Regulácia napätia a jalového výkonu v elektroenergetike
Regulácia napätia
napätie- lokálny charakter, ovplyvňované v celom prenosovom reťazci až po
spotrebič
denné maximum- indukčné spotrebiče, U klesá
denné maximum- odporové spotrebiče, U stúpa
Regulácia napätia a jalového výkonu
-riadenie napätia si vyžaduje rezervu jalového výkonu
-technické prostriedky:
-
regulácia budenia generátorov
-
kompenzačné prostriedky
-
zmena konfigurácie siete
-
zmena prevodu transformátorov
-
prídavné regulačné TR
-
automatika regulácie na úrovni sústavy
-
kompenzačná prevádzka VE
PRIMÁRNA REGULÁCIA
Regulátor v obvode budenia generátora
obr1. Statika primárneho regulátora
-sú nou vybavené všetky generátory
- zabezpečuje:
-
udržiavanie prevádzkového napätia v normálnom aj prechodnom stave
-
ochranu pred preťažením
-
stráženie podbudenia
-
rezervu statickej stability generátora
-
obmedzenie statorových a rotorových prúdov
SEKUNDÁRNA REGULÁCIA
-vykonávaná zmenou charakteru a veľkosti jalového výkonu v pilotnom uzle
-potrebný výkon je zabezpečovaný turboagregátmi alebo kompenzačnými prostriedkami
-pilotný uzol- definované miesto v prenosovej sústave, v ktorom je regulované U sekundárnou reguláciou
- sekundárny Regulátor napätia reaguje na rozdiel napätia v pilotnom uzle a skutočného napätia a určuje výkon potrebný na ich dorovnanie
- výkon je posielaný na zdroje jalového výkonu zapojené do regulácie pomocou:
-
regulátorov napätia a generátoroch
-
skupinových regulátorov jalového výkonu
-
nadradených regulátorov napätia
-presnosť ustálenia napätia Unp je pre:
U [kV] |
Uz [kV] |
400 |
1.5 |
220 |
0.7 |
110 |
0.35 |
Pri skokovej zmene napätia ∆Uz je čas ustálenia napätia tu-t0 ≤ 5 min
- v SR máme v systéme automatickej regulácie v prenosovej sústave sú zaradené elektrárne v pilotných bodoch:
-
pre úroveň napätia 400 kV (+/- 5%):
-
-
Križovany (EBO 2)
-
Bošáca ( EBO 2)
-
Veľký Ďur (EMO)
-
Lemešany
-
Stupava
-
Sučany
-
Liptovská Mara
-
Gabčíkovo
-
Veľké Kapušany (tlmivka priamo do 400 kV
-
-
-
pre úroveň napätia 220 kV (+/- 10%):- všade tlmivka v terciály TR 35kV
-
Križovany
-
Sučany
-
Lemešany
TERCIÁLNA REGULÁCIA
-optimalizačný program pracujúci s estimáciou (hodnoteným) nameraných hodnôt umožňujúci:
-
udržiavanie prípojnicového napätia
-
obmedzenie kruhových prietokov jalového výkonu
-
zníženie počtu regulácií na odbočkách TR
-
zníženie činných strát optimálnym nastavením
-
zvýšenie spoľahlivosti
-
zníženie zaťaženosti obsluhy
-
relatívne rýchle a koordinované reakcie napäťovej regulácie pri poruche
Regulácia U a Q 400 a 220 kV
-dispečer môže použiť:
-
zmena budenia generátorov (P-Q diagram)
-
zmena prevodu regulačných TR 400/220 kV, 400/110 kV, 220/ 110 kV s prioritou dodržania napätia na 110 kV strane aj pri nedodržaní napätia v pilotných uzloch
-
použitie kompenzačných prostriedkov (tlmivky, KB,)
-
kompenzačná prevádzka PVE Čierný Váh
-
nasadenie 110 MW turbogenerátorov
-
-
pri zvýšenom U sa tlmivky zapínajú,pri zníženom U sa tlmivky vypínajú až po vyčerpaní možností generátorov
Regulácia U a Q 110 kV
-dispečer pre udržanie hodnôt U 119 kV+/- 2 kV sa použijú zariadenie v poradí:
-
