Мероприятия по повешению качества электроэнергии делятся на организационно-технические и технические.
Технические мероприятия по повышению качества электроэнергии
Технические мероприятия по повышению качества электроэнергии:
а) уменьшение сопротивления элементов СЭС с помощью параллельной работы трансформаторов, установки сдвоенных реакторов продольной компенсации реактивной мощности;
б) изменение напряжений симметричных составляющих путем создания симметричной системы напряжений;
в) ограничение токов симметричных составляющих в местах их возникновения (реактивные фильтры).
Для повышения качества частоты на электростанциях применяются авторегуляторы расхода пара турбины, автоматическая форсировка тока возбуждения ротора генератора, устройство автоматической разгрузки по частоте, отключающее часть менее ответственных потребителей.
Регулирование отклонения напряжения может быть централизованным и местным. Централизованное – это переключение отпаек с высокой стороны, которое позволяет получить добавки 2,5; 5,0 и 7,5 %. Двух- и трехобмоточные трансформаторы с первичным напряжением 110 кВ имеют диапазон регулирования ±16% с числом ступеней 9.
Переключение может быть ручное (со снятием напряжения) и автоматическое (без снятия напряжения), то есть регулировка под нагрузкой (РПН). Местное регулирование осуществляется за счет установки компенсаторов реактивной мощности (БК) с устройством автоматического регулирования мощности в функции напряжения.
Имеют широкое применение линейные регуляторы напряжения (ЛР), включенные в сеть последовательно. Эти регуляторы имеют проходную мощность от 16 до 110 МВА. Схемы включения РПН и ЛР представлены на рис. 1. Эти схемы отличаются степенью и точностью регулирования. Регулирование напряжения необходимо вести с учетом его изменения во всех точках сети и изменения нагрузки.
Рис. 1. Схема регулирования уровня напряжения
Организационно-технические мероприятия повышения качества электроэнергии
1. Рациональное построение системы электроснабжения путем применения глубоких вводов, применение трансформаторов с оптимальным коэффициентом загрузки, применение токопроводов.
2. Правильный выбор ответвлений обмоток у трансформаторов.
3. Использование перемычек на низкой стороне напряжения, обеспечивающих отключение части трансформаторов в часы минимума нагрузки.
4. Снижение сопротивления внутризаводского электроснабжения путем параллельной работы трансформаторов.
5. Использование регулировочной способности синхронных двигателей.
Снижение колебаний напряжения достигается, в основном, за счет рационального построения схем электроснабжения:
а) выделение мощных (ударных) нагрузок на отдельный питающий трансформатор;
б) подключение ударной и прочей нагрузки на разные плечи сдвоенного реактора;
в) применение трансформаторов с расщепленной обмоткой и разделение нагрузок;
г) увеличение мощности КЗ за счет параллельной работы трансформаторов;
д) выделение наиболее чувствительной к колебаниям напряжения части нагрузки на отдельный фидер;
е) установка разделительных трансформаторов.
Уменьшение несинусоидальности напряжения возможно при увеличении числа фаз выпрямителя.
В данном случае резко уменьшается число гармоник и их проявление. Это достигается, например, применением в выпрямителе двух одинаковых силовых трансформаторов, но имеющих первичные обмотки с разными схемами (в треугольник и звезду). В результате имеем два выпрямительных моста со сдвигом фаз между напряжениями 30˚, что равнозначно увеличению числа фаз выпрямителя вдвое (рис. 2); установка фильтров высших гармоник (рис. 3), которые представляют собой последовательное соединение реактора и батареи конденсаторов, настроенных на определенную частоту. Сопротивление звена фильтра высшим гармоникам будет:
|
|
(1) |
При резонансе на частоте 
сопротивление
для
этой частоты равно нулю и оно шунтирует СЭС по этой частоте.
Рис. 2. Распределение пятой гармоники тока в трансформаторах двухмостового выпрямителя
Рис. 3. Схема включения фильтров 5, 7, 11 и 13-й гармоник
К организационным мероприятиям относятся выделение несинусоидальной нагрузки на отдельную секцию шин со своей обмоткой трансформатора и с последующей установкой фильтров на шинах; рассредоточение несинусоидальной нагрузки, исходя из допустимого уровня Kнс. Можно идти путем увеличения мощности КЗ за счет параллельной работы трансформаторов.
Для симметрирования несимметричных нагрузок применяются статические симметрирующие устройства (рис 4, рис. 5). В случае активной нагрузки полное симметрирование будет при:
|
|
(10) |
где P0 – активная мощность однофазной нагрузки.
Если нагрузка имеет реактивную индуктивную нагрузку, то присоединяется параллельно нагрузке конденсатор.
Рис. 4. Схема симметрирования однофазной нагрузки Штейнметца
Рис. 5. Схема симметрирования несимметричной трехфазной нагрузки с помощью конденсаторной батареи
Симметрирование можно осуществить подключением конденсаторов в две, а не три фазы (неполнофазная компенсация) и за счет этого выровнять напряжение пофазно.
В 4-проводной системе электроснабжения необходимо компенсировать токи обратной последовательности. Для этого надо стремиться к равномерной загрузке фаз, а если это не удастся, то заменяют трансформатор с соединением обмоток звездой на трансформатор с соединением обмоток треугольником, в котором токи обратной последовательности, кратные трем, замыкаются в первичной обмотке (в треугольнике), снижая тем самым степень несимметрии во вторичной обмотке.
