять k=1, тогда . Данное сопротивление представляет сопротивление нагрузки. Тогда

. (1)

Рис. 1. Принципиальная схема электропередачи (а) и её схема замещения (б)

Используем формулу (1) для исключения сопротивления электропередачи из последующий уравнений. При установке ВДТ имеем

, (2)

где – желаемый коэффициент трансформации.

Формула (2) связывает напряжение на нагрузке до установке ВДТ с коэффициентом трансформации ВДТ при заданном уровне желаемого напряжения .

Положим, что

,

где δ – угол между векторами напряжений в ЦП и на нагрузке.

Далее проведем оценку возможного диапазона изменений угла δ в зависимости от параметров нагрузки и самой электропередачи, пока же продолжим выводы. Выражение (2) приобретает следующий вид

Раскрывая знак модуля комплексной величины, приходим к следующей формуле, связывающей коэффициент трансформации ВДТ k и напряжение на нагрузке до установки ВДТ :

. (4)

На рис. 2 приведены семейства характеристик, построенных по выражению (4). где для удобства построения изменены местами оси абсцисс и ординат: переменной величиной является напряжение . Угол δ ограничен значением cosδ=0,90. Ему соответствует нагрузка до 4 МВт при длине электропередачи 30 км, чего практически не достигается для электропередач 10 кВ.

Рис. 2. Требуемый коэффициент трансформации у ВДТ для обеспечения желаемого уровня напряжения на нагрузке. I – α=1,05; II – α=1,00; III – α=0,95; 1 – cosδ=0,90; 2 – cosδ=0,93; 3 – cosδ=0,95; 3 – cosδ=0,98; 5 – cosδ=1,00.

Полученное отличие в значениях коэффициентов трансформации ВДТ является принципиальным. Предельное увеличение напряжения у ВДТ, устанавливаемых в трех фазах, равно 15% [2]. Полученные результаты свидетельствуют, что для достижения требуемого уровня напряжения у потребителя будет необходима установка двух комплектов ВДТ в двух фазах.

Выводы

1. Установка ВДТ на линиях электропередачи в районных электрических сетях способствует обеспечению нормативных показателей качества электроэнергии у потребителей без реконструкции электропередачи.

2. Выбор коэффициента трансформации у ВДТ необходимо производить как с учетом изменения параметров режима электропередачи головного участка, так и с учетом фазового сдвига напряжений по концам электропередачи.

3. Разработанная методика определения желаемого коэффициента трансформации ВДТ позволяет исключить из расчетов сопротивления электропередачи и нагрузки и использовать в качестве определяющего параметра напряжение на нагрузке, имеющее место до установки ВДТ.

Литература

1. Барановский И.Д., Хрущев Ю.В., Абеуов Р.Б. О задачах повышения эффективности использования нетрадиционных регулирующих устройств в системах электроснабжения нефтепромыслов / Мат. Всерос. науч.-техн. конф. «Электроэнергия: от получения и распределения до эффективного использования». Томск, 2008. - С. 47-49.

2. Перинский Т.В., Родионов О.С. Опыт эксплуатации пункта автомтического регулирования напряжения в распределительных сетях 6 – 10 кВ. – Электро, №3, 2009. – С. 34-35.