3tom121

3. SIECI ELEKTROENERGETYCZNE 244

pomiar poziomu napięcia na zaciskach. Przy stałym prądzie wzbudzenia generacja mocy biernej samoczynnie wzrasta przy obniżeniu się napięcia na zaciskach i maleje przy jego podwyższeniu (efekt samoregulacji).

Moc bierna w liniach jest generowana w poprzecznych pojemnościach linii. Jej wartości są znaczne w liniach kablowych wszystkich napięć oraz w liniach napowietrznych najwyższych napięć.

Do kompensacji mocy biernej wykorzystuje się kondensatory, kompensatory i dławiki. Najpowszechniej są stosowane kondensatory zestawiane w baterie o odpowiednich mocach znamionowych. Kompensatory i dławiki są stosowane sporadycznie i w polskim systemie elektroenergetycznym znaczenie ich jest marginesowe. Kondensatory, będące odbiornikami mocy biernej pojemnościowej, są źródłami mocy indukcyjnej. Kompensatory mogą pracować jako źródła lub odbiorniki mocy indukcyjnej.

Właściwa gospodarka mocą bierną ma istotny wpływ na minimalizację strat mocy i regulację napięcia. Wymaga to zbilansowania mocy biernej nic tylko w krajowym systemie elektroenergetycznym, lecz również w poszczególnych obszarach i węzłach sieci. Wytwarzanie i rozpływ' mocy biernej są dostosowywane do potrzeb sieci poprzez:

—    regulację wzbudzenia generatorów;

—    włączanie, wyłączanie lub regulację urządzeń kompensujących;

—    podłużną i poprzeczną regulację napięcia w transformatorach (głównie sieciowych); Całokształt tych działań stanowi kompleksową regulację napięcia i mocy biernej.

3.10.3. Kompensacja mocy biernej

Kompensacja mocy biernej ma na celu poprawy gospodarki mocą bierną przez właściwe rozmieszczenie baterii kondensatorów. Określa się zarówno ich optymalne moce, jak i węzły sieci, do których powinny być włączone. Kryterium optymalizacji wynika wyłącznie z warunków ekonomicznych i jest wwznaczane jako minimum sumy kosztów rocznych [3.30; 3.31],

Energetyczny równoważnik mocy biernej jest to pochodna cząstkowa szczytowych strat mocy czynnej w' systemie elektroenergetycznym względem mocy biernej pobieranej w rozpatrywanym węźle

Optymalizuje się rozmieszczenie baterii przyłączanych do szyn SN stacji 110 kV/SN o mocach 0,48 ^-3,6 Mvar, choć w razie potrzeby mogą być zestawiane rów nież baterie o większej mocy. Baterie otrzymuje się przez połączenie równoległe, zwykle w układzie podwójnej gwiazdy, kondensatorów o mocach 40, 50 lub 100 kvar. Moc baterii określa wzór

Qt>a, = 6 nQ_k    (3.108)

przy czym: n — liczba jednostek w fazie jednej gwiazdy: O_t — moc jednego kondensatora.

Moce tych baterii zwykle nie są regulowane. Baterie są przyłączone poprzez własne pola do szyn rozdzielni SN i mogą być jedynie załączane lub wyłączane z sieci.

Zależnie od lokalnych warunków instaluje się w liniach SN dodatkowo kondensatory o niewielkiej mocy (do 300 kvar).

W niewielu stacjach SN/nn są instalowane kondensatory po stronie nn transformatora, dobrane do kompensacji prądu magnesowania transformatora. Łączna moc baterii kondensatorów zainstalowanych w sieci elektroenergetycznej poza stacjami 110 kV/SN wynosi mniej niż 10% mocy kondensatorów w tych stacjach.

Odrębną grupę stanowią baterie kondensatorów średniego lub niskiego napięcia zainstalowane u odbiorców. Ich zadaniem jest poprawa współczynnika mocy, w celu uzyskania wartości tgę> = 0,4 zgodnie z wymaganiami taryfowymi. Moc baterii

tg®, - tg<pa)    (3.109)

przy' czym: P — pobierana moc czynna; tg<p, i tg co,—wartości tg<p przed i po kompensacji.

Baterie u odbiorców są instalowane jako indywidualne (przy odbiornikach), grupowe (dla grupy odbiorników') i centralne (dla całego zakładu). Mogą one składać się z segmentów' odrębnie załączanych. Znaczna ich część jest sterowana automatycznie, przy uwzględnieniu różnych warunków lokalnych.

3.10.4. Regulacja napięcia przez zmianę przekładni transformatorów

Przy zmianie zaczepów regulacyjnych uzyskuje się zmianę przekładni transformatorów i pożądane poziomy napięć po jednej stronie transformatora. Przełączniki zaczepów są wykonywane po stronie mniejszego prądu. W transformatorach o napięciu górnym od 220 kV przełączniki znajdują się po stronie niższego napięcia.

Regulacja napięcia może być wykonywana w' stanie beznapięciow'ym transformatora lub pod obciążeniem, zależnie od rozwiązania przełącznika zaczepów. Rodzaj stosowanej regulacji wynika z funkcji transformatora w' układzie elektroenergetycznym.

W transformatorach elcktrownianych o dużej mocy nie stosuje się regulacji. Przy mniejszej mocy stosuje się regulację w stanie beznapięciow'ym o niewielkim zakresie, np.±2,5%.

W transformatorach i autotransformatorach sieciowych najwyższych napięć oraz transformatorach sieciowych 110 kV/SN jest stosowana regulacja pod obciążeniem w zakresie ±10% przy 13 zaczepach lub ±16% przy 25 zaczepach. Przekładnia znamionowa, tj. przy zerowym (znamionowym) zaczepie, jest dostosowana do roli transformatora sieciowego i wynosi przykładowo: 420/230 kV, 400/123 kV, 230/120 kV, 115/16,5 kV, 110/16,5 kV.

Przełączniki zaczepów regulacji pod obciążeniem na ogół są sterowane układami automatycznej regulacji z kompensacją prądową.

Transformatory SN/nn są wyposażone w regulację przekładni w stanie beznapięcio-wym o zakresach ± 5% lub od + 2,5% do — 7,5% (przy 3 lub 5 zaczepach). Ze względu na różne odległości stacji SN/nn od szyn zasilających SN, stacje te dzieli się na 3 grupy, w których wykorzystuje się zaczepy plus, zero i minus, w dążeniu do uzyskania właściwych poziomów napięcia po stronie niskiego napięcia.

Poza regulacją przekładni, zwaną podłużną, w nielicznych przypadkach stosuje się również tzw. regulację poprzeczną, tj. zmianę fazy napięcia po stronie wtórnej, umożliwiającą regulację rozpływu mocy czynnej w sieciach zamkniętych najwyższych napięć.

3.11. Sposoby uziemienia punktu neutralnego sieci

3.11.1. Wiadomości ogólne

Zgodnie z przepisami [3.27] stosuje się 3 zasadnicze sposoby połączenia punktu neutralnego (dawniej: zerowego, gwiazdowego) z ziemią; stąd wynikają następujące rodzaje sieci:

—    sieci z izolowanym punktem neutralnym (w skrócie — sieci izolowane);

—    sieci kompensowane;

—    sieci uziemione, w tym z trwale uziemionym punktem neutralnym przez rezystor.