regulácia budenia generátorov vyvedených do 110 kV (ENO, EVO 1, TEKO, VE Vážskej kaskády, VE Ružín, VE Gabčíkovo)
-
regulácia odbočiek TR 400/110 kV a 220/110 kV
-
regulácia výroby a spotreby Q kompenzačnými prostriedkami
-
nasadenie VE sa neuvažuje
Regulácia U a Q 22 kV
-zabezpečuje DVN a pracovníci rozvodní
-prostriedky:
-
regulácia odbočiek 110 kV/ vn (príp. zdroj q pracujúci do vn)
-
napätie v rozmedzí -5% až +10% Un vffôlhg
-
veľkosť U sa pre každý uzol stanovuje individuálne
-
na príkaz dispečéra musí obsluha zabezpečiť zmenu prevodov TR 110 kV/vn kde nie je diaľkové ovládanie
-
pri automatickej regulácii TR 110 kV/vn treba zabrániť hromadným reguláciám pri U<95% Un a >100% Un
Požiadavka na II. a III. reguláciu
-
dodávka jalového výkonu generátorov musí ležať v ich P-Q diagrame
-
napätie generátora pre vlastnú spotrebu musí ležať v povolených medziach
-
programové sledovanie a vyhodnotenie dôležitých veličín
-
dodávka jalových výkonov generátorov v jednej zóne by malo byt proporcionalne k ich maximálnemu jalovému výkonu
RERGULÁCIA TR
-pri stálej frekvencii sa napätie dá riadiť zmenou prevodu Tr
-zmenu prevdu dosiahneme prepnutím odbočky na primárnej alebo sekundárnej strane
-nastavovať by sa mala na strane kolísania napätia- efektívne využitite magnetického toku
-úbytky napätia vznikajú hlavne v nadradenej sústave ( dlhé vedenia), t.j. na strane vyššieho napätia a preto:
-
napätie sa riadi prepínaním odbočiek na strane vyššieho napätia
-
pre túto možnosť hovoria aj konštručné vklastnosti- vyššie napätie, menšie prúdy
-rozoznávame:
-
RIADENÉ TR:- pri zaťažení môžu po stupnoch meniť napätie (veľkost i
počet stupnov určuje STN 35 1000
-
NORMÁLNE TR-iba vo vypnutom stave prepínaním odbočiek +/- 5%
Riadenie napätia transformátorov
Menšie TR (do 1600kVA) majú predpísané riadenie ±5 % na strane vn.
TR s výkonom od 2 MVA majú 16 až 18 napäťových stupňov po 1,78 alebo 2% menovitej hodnoty vyššieho napätia.
Odbočky prepíname stupňovým prepínačom s tlmivkou, rezistormi alebo prídavným transformátorom. Najpoužívanejší je Jansenov prepínač odbočiek s rezistormi.
-Hlavnou časťou -volič odbočiek na nastavie požadovanej odbočky a výkonový spínač, ktorý prepne bez prerušenia elektrického prúdu a bez skratovania cievky. Vyrovnávací prúd medzi odbočkami je počas prepínania obmedzený rezistormi R1 a R2.
Obr2 Jansenov prepínač odbočiek
NASTAVENIE ODBOČIEK TRANSFORMÁTOROV
p=U1/U2=N1/N2- rovnica prevodu tránsformátora
¨
p- prevod TR
U1- primárne napätie
U2- sekundárne napätie
N1-počet závitov primáru
N2-počet závitov sekundáru
-
zvýšovanie TR- U1<U2=
Pri vysokom napätí:
-zväčšenie prevodu p povedie k zvýšeniu napätia generátra U1,čo pri nezmenenej dodávke činného výkonu P a nezmenej hodnote budiaceho prúdu Ib povedie k zníženiu dodávky jalového výkonu do sústavy.
Pri nízkom napätí:
-zmenšenie prevodu p povedie k zmemšeniu napätia generátra U1,čo pri nezmenej hodnote budiaceho prúdu Ib povedie k zvýšeniu dodávky jalového výkonu do sústavy.
-
znižovacie TR- U1>U2=
Znížením prevodu TR sa sekundárne napätie U2 zvýši a zvýši sa taktiež aj potreba jalového výkonu v distribučnej sieti.
-jalový magnetizačný prúd indukčných motorov rastie s veľkosťou napätia.