Συσκευές ρύθμισης τάσης σε βιομηχανικά δίκτυα

Για να επιλέξετε μέσα ρύθμισης τάσης και την τοποθέτησή τους στο σύστημα τροφοδοσίας, είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε τα επίπεδα τάσης στα διάφορα σημεία του, λαμβάνοντας υπόψη τις δυνάμεις που μεταδίδονται μέσω των επιμέρους τμημάτων του, τις τεχνικές παραμέτρους αυτών των τμημάτων, τη διασταύρωση τμήμα των γραμμών, η ισχύς των μετασχηματιστών, οι τύποι των αντιδραστήρων κ.λπ. οι κανονισμοί βασίζονται όχι μόνο σε τεχνικά αλλά και σε οικονομικά κριτήρια.

Τα κύρια τεχνικά μέσα ρύθμισης τάσης σε συστήματα τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων είναι:

• μετασχηματιστές ισχύος με συσκευές ελέγχου φορτίου (OLTC),

• μετασχηματιστές ανύψωσης με ρύθμιση φορτίου,

• συστοιχίες πυκνωτών με διαμήκη και εγκάρσια σύνδεση, σύγχρονοι κινητήρες με αυτόματη ρύθμιση του ρεύματος διέγερσης,

• στατικές πηγές άεργου ισχύος,

• τοπικές γεννήτριες σταθμών παραγωγής ενέργειας που βρίσκονται στις περισσότερες μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις.

Στο σχ.1 δείχνει ένα διάγραμμα κεντρικής ρύθμισης τάσης στο δίκτυο διανομής μιας βιομηχανικής επιχείρησης, πραγματοποιείται από μετασχηματιστή με συσκευή αυτόματης ρύθμισης τάσης υπό φορτίο... Ο μετασχηματιστής είναι εγκατεστημένος στον κεντρικό υποσταθμό υποβάθμισης (GPP) του την επιχείρηση. Μετασχηματιστές με διακόπτες φορτίου, είναι εξοπλισμένα με μονάδες αυτόματης ρύθμισης τάσης φορτίου (AVR).

Ρύζι. 1. Σχέδιο κεντρικής ρύθμισης τάσης στο δίκτυο διανομής βιομηχανικής επιχείρησης

Η κεντρική ρύθμιση της τάσης σε ορισμένες περιπτώσεις αποδεικνύεται ανεπαρκής. Επομένως, για ηλεκτρικούς δέκτες που είναι ευαίσθητοι σε αποκλίσεις τάσης, εγκαθίστανται σε μετασχηματιστές ανόδου του δικτύου διανομής ή μεμονωμένους σταθεροποιητές τάσης.

Οι μετασχηματιστές λειτουργίας των δικτύων διανομής, οι μετασχηματιστές T1 — TZ (βλ. Εικ. 1), κατά κανόνα, δεν διαθέτουν συσκευές για τη ρύθμιση της τάσης φορτίου και είναι εξοπλισμένοι με συσκευές ελέγχου χωρίς διέγερση, τύπου PBV, οι οποίες επιτρέπουν την εναλλαγή των κλάδων ισχύος μετασχηματιστή όταν αποσυνδεθεί από το δίκτυο. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται γενικά για εποχιακή ρύθμιση τάσης.

Ένα σημαντικό στοιχείο που βελτιώνει το καθεστώς τάσης στο δίκτυο μιας βιομηχανικής επιχείρησης είναι συσκευές αντιστάθμισης άεργου ισχύος — μπαταρίες πυκνωτών με εγκάρσια και διαμήκη σύνδεση. Η εγκατάσταση πυκνωτών συνδεδεμένων σε σειρά (UPC) καθιστά δυνατή τη μείωση της επαγωγικής αντίστασης και της απώλειας τάσης στη γραμμή.Για το UPK, ο λόγος της χωρητικής αντίστασης των πυκνωτών xk προς την επαγωγική αντίσταση της γραμμής xl ονομάζεται ποσοστό αντιστάθμισης: C = (xc / chl) x 100 [%].

