Μέθοδοι και μέσα ρύθμισης τάσης ηλεκτρικών δεκτών
Για την παροχή ορισμένων προκαθορισμένων τιμών των αποκλίσεων τάσης για ηλεκτρικούς δέκτες, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες μέθοδοι:
1. Ρύθμιση της τάσης στα λεωφορεία του ενεργειακού κέντρου.
2. Αλλαγή του ποσού της απώλειας τάσης στα στοιχεία δικτύου.
3. Αλλαγή στην τιμή της εκπεμπόμενης άεργου ισχύος.
4. Αλλαγή του λόγου μετασχηματισμού των μετασχηματιστών.
Ρύθμιση τάσης σε κεντρικές ράβδους ισχύος
Η ρύθμιση τάσης στο κέντρο τροφοδοσίας (CPU) οδηγεί σε αλλαγές τάσης σε ολόκληρο το δίκτυο που είναι συνδεδεμένο με τη CPU και ονομάζεται κεντρική, οι υπόλοιπες μέθοδοι ρύθμισης αλλάζουν την τάση σε μια συγκεκριμένη περιοχή και ονομάζονται μέθοδοι τοπικής ρύθμισης τάσης. Ως επεξεργαστής δικτύων πόλεων μπορεί να θεωρηθεί λεωφορεία για την τάση της γεννήτριας του θερμοηλεκτρικού σταθμού ή ζυγούς χαμηλής τάσης περιφερειακών υποσταθμών ή υποσταθμών βαθιάς εισαγωγής. Επομένως, ακολουθούν μέθοδοι ρύθμισης τάσης.
Στην τάση της γεννήτριας παράγεται αυτόματα αλλάζοντας το ρεύμα διέγερσης των γεννητριών. Επιτρέπονται αποκλίσεις από την ονομαστική τάση εντός ± 5%. Στην πλευρά της χαμηλής τάσης των περιφερειακών υποσταθμών, η ρύθμιση γίνεται χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές ελεγχόμενου φορτίου (OLTCs), γραμμικούς ρυθμιστές (LRs) και σύγχρονους αντισταθμιστές (SKs).
Για διαφορετικές απαιτήσεις πελατών, οι συσκευές ελέγχου μπορούν να χρησιμοποιηθούν μαζί. Τέτοια συστήματα ονομάζονται κεντρική ρύθμιση της τάσης ομάδας.
Κατά κανόνα, η αντιρρύθμιση πραγματοποιείται στους διαύλους επεξεργαστή, δηλαδή μια τέτοια ρύθμιση στην οποία κατά τις ώρες των μεγαλύτερων φορτίων, όταν οι απώλειες τάσης στο δίκτυο είναι και οι μεγαλύτερες, η τάση αυξάνεται και κατά τη διάρκεια της ώρας των ελάχιστων φορτίων, μειώνεται.
Οι μετασχηματιστές με διακόπτες φορτίου επιτρέπουν ένα αρκετά μεγάλο εύρος ελέγχου έως ± 10-12%, και σε ορισμένες περιπτώσεις (μετασχηματιστές τύπου TDN με υψηλότερη τάση 110 kV έως 16% σε 9 στάδια ρύθμισης Υπάρχουν έργα για διαμόρφωση έλεγχος στο φορτίο, αλλά εξακολουθούν να είναι ακριβά και χρησιμοποιούνται σε εξαιρετικές περιπτώσεις με ιδιαίτερα υψηλές απαιτήσεις.
Αλλαγή του βαθμού απώλειας τάσης σε στοιχεία δικτύου
Η αλλαγή της απώλειας τάσης στα στοιχεία του δικτύου μπορεί να γίνει αλλάζοντας την αντίσταση του κυκλώματος, για παράδειγμα, αλλάζοντας τη διατομή καλωδίων και καλωδίων, απενεργοποιώντας ή ενεργοποιώντας τον αριθμό των παράλληλων συνδεδεμένων γραμμών και μετασχηματιστών (βλ. Παράλληλη λειτουργία μετασχηματιστών).
Η επιλογή των διατομών των συρμάτων, όπως είναι γνωστό, γίνεται με βάση τις συνθήκες θέρμανσης, την οικονομική πυκνότητα ρεύματος και την επιτρεπόμενη απώλεια τάσης, καθώς και τις συνθήκες μηχανικής αντοχής. Ο υπολογισμός του δικτύου, ιδιαίτερα της υψηλής τάσης, με βάση την επιτρεπόμενη απώλεια τάσης, δεν παρέχει πάντα κανονικοποιημένες αποκλίσεις τάσης για τους ηλεκτρικούς δέκτες. να γιατί σε PUE οι απώλειες δεν ομαλοποιούνται, αλλά αποκλίσεις τάσης.
Η αντίσταση δικτύου μπορεί να αλλάξει συνδέοντας πυκνωτές σε σειρά (διαμήκης χωρητική αντιστάθμιση).
