Автоматическое регулирование напряжения на подстанциях

Работа потребителей в большей или меньшей степени зависит от значения напряжения. Наиболее экономично и надежно потребитель работает при определенном оптимальном значении напряжения. Отклонение напряжения от нормального (оптимального значения) приводит к ухудшению условий работы, снижению производительности механизмов, сокращению срока службы и т.д.

Регулированием напряжения достигается изменение уровней напряжения по заданному закону. Чаще всего на тяговых подстанциях применяется закон стабилизации напряжения на шинах потребителей. Поддержание принятого уровня напряжения достигается изменением коэффициента трансформации силовых, тяговых и вольтодобавочных трансформаторов. На тяговых подстанциях переменного тока для стабилизации напряжения устанавливают конденсаторные батареи или трансформаторы, снабженные устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Напряжение на подстанциях зависит от напряжения в питающей линии и нагрузочных режимов потребителей э/э. Эти влияния называются внешними воздействиями. В качестве регулируемой величины РВ принимается напряжение на шинах подстанции, за которым следит блок автоматического управления регулированием напряжения под нагрузкой (БАУРПН) (см. рис. а). Сигналы с БАУРПН поступают в устройство управления приводом УП, которое воздействует на исполнительный механизм ИМ, который изменяет число витков первичной обмотки трансформатора органом регулирования ОР. Число витков изменяется без разрыва цепи тока. В исходном положении переключатели 1SAC и 2SAC (рис. б) назодятся на одном и томже неподвижном контакте ответвления трансформатора. Контакторы 1К и 2К замкнуты. При наличии команды оперативного персонала (ОП) или БАУРПН привод воздействует на исполнительный механизм и последний переключает контакторы и переключатели. Чтобы изменить напряжение на одну ступень, включают приводной механизм, который сначала отключает один из основных контакторов, например, 2К, а затем передвигает переключатель 2SAC, соответствующий этой цепи, на следующий неподвижный контакт. Контактор 2К замыкается, кратковременно шунтируя реакторами 1 LR и 2LR витки одной ступени регулировочной обмотки. Размыкается контактор 1К, передвигается переключатель 1SAC и вновь замыкается 1К. На этом переход с одной ступени регулирования на другую без разрыва цепи питания заканчивается. При переходе на ступень в обратном направлении последовательность переключений изменяется. Сначала размыкается 1К, передвигается 1SAC, замыкается 1К, размыкается 2К, передвигается 2SAC и замыкается 2К. ЛДя трехфазных трансформаторов исполнительный механизм состоит из шести переключателей и трех контакторов.

Блок БАУРПН имеет следующие основные характеристики: напряжение ступени регулирования, зону нечувствительности, точность регулирования и выдержку времени. Напряжением ступени регулирования U_ст или ступенью регулирования называется напряжение между двумя соседними ответвлениями. Выражается в % к номинальному напряжению обмотки, имеющей регулировочное ответвление (на 35–110 кВ и выше ступень регулирования 2,5 %). Зоной нечувствительности (мертвой зоной называют некоторую полосу изменения напряжения, при которой не срабатывает регулирующая аппаратура. Зона нечувствительности определяет точность регулирования. Зона нечувствительности регулирования должна быть больше ступени регулирования на 0,2 – 0,5 %, иначе регулятор будет работать неустойчиво, т.е. будет происходить многочисленное бесцельное срабатывание переключающего устройства.

Выдержка времени снижает число срабатываний регулятора до допустимого для рассматриваемого механизма, а также предотвращает переключения при кратковременных отклонениях напряжения. С ростом выдержки времени, как правило, точность регулирования падает. В среднем выдержка времени принимается 40…60 с. При параллельной работе нескольких подстанций выдержка времени на каждой выбирается таким образом, чтобы обеспечить избирательность действия регуляторов.