Файл: Кгэу министерство науки и высшего образования российской федерации федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования.docx

(2)

где QKу—реактивная мощность, генерируемая или потребляемая компенсирующим устройством, квар, Мвар. Из формулы видно, что потери напряжения можно свести до величины, определяемой лишь потерями напряжения на активном сопротивлении сети, вырабатывая всю реактивную мощность на месте потребления (QKy = Q), либо, наоборот, увеличить их, переведя компенсирующее устройство в режим потребления реактивной мощности.

Синхронный компенсатор – это синхронный двигатель, работающий без нагрузки на валу. В отличие от генератора он не имеет первичного двигателя. СК не может вырабатывать активную мощность, а для покрытия своих механических и электрических потерь он потребляет энергию из сети. При перевозбуждении СК генерирует реактивную мощность в сеть, а при недовозбуждеиии становится потребителем реактивной мощности. Регулирование напряжения с помощью СК осуществляется плавно. Синхронные компенсаторы обычно устанавливают на мощных понижающих подстанциях и включают на шины 6 . . . 10 кВ (рис. 10, а) или подключают к обмотке НН автотрансформатора либо к компенсационной обмотке трансформатора с РПН.



Рисунок 7 – Схема регулирование напряжения с помощью компенсирующих устройств
Синхронный двигатель широко используется в качестве электропривода для рабочих механизмов. Потребляя активную мощность, он одновременно может генерировать реактивную мощность (при перевозбуждении) либо потреблять ее (при недовозбуждении). СД позволяет реализовать плавное, автоматическое регулирование напряжения в местной сети. Стоимость СД высокая, но ниже, чем стоимость асинхронного двигателя такой же мощности совместно с компенсирующим устройством, позволяющим получить эквивалентный эффект регулирования напряжения. Схема подключения СД такая же, как и СК.

Батареи конденсаторов применяют в тех случаях, когда не требуется ее работа в режиме потребления реактивной мощности. Управляемые батареи конденсаторов (УБК) представляют собой группу последовательно и параллельно соединенных конденсаторов для получения требуемой мощности и для подключения на заданное напряжение (рис. 7, б). При параллельном подключении УБК к сети реактивная мощность, генерируемая батареей,

---

(3)

где С — емкость конденсаторной батареи. мФ; Uc — напряжение сети, к которой подключена УБК, кВ.

УБК более экономичны, чем СК. Их выполняют на большие мощности (до 100 и более Мвар). Батареи конденсаторов устанавливаются на крупных подстанциях и подключаются как на шины 6.. .35 кВ, так и на шины высокого напряжения 110 кВ. Наличие переключающего устройства батарей конденсаторов дает возможность ступенчатого регулирования напряжения на шинах потребителей, так как позволяет отключать часть параллельно включенных конденсаторов или всю батарею при снижении нагрузки и включать полностью все конденсаторы при ее максимуме.

Статические источники реактивной мощности (ИРМ, СКУ, СТК и др.) в последние годы получают все большее применение в силу таких их качеств, как отсутствие вращающихся частей, высокое быстродействие, плавность регулирования напряжения и генерируемой реактивной мощности, незначительное влияние на токи к. з. и т. п. Однако их стоимость пока значительно выше, чем стоимость других компенсирующих устройств такой же мощности. Статические компенсирующие установки по принципу работы делят на две группы. К первой группе относят установки, в которых реактивная мощность генерируется статическими конденсаторами и регулируется с помощью быстродействующих тиристорных средств, а ко второй – установки, в которых для генерирования реактивной мощности используется свойство индуктивности аккумулировать энергию в магнитном поле. На рис. 7, в приведена упрощенная схема тиристорного компенсатора типа ТК, предназначенного для компенсации реактивной мощности с автоматическим поддержанием напряжения или коэффициента мощности. Силовая часть компенсатора содержит два трехфазных управляемых моста, включенных параллельно и замкнутых на обмотки дросселя L. Мосты собраны по схеме независимого инвертора с отсекающими диодами и искусственной емкостной коммутацией. Управление тиристорными мостами осуществляется системой управления СУ. Современные статические тиристорные компенсаторы, например, серии СТК. выпускаются на мощность до 450 Мвар с номинальным напряжением до 110 кВ. Эти компенсаторы нашли применение в мощных протяженных линиях электропередач, в сетях электроснабжения крупных сталеплавильных печей и для других целей.

---

Линии электропередачи рассматривают как распределенную емкость, зависящую от ее протяженности, диаметра фазных проводов, их взаимного расположения, расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды Генерируемая ЛЭП реактивная (зарядная) мощность.

(4)

где b0 = wС0 – погонная реактивная проводимость ЛЭП, См/км; Со – погонная емкость ЛЭП, Ф/км; /—протяженность ЛЭП, км.

