Местное регулирование напряжения
Встречное регулирование напряжения в ЦП не может обеспечить удовлетворительное качество напряжения для группы приемников, график изменений нагрузок которых во времени значительно отличается от графика суммарной нагрузки трансформатора в ЦП.
В данном случае для получения удовлетворительного режима напряжения необходимо использование средств местного регулирования напряжения.
В электрических сетях, где имеет место значительное потребление реактивной мощности, для регулирования напряжения в первую очередь должны применяться конденсаторные батареи поперечной компенсации (КБ), так как при этом одновременно достигается значительное снижение потерь электрической энергии в сети. Использование для местного регулирования напряжения в таких сетях распределительных трансформаторов с РПН или линейных регулировочных автотрансформаторов оказывается неэкономичным.
На рис. 11-4 представлена упрощенная схема распределительной сети до 1000 в, в которой для местного регулирования напряжения используется источник реактивной мощности (КБ), присоединенный в точке С. На этом рисунке: А — ближайший к трансформатору приемник электрической энергии; В — наиболее удаленный приемник.
Рис. 11-4.
Диаграмма для выбора диапазона местного регулирования напряжения
На диаграмме напряжений (внизу на рис. 11-4) точка A1 соответcвует наименьшему напряжению на зажимах ближайшего приемника, а точка А2 — наибольшему напряжению. Соответствующие отклонения напряжения на зажимах приемника А без учета добавки напряжения трансформатора обозначены через 
Реактивная мощность источника, достаточная для регулирования напряжения, определяется по формуле
где 
номинальное напряжение сети, кв;
— относительная величина напряжения сети в точке присоединения источника реактивной мощности;
— реактивное сопротивление внешней сети по отношению к точке присоединения ближайшего приемника, ом
— диапазон регулирования напряжения:
Общая реактивная мощность источника зависит от выбранного ответвления трансформатора. Наибольшая и наименьшая величины ее определяются соответственно по формулам:
Из диаграммы на рис. 11-4 следует:
где 
— добавка напряжения трансформатора при ответвлении + 5%, %;
— добавка напряжения трансформатора, определяемая по табл. 11-2 в зависимости от условия
При осуществлении местного регулирования напряжения величина допустимой потери напряжения в сети определяется из условия
где 
вычисляется в зависимости от принятого ответвления трансформатора по одной из формул:
В этих формулах Хс — реактивное сопротивление внешней сети в омах по отношению к точке присоединения источника реактивной мощности, используемого для регулирования напряжения.
Если для регулирования напряжения используется КБ, то номинальная ее мощность определяется по формуле
где Q — расчетная реактивная мощность КБ, полученная по одной из формул (11-15) или (11-16), кВАР;
— относительная величина напряжения сети в точке присоединения КБ.
КБ рекомендуется делить на секции равной мощности, число которых в зависимости от конкретных условий может приниматься различным.
При использовании КБ для регулирования напряжения в осветительных сетях необходимо проверять, удовлетворяют ли величина ступени регулирования и частота включений секций КБ требованиям на качество напряжения (табл. 5-11).
При выборе реактивной мощности источника, используемого в качестве средства регулирования напряжения, следует иметь в виду, что генерируемая этим источником реактивная мощность не должна значительно превышать потребляемую в сети реактивную мощность. Использование для регулирования напряжения КБ в электрических сетях, в которых коэффициент мощности близок к единице, может оказаться экономически нецелесообразным.
Для ориентировочных расчетов при выборе мощности КБ в табл. 11-3 даны ступени регулирования при включении секции КБ мощностью 100 кВАР при условии, что реактивное сопротивление внешней сети равно сопротивлению указанного в таблице элемента.
| Таблица 11-3 Ступени регулирования напряжения при включении КБ | ||
|---|---|---|
| Наименование элемента внешней сети | Ступень регулирования напряжения для КБ мощностью 100 квар, % | Мощность секции КБ, при которой ступень регулирования равна 1%, квар |
| Трансформатор 6-10/0,4 кв мощностью, ква | ||
| 100 160 250 400 630 1000 | 5,5 3,5 2,3 1,45 0,9 0,59 | 18 29 43 70 110 170 |
| Воздушная линия длиной 1 км на номинальное напряжение, кв | ||
| 0,38 6 10 20 | 21 1,05 0,038 0,01 | 4,8 95 2600 10000 |
| То же кабельная линия, кв | ||
| 0,38 6 10 20 | 4,15 0,022 0,008 0,00275 | 24 4500 12500 36300 |
Пример 11-3.
Электродвигатели и осветительные приборы цеха промышленного предприятия присоединены к общей распределительной сети 380/220 в и получают питание от трансформатора мощностью 1000 ква, 10/0,4/0,23 кв. Наибольшая потребляемая реактивная мощность цеха равна 920 кВАР. Допустимые отклонения напряжения на зажимах осветительных приборов равны 
На зажимах ближайшего к трансформатору осветительного прибора отклонения напряжения (без учета добавки напряжения трансформатора) могут изменяться в диапазоне от 
до 
Определить мощность КБ, используемой для регулирования напряжения в сети цеха, и величину допустимой потери напряжения в этой сети при следующих условиях:
Реактивные сопротивления внешней сети равны соответственно:
до ближайшего осветительного прибора ХA=0,01 ом;
до точки присоединения КБ Хс = 0,014 ом.
Относительная величина напряжения сети в точке присоединения КБ 
Величина мощности КБ должна быть примерно равна наибольшей величине потребляемой реактивной мощности.
Решение.
Определяем необходимый диапазон регулирования напряжения по формуле (11-14):
Соответствующую этому диапазону мощность КБ находим по формуле (11-13):
Для определения наименьшей общей мощности КБ по табл. 11-2 выбираем ответвление обмоток цехового трансформатора в зависимости от величины добавки напряжения, определяемой из условия (11-19):
Принимаем основное ответвление трансформатора, для которого 
Мощность КБ определяем по формулам (11-18) и (11-16):
Принимаем мощность одной секции КБ равной 160 кВАР и общее число секций равным 6. При этом мощность КБ будет равна:
Из шести секций КБ одна должна оставаться включенной круглосуточно, а остальные должны быть использованы для регулирования напряжения.
Принятая мощность КБ удовлетворяет поставленному в примере условию полной компенсации потребляемой в цехе реактивной мощности.
При включении одной секции КБ в точке С и во всех более удаленных точках сети величина колебаний напряжения будет равна:
Зона нечувствительности регулирующего устройства может быть принята равной:
Величину допустимой потери напряжения в сети цеха определяем по формулам (11-22) и (11-20):
