Urządzenia do regulacji napięcia w sieciach przemysłowych

W celu doboru środków regulacji napięcia oraz ich umiejscowienia w systemie zasilania należy określić poziomy napięć w poszczególnych jego punktach, uwzględniając moce przenoszone przez poszczególne jego sekcje, parametry techniczne tych sekcji, przekrój przekrój linii, moc transformatorów, rodzaje dławików itp. regulacje opierają się nie tylko na kryteriach technicznych, ale także ekonomicznych.

Głównymi środkami technicznymi regulacji napięcia w systemach zasilania przedsiębiorstw przemysłowych są:

• transformatory mocy z urządzeniami kontroli obciążenia (OLTC),

• transformatory podwyższające z regulacją obciążenia,

• baterie kondensatorów z przyłączem wzdłużnym i poprzecznym, silniki synchroniczne z automatyczną regulacją prądu wzbudzenia,

• statyczne źródła mocy biernej,

• lokalne generatory elektrowni występujące w większości dużych zakładów przemysłowych.

na ryc.1 przedstawia schemat scentralizowanej regulacji napięcia w sieci dystrybucyjnej przedsiębiorstwa przemysłowego, realizowany jest przez transformator z automatycznym urządzeniem do regulacji napięcia pod obciążeniem... Transformator jest zainstalowany na głównej podstacji obniżającej napięcie (GPP) przedsiębiorstwo. Transformatory z przełączniki obciążenia, są wyposażone w jednostki automatycznej regulacji napięcia obciążenia (AVR).

Ryż. 1. Schemat scentralizowanej regulacji napięcia w sieci dystrybucyjnej przedsiębiorstwa przemysłowego

Scentralizowana regulacja napięcia w niektórych przypadkach okazuje się niewystarczająca. Dlatego w przypadku odbiorników elektrycznych wrażliwych na wahania napięcia instalowane są w sieci dystrybucyjnej transformatory podwyższające napięcie lub indywidualne stabilizatory napięcia.

Transformatory robocze sieci dystrybucyjnych, transformatory T1 — TZ (patrz ryc. 1), z reguły nie mają urządzeń do regulacji napięcia obciążenia i są wyposażone w urządzenia sterujące bez wzbudzenia typu PBV, które umożliwiają przełączanie gałęzi mocy transformatora, gdy jest odłączony od sieci. Urządzenia te są zwykle używane do sezonowej regulacji napięcia.

Ważnym elementem poprawiającym reżim napięciowy w sieci przedsiębiorstwa przemysłowego jest urządzenia do kompensacji mocy biernej — baterie kondensatorów z połączeniem poprzecznym i wzdłużnym. Instalacja kondensatorów połączonych szeregowo (UPC) pozwala na zmniejszenie rezystancji indukcyjnej i strat napięcia w linii.Dla UPK stosunek rezystancji pojemnościowej kondensatorów xk do rezystancji indukcyjnej linii xl nazywany jest procentem kompensacji: C = (xc / chl) x 100 [%].

Urządzenia UPC parametrycznie, w zależności od wielkości i fazy prądu obciążenia, dostosowują napięcie w sieci. W praktyce stosuje się tylko częściową kompensację reaktancji linii (C < 100%).

Pełna kompensacja w przypadku nagłych zmian obciążenia oraz w trybach awaryjnych może powodować przepięcia. W związku z tym przy znacznych wartościach C urządzenia UPK muszą być wyposażone w przełączniki omijające część akumulatorów.

W przypadku systemów zasilania opracowywane są CCP z bocznikowaniem części sekcji baterii za pomocą przełączników tyrystorowych, co rozszerzy zakres CCP w systemach zasilania przedsiębiorstw przemysłowych.

Kondensatory połączone równolegle z siecią generują jednocześnie x mocy biernej i napięcia, zmniejszając straty w sieci. Moc bierna generowana przez podobne akumulatory — urządzenia do kompensacji bocznej, Qk = U22πfC. Tak więc moc bierna dostarczana przez zespół kondensatorów połączonych krzyżowo zależy w dużej mierze od napięcia na jego zaciskach.