Протяженные ЛЭП являются мощными нерегулируемыми источниками реактивной мощности в системе. Эта мощность в основном изменяется за счет ее компенсации с помощью шунтирующих реакторов (поперечная индуктивная компенсация).

В незначительных пределах напряжение можно регулировать изменением активного и реактивного сопротивлений питающей сети. При нескольких параллельно работающих линиях или трансформаторах (рис. 11, а, б) в часы минимальной нагрузки, когда снижаются потери напряжения, можно отключить одну из линий или трансформатор, что приведет к увеличению потерь напряжения в питающей сети и, следовательно, к понижению напряжения у потребителя.



Рисунок 8 – Схема регулирование напряжения изменением параметров сети
Такое регулирование, несмотря на ступенчатость, повышает экономичность передачи, однако его можно использовать только в том случае, если не снижается надежность электроснабжения.



Рисунок 9 – Продольная емкостная компенсация индуктивного сопротивления передачи
Продольная емкостная компенсация индуктивного сопротивления передачи возможна при последовательном включении в линию обратного по знаку емкостного сопротивления (рис. 9, а), при этом результирующее реактивное сопротивление передачи определится как

Xi = XL - Хс (5)

При известных параметрах нагрузки напряжение на шинах потребителя до и после компенсации определится зависимостями (для фазных токов и напряжений):

---

(6)

Как видно из векторной диаграммы (рис. 6, б), при неизменном напряжении на питающем конце линии в случае включения продольной емкостной компенсации напряжение у потребителя будет выше, чем без нее. Это определяется тем, что потери напряжения на реактивном сопротивлении линии в случае компенсации снижаются, т. е.



Включение компенсации (см. рис. 12, а) осуществляется расшунтированием батареи конденсаторов коммутирующим аппаратом. Степень компенсации на отечественных ЛЭП не превышает 50.

К недостаткам этого способа регулирования напряжения относятся следующие: увеличение токов к. з. в сети, возможность появления перенапряжений на конденсаторных батареях, появление при толчках нагрузки субгармонических колебаний вплоть до субгармонического резонанса.
Заключение
Регулирование напряжения позволяет не только повысить качество электроэнергии, но и улучшить ход производственных процессов на промышленных предприятиях: снизить брак продукции, повысить ее качество, увеличить производительность труда людей и производительность механизмов, а также в отдельных случаях сократить потери энергии. В настоящее время задачи регулирования напряжения получили материальную основу в виде регулирующих и компенсирующих устройств. Расчеты показывают, что как правило, дополнительные затраты, связанные с применением регулирующих устройств и их автоматизацией, окупаются той экономией, которая достигается при улучшении режимов напряжений в электрических сетях и системах. Постоянство напряжения в каждой точке сети можно обеспечить применением локальных регуляторов в электрических цепях. Таким образом, возникает вопрос о создании локальных систем автоматического регулирования напряжения в электрической сети. Представляется целесообразным построение локальной системы автоматического регулирования с применением транзисторов.

---

Список использованных источников

1. 
   Правила устройства электроустановок: 7-е издание (ПУЭ). – Москва : Главгосэнергонадзор России, 2007. – 610 с.
   
2. 
   Атабеков, В. Б. Ремонт электрооборудования промышленных предприятий: учебное посо-бие / В. Б. Атабеков . – Москва: «Высшая школа», 2004. – 175 с.
   
3. 
   Нестеренко, В.М. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий / В.М. Нестеренко, А.М. Мысьянов // Издательский центр «Академия». – 2003. – 293 с.
   
4. 
   Соколов, Б.А. Технология электромонтажных работ.2-е изд., стер: учебное посо-бие / В.М. Нестеренко, А.М. Мысьянов. – Москва: «Академия», 2005. – 592 с.
   
5. 
   Неклепаев, Б.Н. Технология электромонтажных работ: учебное посо-бие / Б.Н.Некленаев, И.П.Крючков . – Москва : Энергоатомиздат, 1987. – 602 с.
   
6. 
   Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. – 2003. – URL: https https://docs.cntd.ru/ (дата обращения: 29.07.2021).
   
7. 
   Полуянович, Н.К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения: учебное посо-бие / Полуянович Н.К. – СПб.: Лань, 2012. – 400 с.
   

КГЭУ	МИНИСТЕРСТВОНАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

У Т В Е Р Ж Д А Ю

Зав. кафедрой ЭСиС

_______________________ В.В. Максимов

“__24__”_______05_________2023 г.

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

на производственную практику (проектную)
Направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Направленность (профиль) программы Электроэнергетические системы и сети

Выпускающая кафедра Электроэнергетические системы и сети

Место прохождения практики ФГБОУ ВО «КГЭУ» кафедра ЭСиС, лаборатория «Основы проектирования электроэнергетических систем и сетей»

(наименование кафедры, профильной организации)

Обучающаяся

---