Οι συσκευές UPC παραμετρικά, ανάλογα με το μέγεθος και τη φάση του ρεύματος φορτίου, ρυθμίζουν την τάση στο δίκτυο. Στην πράξη, γίνεται μόνο μερική αντιστάθμιση της αντίδρασης γραμμής (C < 100%).

Η πλήρης αντιστάθμιση σε περίπτωση ξαφνικών αλλαγών φορτίου και σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης μπορεί να προκαλέσει υπερτάσεις. Από αυτή την άποψη, σε σημαντικές τιμές C, οι συσκευές UPK πρέπει να είναι εξοπλισμένες με διακόπτες που παρακάμπτουν μέρος των μπαταριών.

Για συστήματα τροφοδοσίας, αναπτύσσονται CCP με διακλάδωση μέρους των τμημάτων της μπαταρίας με διακόπτες θυρίστορ, γεγονός που θα επεκτείνει το πεδίο εφαρμογής των CCP στα συστήματα τροφοδοσίας βιομηχανικών επιχειρήσεων.

Οι πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα με το δίκτυο παράγουν x αέργου ισχύ και τάση ταυτόχρονα καθώς μειώνουν τις απώλειες του δικτύου. Άεργος ισχύς που παράγεται από παρόμοιες μπαταρίες — συσκευές πλευρικής αντιστάθμισης, Qk = U22πfC. Έτσι, η άεργος ισχύς που παρέχεται από τη συστοιχία των διασυνδεδεμένων πυκνωτών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τάση στους ακροδέκτες της.

Κατά την επιλογή της ισχύος των πυκνωτών, βασίζεται στην ανάγκη εξασφάλισης μιας απόκλισης τάσης που αντιστοιχεί στους κανόνες στην υπολογισμένη τιμή του ενεργού φορτίου, η οποία καθορίζεται από τη διαφορά στις γραμμικές απώλειες πριν και μετά την ενεργοποίηση των πυκνωτών:

όπου τα P1, Q2, P2, Q2 είναι ενεργές και άεργες ισχύς που μεταδίδονται στη γραμμή πριν και μετά την εγκατάσταση πυκνωτών, rs, xc — αντίσταση δικτύου.

Λαμβάνοντας υπόψη το αμετάβλητο της ενεργού ισχύος που μεταδίδεται κατά μήκος της γραμμής (P1 = P2), έχουμε:

Το ρυθμιστικό αποτέλεσμα της σύνδεσης μιας τράπεζας πυκνωτών παράλληλα με το δίκτυο είναι ανάλογο του xc, δηλαδή η αύξηση της τάσης στο χρήστη στο τέλος της γραμμής είναι μεγαλύτερη από την αρχή της.

Τα κύρια μέσα ρύθμισης τάσης στα δίκτυα διανομής των βιομηχανικών επιχειρήσεων είναι οι μετασχηματιστές ελεγχόμενου φορτίου... Οι κρουνοί ελέγχου τέτοιων μετασχηματιστών βρίσκονται στο τύλιγμα υψηλής τάσης. Ο διακόπτης τοποθετείται συνήθως σε μια κοινή δεξαμενή με μαγνητικό κύκλωμα και κινείται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα. Ο ενεργοποιητής είναι εξοπλισμένος με οριακούς διακόπτες που ανοίγουν το ηλεκτρικό κύκλωμα για να τροφοδοτήσουν τον κινητήρα όταν ο διακόπτης φτάσει στην οριακή θέση.

Στο σχ. 2, το a δείχνει ένα διάγραμμα ενός διακόπτη πολλαπλών επιπέδων τύπου RNT-9, ο οποίος έχει οκτώ θέσεις και βάθος ρύθμισης ± 10%. Η μετάβαση μεταξύ των σταδίων επιτυγχάνεται με ελιγμούς γειτονικών σταδίων στον αντιδραστήρα.