Η διαμήκης χωρητική αντιστάθμιση ονομάζεται μια μέθοδος ρύθμισης τάσης στην οποία οι στατικοί πυκνωτές συνδέονται σε σειρά στο τμήμα κάθε φάσης της γραμμής για να παράγουν αιχμές τάσης.
Είναι γνωστό ότι η συνολική αντίδραση ενός ηλεκτρικού κυκλώματος καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ επαγωγικής και χωρητικής αντίστασης.
Αλλάζοντας την τιμή της χωρητικότητας των συμπεριλαμβανόμενων πυκνωτών και, κατά συνέπεια, την τιμή της χωρητικής αντίστασης, είναι δυνατό να ληφθούν διαφορετικές τιμές της απώλειας τάσης στη γραμμή, που ισοδυναμεί με την αντίστοιχη αύξηση τάσης στους ακροδέκτες των ηλεκτρικών δεκτών.
Η σειριακή σύνδεση πυκνωτών στο δίκτυο συνιστάται για συντελεστές χαμηλής ισχύος σε εναέρια δίκτυα όπου η απώλεια τάσης καθορίζεται κυρίως από το αντιδραστικό στοιχείο του.
Η διαμήκης αντιστάθμιση είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική σε δίκτυα με έντονες διακυμάνσεις φορτίου, καθώς η δράση της είναι πλήρως αυτόματη και εξαρτάται από το μέγεθος του ρεύματος που ρέει.
Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι η διαμήκης χωρητική αντιστάθμιση οδηγεί σε αύξηση των ρευμάτων βραχυκυκλώματος στο δίκτυο και μπορεί να προκαλέσει υπερτάσεις συντονισμού, κάτι που απαιτεί ειδικό έλεγχο.
Για τους σκοπούς της διαμήκους αντιστάθμισης, δεν είναι απαραίτητο να εγκατασταθούν πυκνωτές ονομαστικοί για την πλήρη τάση λειτουργίας του δικτύου, αλλά πρέπει να είναι αξιόπιστα απομονωμένοι από τη γείωση.
Δείτε επίσης για αυτό το θέμα: Διαχρονική αντιστάθμιση — φυσική έννοια και τεχνική υλοποίηση
Αλλαγή στην τιμή της μεταδιδόμενης άεργου ισχύος
Η άεργος ισχύς μπορεί να παραχθεί όχι μόνο από γεννήτριες σταθμών παραγωγής ενέργειας, αλλά και από σύγχρονους αντισταθμιστές και υπερδιεγερμένους σύγχρονους ηλεκτρικούς κινητήρες, καθώς και από στατικούς πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα με το δίκτυο (εγκάρσια αντιστάθμιση).
Η ισχύς των συσκευών αντιστάθμισης που πρόκειται να εγκατασταθούν στο δίκτυο προσδιορίζεται από το ισοζύγιο άεργου ισχύος σε έναν δεδομένο κόμβο του συστήματος ισχύος με βάση τεχνικούς και οικονομικούς υπολογισμούς.
Σύγχρονοι κινητήρες και τράπεζες πυκνωτών, όντας πηγές αέργου ισχύος, μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο καθεστώς τάσης στο ηλεκτρικό δίκτυο. Στην περίπτωση αυτή, η αυτόματη ρύθμιση της τάσης και του δικτύου των σύγχρονων κινητήρων μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς κανένα πρόβλημα.
Ως πηγές άεργου ισχύος σε μεγάλους περιφερειακούς υποσταθμούς, χρησιμοποιούνται συχνά ειδικοί σύγχρονοι κινητήρες ελαφριάς κατασκευής, οι οποίοι λειτουργούν σε κατάσταση αδράνειας. Τέτοιοι κινητήρες ονομάζονται σύγχρονοι αντισταθμιστές.
Ο πιο διαδεδομένος και ο κλάδος διαθέτει μια σειρά ηλεκτρικών κινητήρων SK, που παράγονται για ονομαστική τάση 380 — 660 V, σχεδιασμένοι για κανονική λειτουργία με κύριο συντελεστή ισχύος ίσο με 0,8.
Οι ισχυροί σύγχρονοι αντισταθμιστές εγκαθίστανται συνήθως σε περιφερειακούς υποσταθμούς και οι σύγχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται συχνότερα για διάφορους κινητήρες στη βιομηχανία (ισχυρές αντλίες, συμπιεστές).
Η παρουσία σχετικά μεγάλων απωλειών ενέργειας σε σύγχρονους κινητήρες καθιστά δύσκολη τη χρήση τους σε δίκτυα με μικρά φορτία. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι σε αυτή την περίπτωση οι συστοιχίες στατικών πυκνωτών είναι πιο κατάλληλες. Κατ' αρχήν, η επίδραση των πυκνωτών αντιστάθμισης διακλάδωσης στα επίπεδα τάσης του δικτύου είναι παρόμοια με την επίδραση των υπερδιεγερμένων σύγχρονων κινητήρων.
Περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τους πυκνωτές περιγράφονται στο άρθρο. Στατικοί πυκνωτές για αντιστάθμιση άεργου ισχύοςόπου εξετάζονται ως προς τη βελτίωση του συντελεστή ισχύος.
Υπάρχουν διάφορα σχέδια για την αυτοματοποίηση των αντισταθμιστικών μπαταριών. Αυτές οι συσκευές διατίθενται στο εμπόριο πλήρεις με πυκνωτές. Ένα τέτοιο διάγραμμα φαίνεται εδώ: Διαγράμματα καλωδίωσης τράπεζας πυκνωτών
Αλλαγή των αναλογιών μετασχηματισμού των μετασχηματιστών
Επί του παρόντος, παράγονται μετασχηματιστές ισχύος με τάσεις έως 35 kV για εγκατάσταση σε δίκτυα διανομής κλείνει τον διακόπτη για εναλλαγή των κρουνών ελέγχου στο πρωτεύον τύλιγμα. Συνήθως υπάρχουν 4 τέτοιοι κλάδοι, εκτός από τον κύριο, που καθιστά δυνατή τη λήψη πέντε αναλογιών μετασχηματισμού (βήματα τάσης από 0 έως + 10%, στον κύριο κλάδο - + 5% ).
Η αναδιάταξη των βρυσών είναι ο φθηνότερος τρόπος ρύθμισης, αλλά απαιτεί αποσύνδεση του μετασχηματιστή από το δίκτυο και αυτό προκαλεί διακοπή, αν και βραχυπρόθεσμη, στην τροφοδοσία των καταναλωτών, επομένως χρησιμοποιείται μόνο για εποχιακή ρύθμιση τάσης, δηλ. 1-2 φορές το χρόνο πριν από την καλοκαιρινή και χειμερινή περίοδο.
Υπάρχουν διάφορες υπολογιστικές και γραφικές μέθοδοι για την επιλογή της πιο συμφέρουσας αναλογίας μετασχηματισμού.
Ας εξετάσουμε εδώ μόνο ένα από τα πιο απλά και ενδεικτικά. Η διαδικασία υπολογισμού έχει ως εξής:
1. Σύμφωνα με το PUE, λαμβάνονται επιτρεπόμενες αποκλίσεις τάσης για έναν δεδομένο χρήστη (ή ομάδα χρηστών).
2. Φέρτε όλες τις αντιστάσεις του εξεταζόμενου τμήματος του κυκλώματος σε μία (συχνότερα υψηλή) τάση.
3. Γνωρίζοντας την τάση στην αρχή του δικτύου υψηλής τάσης, αφαιρέστε από αυτήν τη συνολική μειωμένη απώλεια τάσης στον καταναλωτή για τις απαιτούμενες καταστάσεις φόρτωσης.
Μετασχηματιστές ισχύος εξοπλισμένοι με ρυθμιστής τάσης επί φορτίου (OLTC)… Το πλεονέκτημά τους έγκειται στο γεγονός ότι η ρύθμιση πραγματοποιείται χωρίς αποσύνδεση του μετασχηματιστή από το δίκτυο. Υπάρχει μεγάλος αριθμός κυκλωμάτων με και χωρίς αυτόματο έλεγχο.
Η μετάβαση από το ένα στάδιο στο άλλο πραγματοποιείται με τηλεχειρισμό χρησιμοποιώντας ηλεκτρική κίνηση χωρίς διακοπή του ρεύματος λειτουργίας στο κύκλωμα περιέλιξης υψηλής τάσης. Αυτό επιτυγχάνεται με βραχυκύκλωμα του τμήματος περιορισμού του ρυθμιζόμενου ρεύματος (τσοκ).
Οι αυτόματοι ρυθμιστές είναι πολύ βολικοί και επιτρέπουν έως και 30 εναλλαγές την ημέρα.Οι ρυθμιστές έχουν ρυθμιστεί με τέτοιο τρόπο ώστε να έχουν μια λεγόμενη νεκρή ζώνη, η οποία θα πρέπει να είναι 20 - 40% μεγαλύτερη από το βήμα ελέγχου. Ταυτόχρονα, δεν πρέπει να αντιδρούν σε βραχυπρόθεσμες αλλαγές τάσης που προκαλούνται από απομακρυσμένα βραχυκυκλώματα, εκκίνηση μεγάλων ηλεκτροκινητήρων κ.λπ.
Συνιστάται το σχέδιο του υποσταθμού να κατασκευαστεί έτσι ώστε οι καταναλωτές με ομοιογενείς καμπύλες φορτίου και περίπου ίδιες απαιτήσεις ποιότητας τάσης.