电网中允许的电压偏差
电网中的电压偏差是其在稳定运行条件下的当前实际值与给定网络的标称值之间的差异。电网任一点电压偏差的原因在于电网负荷的变化,取决于不同负荷的曲线图。
电压偏差影响设备的运行。因此,在技术过程中,降低电源电压会导致这些过程的持续时间增加,从而增加生产成本。而电压的升高会缩短设备的寿命,因为设备开始超负荷工作,增加了发生事故的可能性。如果电压明显偏离标准,则工艺过程可能会完全中断。
以照明系统为例,我们可以指出,电压仅增加 10%,白炽灯的工作时间会减少四倍,也就是说,灯会更早烧坏!电源电压降低 10%,白炽灯的光通量将降低 40%,而荧光灯的光通量将降低 15%。如果在打开荧光灯时,电压为标称值的 90%,它会闪烁,而在 80% 时根本不会启动。
异步电机对设备的电源电压非常敏感。因此,如果定子绕组上的电压下降 15%,则轴扭矩将下降四分之一,电机很可能会停止,或者如果我们谈论启动,感应电机根本不会启动。随着电源电压的降低,电流消耗会增加,定子绕组会发热更多,电机的正常寿命会大大缩短。
如果电机在标称值的90%的供电电压下长期运行,那么其使用寿命将减少一半。如果电源电压超过标称值 1%,则电机消耗的功率的无功分量将增加约 5%,并且此类电机的整体效率将降低。
平均而言,电网定期输送以下负载:60% 的能量落在异步电动机上,30% 落在照明等上,10% 落在特定负载上,例如,莫斯科地铁占 11%。因此,GOST R 54149-2010 将电接收器端子中已确定偏差的最大允许值规定为标称网络的 ± 10%。在这种情况下,正常偏差为 ± 5%。
有两种方法可以满足这些要求。一是减少损耗,二是调节电压。
减少损失的方法
优化 R — 在可能损失最小的条件下,根据规则选择电源线导体的横截面。
X 的优化 — 使用线路电抗的纵向补偿,这与 X → 0 时短路电流增加的危险有关。
Q补偿法是利用KRM装置减少通过电网传输过程中的无功分量,直接使用电容器组或使用在过励磁下运行的同步电动机。通过补偿无功功率,除了减少损耗外,还可以实现节能,因为网络中的总电损耗将减少。
调整电压的方法
借助电力中心的变压器,可以调节电压 Utsp。特种变压器装有根据负载电流值自动调整变比的装置。可直接在负载下进行调整。 10%的电力变压器装有此类装置。控制范围为±16%,控制步长为1.78%。
中间变电站的变压器Utp,不同变比的绕组,其上装有分接抽头,也可进行电压调节。控制范围为±5%,控制步长为2.5%。此处的切换是在没有激励的情况下完成的——与网络断开连接。
供电机构负责将电压持续保持在 GOST (GOST R 54149-2010) 规定的范围内。
事实上,甚至在电网的设计阶段就可以选择 R 和 X,进一步操作改变这些参数是不可能的。 Q和Utp可以在电网负荷季节性变化时进行调整,但需要根据当前整个电网的运行模式,即电源对无功补偿单元的运行模式进行集中控制组织应该这样做。
至于 Utsp 电压调节——直接从供电中心,这是供电机构最方便的方式,可以让您准确地根据网络负载计划快速调节电压。
供电合同规定了用户接入点的电压变化范围;在计算这些限制时,必须依赖该点与电接收器之间的电压降。如上所述,GOST R 54149-2010 规定了电接收器端子稳态偏差的允许值。