Ρύζι. 2. Συσκευές μεταγωγής μετασχηματιστών ισχύος: α — διακόπτης τύπου RNT, R — αντιδραστήρας, RO — ρυθμιστικό τμήμα της περιέλιξης, PC — κινητές επαφές του διακόπτη, β — διακόπτης τύπου RNTA, TC — αντίσταση περιορισμού ρεύματος, Διακόπτης PGR για χονδρική ρύθμιση, PTR — διακόπτης μικροσυντονισμού

Η εγγενής βιομηχανία κατασκευάζει επίσης διακόπτες σειράς RNTA με περιοριστική αντίσταση ενεργού ρεύματος με μικρότερα βήματα ρύθμισης 1,5% το καθένα. Εμφανίζεται στο σχ. 2β, ο διακόπτης RNTA έχει επτά βήματα μικροσυντονισμού (PTR) και ένα βήμα χονδρικής ρύθμισης (PGR).

Επί του παρόντος, η ηλεκτρική βιομηχανία παράγει επίσης στατικούς διακόπτες για μετασχηματιστές ισχύος, επιτρέποντας τη ρύθμιση της τάσης υψηλής ταχύτητας σε βιομηχανικά δίκτυα.

Στο σχ. Το 3 δείχνει ένα από τα συστήματα αποσύνδεσης του μετασχηματιστή ισχύος που κατέχει η ηλεκτρική βιομηχανία — ένας διακόπτης "μέσω αντίστασης".

Το σχήμα δείχνει την περιοχή ελέγχου του μετασχηματιστή, ο οποίος έχει οκτώ βρύσες συνδεδεμένες στον ακροδέκτη εξόδου του μέσω διπολικών ομάδων VS1-VS8. Εκτός από αυτές τις ομάδες, υπάρχει μια διπολική ομάδα μεταγωγής θυρίστορ συνδεδεμένη σε σειρά με τον περιοριστή ρεύματος R.

Ρύζι. 3. Στατικός διακόπτης με περιοριστή ρεύματος

Η αρχή λειτουργίας του διακόπτη είναι η εξής: κατά την εναλλαγή από βρύση σε βρύση, για να αποφευχθεί βραχυκύκλωμα του τμήματος ή ανοιχτό κύκλωμα, η διπολική ομάδα εξόδου σβήνει εντελώς μεταφέροντας το ρεύμα στη βρύση με μια αντίσταση , και στη συνέχεια το ρεύμα μεταφέρεται στην απαιτούμενη βρύση. Για παράδειγμα, κατά την εναλλαγή από βρύση VS3 σε VS4, εμφανίζεται ο ακόλουθος κύκλος: Το VS ενεργοποιείται.

Το ρεύμα βραχυκυκλώματος του τμήματος περιορίζεται από την αντίσταση περιορισμού ρεύματος R, τα θυρίστορ VS3 είναι απενεργοποιημένα, τα VS4 είναι ενεργοποιημένα, τα θυρίστορ VS είναι απενεργοποιημένα. Με τον ίδιο τρόπο γίνονται και άλλες μετατροπές. Οι διπολικές ομάδες θυρίστορ VS10 και VS11 αντιστρέφουν τη ζώνη ρύθμισης. Ο διακόπτης έχει ένα ενισχυμένο μπλοκ θυρίστορ VS9, το οποίο πραγματοποιεί τη μηδενική θέση του ρυθμιστή.

Ένα χαρακτηριστικό του διακόπτη είναι η παρουσία μιας μονάδας αυτόματου ελέγχου (ACU), η οποία εκδίδει εντολές ελέγχου στο VS9 στο διάστημα που ο μετασχηματιστής είναι ενεργοποιημένος στο ρελαντί.Το BAU λειτουργεί για κάποιο χρονικό διάστημα, χρειάζονται οι πηγές που τροφοδοτούν τις ομάδες θυρίστορ VS1 — VS11 και VS για να εισέλθουν σε λειτουργία, καθώς ο ίδιος ο μετασχηματιστής χρησιμεύει ως τροφοδοτικό για το σύστημα ελέγχου διακόπτη.