11.1 Использование ГЭС для регулирования напряжения в энергосистеме

 

Нами предлагается для регулирования напряжения в системе использовать возможности генераторов ГЭС. Они имеют автоматическое регулирование напряжения, которое позволяет плавно и в определенных пределах изменять напряжение. На основе выше предложенной методики расчета режимов высоковольтной линии (гл. 6), расчетным путем показана возможность регулирования напряжения на узловой подстанции системы путем небольших изменений напряжения, в пределах допустимых величин, на выводах генератора.

Обычно на шинах электрических станций постоянно поддерживается номинальное напряжение. Напряжение регулируется и поддерживается с помощью генераторов станции. В генераторах напряжение регулируется изменением тока возбуждения. Для этого они снабжены автоматическим устройством АВР (автоматическое регулирование возбуждения). Одной из задач АВР является поддержание на требуемом уровне (в определенных пределах) напряжения в узлах энергосистемы и у потребителей.

Поддержание напряжения на должном уровне энергосистемы можно достигать рациональным ведением режима работы дежурным персоналом, полным использованием реактивной мощности генераторов и более глубоким использованием устройств автоматического регулирования возбуждения синхронных генераторов.

Оптимальные условия для поддержания нужных уровней напряжения в системе, работающей на уже имеющемся оборудовании, определяется с помощью ЭВМ по специальным программам.

Работа персонала по поддержанию уровня напряжения сводится к воздействию на установочные устройства АВР, для этой цели меняют коэффициент трансформации установочного автотрансформатора.

Обычно гидрогенераторы рассчитывают так, чтобы при изменении напряжения на выводах обмотки статора в пределах номинального они могли длительно развивать номинальную мощность при номинальных значениях частоты и коэффициента мощности. Это достигается тем, что индукция в различных участках магнитопровода машины и плотность тока в обмотках выбираются с учетом возможного их повышения в указанных пределах.

Со снижением напряжения, повышение нагрева от потерь в меди обмотки статора вследствие увеличения в ней тока компенсируется снижением нагрева из-за уменьшения потерь в сердечнике статора. При уменьшении напряжения ниже 95% номинального увеличение тока статора свыше 105% номинального обычно не допускается, даже если при этом температура обмотки статора остается ниже предельно допустимого значения. Это объясняется тем, что в машинах с косвенным воздушным охлаждением перепад температуры в изоляции обмотки статора пропорционален квадрату тока и чрезмерное увеличение градиента этого перепада может привести к снижению срока службы изоляции.

Гидрогенераторы обычно рассчитывают также из условия их длительной работы при повышенном напряжении до 110% номинального включительно. Однако ввиду увеличения потерь в стали, вызываемых ими местных нагревов, а также роста тока и нагрева обмотки возбуждения сохранить при этом номинальную мощность не удается. Обычно при повышении напряжения свыше 105% номинального кажущаяся мощность гидрогенератора снижается примерно на 2 % с каждым процентом повышения напряжения. Работа при напряжении более 110% номинального не допускается. Сказанное выше иллюстрируется данными таблицы 11.1

Таблица 11.1

U/Uном

I/Iном

S/Sном

U/Uном

I/Iном

S/Sном

0,95

1.05

1.00

1.03

0.97

1.00

0,96

1.04

1.00

1.04

0.96

1.00

0,97

1.03

1.00

1.05

0.95

1.00

0,98

1.02

1.00

1.06

0.925

0.98

0,99

1.01

1.00

1.07

0.90

0.96

1,00

1.00

1.00

1.08

0.87

0.94

1,01

0.99

1.00

1.09

0.845

0.92

1,02

0.98

1.10

0.82

0.90

Расчеты показывают, что при использовании этих допустимых отклонений напряжения на выводах генератора, можно ощутимо изменить ее значение на конце линии. Так при малых нагрузках на линии, уменьшение напряжения в начале линии с помощью генераторов станции, позволяют в меньшей степени использовать шунтирующие реакторы, реже включать их в работу, требуется меньшая их мощность.

При больших нагрузках повышение напряжения в начале линии позволяет добиваться необходимого уровня напряжения в ее конце.

Определенную трудность представляет подведение напряжения узловой подстанции к воспринимаемому органу АВР.

Нами предлагается схему автоматического регулирования напряжения генераторов ГЭС дополнить схемой управляющей дискретно (можно и плавно) коэффициентом трансформации установочного автотрансформатора (АТ) в схеме АВР. Измерительным органом будут включенные параллельно трансформаторы тока в цепи укрупненных блоков. При малой нагрузке установочное устройство автоматически включает отводы АТ с меньшей уставкой, с ростом тока устройство включает последовательно отводы с большей уставкой. При дискретном управлении достаточно переключения производить между 5 отводами -5%; -2,5%; 0%; +2,5% и +5%. Такое регулирование можно производить вручную. Данная рекомендация относится к случаю одновременной работы всех генераторов станции. В каждом случае, видимо, нужно решать задачу индивидуально.

Расчеты показывают, что при использовании допустимых отклонений ( 5%) напряжения на выводах генератора можно ощутимо изменить ее значение на конце линии. Регулирование напряжения с помощью генераторов позволяет в меньшей степени использовать шунтирующие реакторы, реже включая их в работу.

При больших нагрузках повышение напряжения в начале линии позволит добиваться необходимого уровня напряжения в ее конце.

Эффект регулирования напряжения на конце линии, путем его изменения в начале, усиливается изменением генерирующей и потребляемой на линии реактивных мощностей. При уменьшении напряжения снижается емкостная мощность, одновременно повышается индуктивная мощность на линии за счет увеличения тока, в итоге уменьшается суммарная реактивная мощность. При перегрузках линии стоит задача поддержание достаточного уровня напряжения. При перегрузках линии предлагается с помощью генераторов станции повысить напряжение в начале линии. За счет повышения емкостной и снижения индуктивной мощности уменьшается суммарная реактивная мощность, соответственно уменьшается падение напряжения на линии. За счет этого повышается эффект повышения напряжения на конце линии.

Расчеты дают следующие результаты: при понижении напряжения суммарная реактивная мощность уменьшается примерно на 20%, а при увеличении – она увеличивается на примерно на 20% . Предложенный способ регулирования уровня напряжения в узле энергосистемы требует минимальные затраты и будет иметь достаточно хороший эффект.

Содержание главы:

Содержание книги:

Статьи и книги по теме:

Посмотреть все записи с меткой: