Naprave za regulacijo napetosti v industrijskih omrežjih

Da bi izbrali sredstva za regulacijo napetosti in njihovo namestitev v napajalni sistem, je treba določiti nivoje napetosti na njegovih različnih točkah, pri čemer je treba upoštevati moči, ki se prenašajo skozi posamezne odseke, tehnične parametre teh odsekov, križ presek vodov, moč transformatorjev, vrste reaktorjev itd. predpisi ne temeljijo samo na tehničnih, ampak tudi na ekonomskih merilih.

Glavna tehnična sredstva za regulacijo napetosti v sistemih oskrbe z električno energijo industrijskih podjetij so:

• močnostni transformatorji z napravami za nadzor bremena (OLTC),

• povečevalni transformatorji z regulacijo obremenitve,

• kondenzatorske baterije z vzdolžno in prečno povezavo, sinhroni motorji z avtomatsko regulacijo vzbujalnega toka,

• statični viri jalove moči,

• generatorji lokalnih elektrarn, ki jih najdemo v večini velikih industrijskih obratov.

Na sl.1 prikazuje diagram centralizirane regulacije napetosti v distribucijskem omrežju industrijskega podjetja, ki ga izvaja transformator z napravo za avtomatsko regulacijo napetosti pod obremenitvijo ... Transformator je nameščen na glavni padajoči transformatorski postaji (GPP) podjetje. Transformatorji z bremenska stikala, so opremljeni z enotami za avtomatsko regulacijo napetosti bremena (AVR).

riž. 1. Shema centralizirane regulacije napetosti v distribucijskem omrežju industrijskega podjetja

Centralizirana regulacija napetosti se v nekaterih primerih izkaže za nezadostno. Zato se za električne sprejemnike, ki so občutljivi na odstopanja napetosti, vgrajujejo v distribucijsko omrežje povečevalni transformatorji ali posamezni napetostni stabilizatorji.

Delovni transformatorji distribucijskih omrežij, transformatorji T1 - TZ (glej sliko 1), praviloma nimajo naprav za regulacijo obremenitvene napetosti in so opremljeni s krmilnimi napravami brez vzbujanja tipa PBV, ki omogočajo preklapljanje vej moči transformator, ko je izključen iz omrežja. Te naprave se običajno uporabljajo za sezonsko regulacijo napetosti.

Pomemben element, ki izboljša napetostni režim v omrežju industrijskega podjetja, je naprave za kompenzacijo jalove moči — kondenzatorske baterije s prečno in vzdolžno povezavo. Vgradnja zaporedno vezanih kondenzatorjev (UPC) omogoča zmanjšanje induktivnega upora in izgube napetosti v liniji.Za UPK se razmerje med kapacitivnim uporom kondenzatorjev xk in induktivnim uporom voda xl imenuje odstotek kompenzacije: C = (xc / chl) x 100 [%].

Naprave UPC parametrično, odvisno od velikosti in faze bremenskega toka, prilagajajo napetost v omrežju. V praksi se zateče le k delni kompenzaciji reaktanse voda (C < 100%).

Popolna kompenzacija v primeru nenadnih sprememb obremenitve in v nujnih načinih lahko povzroči prenapetost. V zvezi s tem morajo biti pri pomembnih vrednostih C naprave UPK opremljene s stikali, ki obidejo del baterij.

Za sisteme oskrbe z električno energijo se razvijajo CCP z ranžiranjem dela baterijskih odsekov s tiristorskimi stikali, kar bo razširilo področje uporabe CCP v sistemih oskrbe z električno energijo industrijskih podjetij.

Kondenzatorji, priključeni vzporedno z omrežjem, ustvarjajo x jalove moči in napetosti hkrati, saj zmanjšujejo izgube v omrežju. Jalova moč, ki jo ustvarijo podobne baterije — bočne kompenzacijske naprave, Qk = U22πfC. Tako je reaktivna moč, ki jo oddaja skupina navzkrižno povezanih kondenzatorjev, v veliki meri odvisna od napetosti na njenih sponkah.

Pri izbiri moči kondenzatorjev temelji na potrebi po zagotovitvi odstopanja napetosti, ki ustreza normam pri izračunani vrednosti aktivne obremenitve, ki je določena z razliko v linearnih izgubah pred in po vklopu kondenzatorjev:

kjer so P1, Q2, P2, Q2 aktivne in jalove moči, ki se prenašajo po liniji pred in po namestitvi kondenzatorjev, rs, xc — upor omrežja.

Glede na invariantnost aktivne moči, ki se prenaša vzdolž črte (P1 = P2), imamo:

Regulacijski učinek vzporedne priključitve kondenzatorske baterije na omrežje je sorazmeren z xc, kar pomeni, da je povečanje napetosti pri uporabniku na koncu voda večje kot na njegovem začetku.

Glavno sredstvo za regulacijo napetosti v distribucijskih omrežjih industrijskih podjetij so transformatorji z nadzorom obremenitve ... Krmilni odcepi takšnih transformatorjev so nameščeni na visokonapetostnem navitju. Stikalo je običajno nameščeno v skupnem rezervoarju z magnetnim krogom in ga poganja elektromotor. Aktuator je opremljen s končnimi stikali, ki odprejo električni tokokrog za napajanje motorja, ko stikalo doseže končni položaj.

Na sl. 2, a prikazuje diagram večstopenjskega stikala tipa RNT-9, ki ima osem položajev in globino nastavitve ± 10%. Prehod med stopnjami se izvede z manevriranjem sosednjih stopenj reaktorja.

riž. 2. Stikalne naprave močnostnih transformatorjev: a - stikalo tipa RNT, R - reaktor, RO - regulacijski del navitja, PC - premični kontakti stikala, b - stikalo tipa RNTA, TC - tokovni omejevalni upor, Stikalo PGR za grobo nastavitev, PTR — stikalo za fino nastavitev

Domača industrija izdeluje tudi stikala serije RNTA z aktivnim uporom za omejevanje toka z manjšimi prilagoditvenimi koraki po 1,5 %. Prikazano na sl. 2b ima stikalo RNTA sedem korakov finega uravnavanja (PTR) in korak grobega uravnavanja (PGR).

Trenutno elektroindustrija proizvaja tudi statična stikala za močnostne transformatorje, ki omogočajo hitro regulacijo napetosti v industrijskih omrežjih.

Na sl. 3 prikazuje enega od sistemov za odklop močnostnega transformatorja, ki ga obvlada elektroindustrija - stikalo "preko upora".

Na sliki je prikazano krmilno območje transformatorja, ki ima osem pip, povezanih z izhodno sponko s pomočjo bipolarnih skupin VS1-VS8. Poleg teh skupin obstaja bipolarna tiristorska stikalna skupina, ki je zaporedno povezana s tokovnim omejevalnikom R.

riž. 3. Statično stikalo z omejevalnikom toka

Načelo delovanja stikala je naslednje: pri preklopu s pipe na pipo, da bi se izognili kratkemu stiku odseka ali odprtemu krogu, se izhodna bipolarna skupina popolnoma ugasne s prenosom toka na pipo z uporom , nato pa se tok prenese na zahtevano pipo. Na primer, pri preklopu s pipe VS3 na VS4 se zgodi naslednji cikel: VS se vklopi.

Tok kratkega stika odseka je omejen s tokovnim omejevalnim uporom R, tiristorji VS3 so izklopljeni, VS4 je vklopljen, tiristorji VS so izklopljeni. Druge komutacije se izvedejo na enak način. Skupini bipolarnih tiristorjev VS10 in VS11 obrneta regulacijsko območje. Stikalo ima ojačan tiristorski blok VS9, ki realizira ničelni položaj regulatorja.

Značilnost stikala je prisotnost avtomatske krmilne enote (ACU), ki izdaja krmilne ukaze VS9 v intervalu, ko je transformator vklopljen v prostem teku.BAU deluje nekaj časa, potrebuje vire, ki napajajo tiristorske skupine VS1 — VS11 in VS, da vstopijo v način, saj sam transformator služi kot vir napajanja za krmilni sistem stikala.