Технические науки/5. Энергетика

К.т.н. Федотов Е.А., Кузнецов Р.В.

Казанский государственный энергетический университет

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ УСТРОЙСТВ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ

Известно, что в целом для электрических сетей напряжением 6 – 10 кВ можно полагать, что нагрузки носят индуктивный характер. При выполнении нормативных требований по компенсации реактивной мощности не следует пренебрегать реактивной составляющей нагрузки, и тем более при отсутствии устройств компенсации.

Для электропередачи при отсутствии ВДТ напряжение на нагрузке в равно

. (1)

Формула (1) связывает напряжение на нагрузке до установки ВДТ с коэффициентом трансформации ВДТ при заданном уровне желаемого напряжения. Поскольку в формулу (1) входят комплексные величины, а задается только модуль желаемого напряжения , приходим к следующему уравнению относительно коэффициента трансформации

(2)

Очевидно, что для последующих расчетов необходимо определиться с влиянием фазы напряжения на величину коэффициента трансформации.

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

Решая полученное уравнение относительно напряжения, находим

. (2)

На рис. 1 приведены семейства характеристик, построенных по выражению (2). Угол δ ограничен значением cosδ=0,90. Объясняется это следующим образом. Запишем формулу передаваемой мощности в функции угла нагрузки [1]

,

где .

Отсюда получаем

, (3)

где .

Полагая в формуле (3) , находим, что . Это значение соответствует .

Из полученных результатов следует, что влиянием фазового сдвига напряжений не следует пренебрегать, так как в противном случае получатся заниженные значения коэффициента трансформации. Так, для семейства I, рис. 1, примем, что (кривая 3). Пусть исходное напряжение составляло 0,94 о.е. Из графиков видно, что требуется коэффициент трансформации k=1,17. В то же время, если пренебречь влиянием фазового сдвига напряжений, т.е. считать, что , то получаем k=1,13.

Если первый результат требует установки двух ВДТ или же применительно к одному ВДТ дополнительной установки второго регулятора на меньший диапазон, то по второму результату достаточна установка одного ВДТ. Напомним, что при установке стандартных ВДТ в каждой фазе обеспечивается диапазон регулирования 15%.

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

Литература

1.Каялов Г.М. и др. Основы построения промышленных электрических сетей // Г.М. Каялов, Ф.Э. Каждан, И.Н. Ковалев, Э.Г. Куренный. - М.: Энергия. – 1978.