Методи керування напругою в електроенергетичній системі

Методи керування напругою в електроенергетичній системі

Напруга в електроенергетичній системі змінюється відповідно до коливань навантаження. Зазвичай, напруга підвищується під час періодів з низьким навантаженням і знижується при високому навантаженні. Для підтримки напруги системи в допустимих межах необхідне додаткове обладнання. Це обладнання служить для підвищення напруги, коли вона низька, і зниження, коли вона завищена. Нижче наведені методи, які використовуються в електроенергетичних системах для керування напругою:

• Трансформатор з регулюванням кількості витків під навантаженням

• Трансформатор з регулюванням кількості витків без навантаження

• Паралельні реактори

• Синхронні фазозмінювачі

• Паралельні конденсатори

• Статична система VAR (SVS)

Керування напругою системи за допомогою паралельного індуктивного елемента називається паралельною компенсацією. Паралельна компенсація поділяється на два типи: статичну паралельну компенсацію та синхронну компенсацію. В статичній паралельній компенсації використовуються паралельні реактори, паралельні конденсатори та статичні системи VAR, а синхронна компенсація використовує синхронні фазозмінювачі. Методи керування напругою детально описані нижче.

Трансформатор з регулюванням кількості витків без навантаження: У цьому підході керування напругою досягається шляхом зміни коефіцієнта перетворення трансформатора. Перед зміною кількості витків трансформатор повинен бути відключений від живлення. Зміна кількості витків трансформатора переважно виконується вручну.

Трансформатор з регулюванням кількості витків під навантаженням: Ця конфігурація використовується для регулювання коефіцієнта перетворення трансформатора для регулювання напруги системи, коли трансформатор передає навантаження. Більшість електропередавальних трансформаторів оснащені пристроями для зміни кількості витків під навантаженням.

Паралельний реактор: Паралельний реактор — це індуктивний елемент, з'єднаний між лінією та нейтраллю. Він компенсує індуктивний струм, що походить від передавальних ліній або підземних кабелів. Паралельні реактори в основному використовуються на довгих високовольтажних (EHV) та ультрависоковольтажних (UHV) передавальних лініях для керування реактивною потужністю.

Паралельні реактори встановлюються на підстанціях, що відправляють, отримують електроенергію, та проміжних підстанціях довгих EHV та UHV ліній. На довгих передавальних лініях паралельні реактори з'єднуються через інтервали приблизно 300 км для обмеження напруги в проміжних точках.

Паралельні конденсатори: Паралельні конденсатори — це конденсатори, з'єднані паралельно до лінії. Вони встановлюються на підстанціях, що отримують електроенергію, розподільчих підстанціях та комутаційних підстанціях. Паралельні конденсатори вводять реактивні вольт-ампери в лінію і зазвичай організовані в трифазні банки.

Синхронний фазозмінювач: Синхронний фазозмінювач — це синхронний двигун, що працює без механічного навантаження. Він підключений до навантаження на стороні отримання електроенергії. Змінюючи збудження обмотки поля, синхронний фазозмінювач може або поглинати, або генерувати реактивну потужність. Він підтримує сталу напругу при всіх умовах навантаження та також покращує коефіцієнт спотворення.
Статичні системи VAR (SVS): Статичний компенсатор VAR вводить або поглинає індуктивну VAR в систему, коли напруга відхиляється від референтного значення, будь то вище чи нижче. У статичному компенсаторі VAR використовуються тирістори як комутаційні пристрої замість автоматів. В сучасних системах комутація тирісторами замінила механічну комутацію через швидше функціонування та можливість забезпечити безперебійну роботу через керування комутацією.