Автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности СГ

Техническая необходимость и экономическая целесообразность автоматического регулирования напряжения и реактивной мощности обусловливаются специфическими особенностями процесса производства и распределения электроэнергии. Напряжение, определяемое возбуждением синхронных генераторов, различно по абсолютному значению и по фазе в каждом из узлов схемы электроэнергетической системы. Оно является многомерным вектором (рис. 5.1,(б)). Различие напряжений необходимо для передачи (транспортировки) электроэнергии. Напряжение в начале линии электропередачи (рис. 5.1,а) от гидро- или тепловой электростанции ЭС в электроэнергетическую систему ЭЭС отличается от напряжения системы на , определяемое активной Р_л и реактивной мощностями в линии

(5.1)

Из (5.1) и векторной диаграммы рис. 5.1,б видно, что:

• различие напряжений по фазе необходимо для передачи активной

мощности

(5.2)

• различие абсолютных значений напряжений определяется реактивной мощностью электропередачи.

При данном напряжении передаваемая мощность Р_л определяется вектором напряжения и реактивной мощностью .

При неизменных абсолютных значениях напряжений и и угле по линии передается, как известно, наибольшая возможная мощность — предельная мощность линии .

При внезапном снижении напряжения во время КЗ в электроэнергетической системе сохранение синхронной работы электростанции зависит от скорости восстановления напряжения в процессе и после отключения короткого замыкания.

В случае наступления асинхронного хода от скорости восстановления и уровней напряжения зависит успешность и время восстановления синхронной работы электрических станций. Поэтому автоматическое регулирование напряжения и реактивной мощности имеет важное значение для обеспечения статической, динамической и результирующей устойчивости электропередачи.

Конечным пунктом транспортировки электроэнергии является потребитель. Напряжение потребителя должно иметь номинальное значение вне зависимости от случайных изменений ситуации в электроэнергетической системе или количества потребляемой электроэнергии.

Таким образом, основными задачами автоматического регулирования напряжения и реактивной мощности являются:

• обеспечение рациональных потоков реактивной мощности в процессе передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям;

• сохранение или повышение статической устойчивости электропередач в нормальных режимах работы;

• повышение динамической и результирующей устойчивости электроэнергетической системы в аварийных режимах;

• обеспечение требуемого напряжения у потребителей, т.е. обеспечение одной из норм качества электроэнергии.

Указанные задачи автоматического регулирования напряжения и реактивной мощности решаются:

• автоматическим регулированием возбуждения синхронных генераторов электростанций;

• регулированием возбуждения синхронных компенсаторов и электродвигателей;

• регулированием мощности управляемых статических источников реактивной мощности;

• автоматическим регулированием коэффициентов трансформации трансформаторов.

Синхронные машины, управляемые источники реактивной мощности и трансформаторы с устройствами изменения их коэффициентов трансформации являются регулируемыми объектами.