Вимоги до рівнів напруги в EEC.

Протікання струму елемента електричної мережі супроводжується втратами напруги. В результаті міру віддалення від джерела живлення напруга зменшується. В той же для нормальної роботи електроприймачів напруга може лише трохи, відрізнятися від номінальної напруги і повинна знаходитися в допустима межах. Згідно з ГОСТ 13109-97 на якість електроенергії для більшості електроприймачів відхилення напруги від номінального значення не повинне перевищувати ±5%. У післяаварійних режимах роботи, тривалість яких порівняно невелика, допустиме відхилення напруги збільшується ще на 5 %. В електричних мережах високої напруги, до яких електроприймачі безпосередньо не приєднуються, також існують допустимі межі зміни напруги. Зокрема, в установках високої напруги максимальна робоча напруга визначається умовами надійної роботи ізоляції і складає від 105 до 120 % номінального значення, збільшуючись при зменшенні номінальної напруги. Допустимі зниження напруг в EEC визначаються умовами стійкості паралельної роботи генераторів електростанцій і вузлів навантаження. У живильних мережах нижні допустимі відхилення напруг досягають 10-15 %. Під час оцінювання рівнів напруги слід мати на увазі, що навантаження протягом доби безперервно змінюються і, отже, змінюються втрати напруги і рівні напруг у електроприймачів.

Забезпечити виконання вимог щодо відхиленнях напруг в сучасних EEC без застосування спеціальних заходів і пристроїв неможливе, що наочно демонструється схемою передавання електроенергії (рисунок 2.5). Якщо прийняти, що на шляху від генераторів електростанцій до приймачів електрична енергія зазнає чотири трансформації, і при кожній трансформації втрати напруги складають 5 %, а в кожній з мереж - 10 % то сумарні втрати напруги можуть скласти 60 %.

Можливі способи виконання вимог щодо рівнів напруги в EEC. Для забезпечення допустимих рівнів напруги в EEC використовуються спеціальні технічні засоби - регулюючі пристрої. їх призначення зменшення або компенсація втрат напруги в мережах та регулювання )рівнів напруги у вузлах EEC.

Для аналізу можливостей зменшення втрат напруги в елементах ЕЕС
(лініях, трансформаторах) скористаємося виразом для їх визначення

де P, Q активнаі реактивна потужності в елементі мережіr, х - активний
реактивний опори елементу; U - напруга на тому кінціелементу, де
задані потужності.

З останнього виразу виходить, що втрати напруги зменшуються призбільшенні напруги мережі. Цим, зокрема,пояснюється, що зі зростанням потужності яка передається лінією електропередачі, збільшується номінальна напруга останньої. В умовах експлуатації зміна номінальної напруги електричної мережі вимагає її реконструкції. Крім того, збільшення номінальної напруги дозволяє зменшити втрати напруги, але його не можна розглядати як засіб регулювання напруги. Рішення щодо рівня номінальної напруги ЛЕП приймається на підставі даних про потужність, яка передається по ній, і відстань, на яку передається ця потужність.

Інша можливість - зміна потужності. Зменшення активної потужності пов'язане з її недовідпуском споживачам і тому не може бути використано. Зменшити потоки реактивної потужності можна, як було показано вище, установленням біля споживачів джерел реактивної потужності. При повній КРП можна досягти нульового потоку реактивної потужності елементами мережі, хоча економічно це робити недоцільно.

Ще одна можливість впливу на втрати напруги пов'язана зі зміною опору лінії. Зменшення активного опору пов'язане зі збільшенням перерізу проводів лінії або з вмиканням паралельно працюючих елементів, що вимагає завжди техніко-економічного обґрунтування. Крім того, ефективність такої міри для живильних мереж не така висока, оскільки в них активні опори елементів істотно менші за реактивні. Зменшити реактивний опір лінії електропередачі можна, включивши в неї установку поздовжньої компенсації (УПК), яка має ємнісний опір Х_с (рис. 2.6). В результаті сумарний опір лінії зменшується і стає рівним

Рисунок 2.6 - Використання установок подовжньої компенсації

Використання УПК тільки з метою зменшення втрат напруги також економічно не виправдано. УПК використовуються з метою підвищення пропускноїздатності електропередач, підвищення статичної стійкості ЕЕС, а такожзменшення неоднорідності електричних мереж і відповідно,зменшення втрат електроенергії за рахунок оптимізації потокорозподілу.

Таким чином, найбільш ефективним і використовуваним засобом зменшення втрат напруги є КРП. Проте при цьому слід зазначити, що основним її призначенням залишається все-таки зниження втрат активної потужності і електроенергії в мережах. Основним же засобом регулювання напруги є використання спеціальних технічних засобів, які розглядаються далі.