Przy wyborze mocy kondensatorów opiera się to na konieczności zapewnienia odchylenia napięcia odpowiadającego normom przy obliczonej wartości obciążenia czynnego, co określa różnica strat liniowych przed i po włączeniu kondensatorów:

gdzie P1, Q2, P2, Q2 to moce czynne i bierne przesyłane w linii przed i po zamontowaniu kondensatorów, rs, xc — rezystancja sieci.

Biorąc pod uwagę niezmienność mocy czynnej przesyłanej wzdłuż linii (P1 = P2), mamy:

Regulacyjny efekt przyłączenia baterii kondensatorów równolegle do sieci jest proporcjonalny do xc, czyli wzrost napięcia w odbiorniku na końcu linii jest większy niż na jej początku.

Głównym środkiem regulacji napięcia w sieciach dystrybucyjnych przedsiębiorstw przemysłowych są transformatory sterowane obciążeniem... Zaczepy sterujące takich transformatorów znajdują się na uzwojeniu wysokiego napięcia. Przełącznik jest zwykle umieszczony we wspólnym zbiorniku z obwodem magnetycznym i napędzany silnikiem elektrycznym. Siłownik jest wyposażony w wyłączniki krańcowe, które otwierają obwód elektryczny w celu zasilania silnika, gdy wyłącznik osiągnie położenie krańcowe.

na ryc. Na rycinie 2 przedstawiono schemat przełącznika wielopoziomowego typu RNT-9, który posiada osiem pozycji i głębokość regulacji ± 10%. Przejście między etapami odbywa się poprzez manewrowanie sąsiednimi stopniami do reaktora.

Ryż. 2. Urządzenia łączeniowe transformatorów mocy: a — łącznik typu RNT, R — dławik, RO — część regulacyjna uzwojenia, PC — styki ruchome łącznika, b — łącznik typu RNTA, TC — rezystancja ograniczająca prąd, Przełącznik PGR do regulacji zgrubnej, PTR — przełącznik dokładnego strojenia

Rodzimy przemysł produkuje również przełączniki serii RNTA z aktywną rezystancją ograniczającą prąd z mniejszymi krokami regulacji po 1,5%. Pokazano na ryc. 2b, przełącznik RNTA ma siedem kroków dostrajania dokładnego (PTR) i krok dostrajania zgrubnego (PGR).

Obecnie przemysł elektryczny produkuje również przełączniki statyczne do transformatorów mocy, umożliwiające szybką regulację napięcia w sieciach przemysłowych.

na ryc. 3 przedstawia jeden z systemów odłączania transformatorów mocy opanowanych przez przemysł elektryczny — przełącznik „przez rezystor”.

Rysunek przedstawia obszar sterowania transformatora, który ma osiem zaczepów podłączonych do jego zacisku wyjściowego za pomocą grup bipolarnych VS1-VS8. Oprócz tych grup istnieje bipolarna grupa przełączania tyrystorów połączona szeregowo z ogranicznikiem prądu R.

Ryż. 3. Przełącznik statyczny z ogranicznikiem prądu

Zasada działania przełącznika jest następująca: podczas przełączania z zaczepu na zaczep, aby uniknąć zwarcia sekcji lub przerwy w obwodzie, wyjściowa grupa bipolarna jest całkowicie gaszona poprzez przekazanie prądu do zaczepu za pomocą rezystora , a następnie prąd jest przesyłany do wymaganego kranu. Na przykład podczas przełączania z kranu VS3 na VS4 następuje następujący cykl: VS włącza się.

Prąd zwarciowy sekcji jest ograniczony przez rezystor ograniczający prąd R, tyrystory VS3 są wyłączone, VS4 jest włączone, tyrystory VS są wyłączone. Inne komutacje są wykonywane w ten sam sposób. Dwubiegunowe grupy tyrystorowe VS10 i VS11 odwracają strefę regulacyjną. Przełącznik posiada wzmocniony blok tyrystorowy VS9, który realizuje pozycję zerową regulatora.

Cechą przełącznika jest obecność automatycznej jednostki sterującej (ACU), która wydaje polecenia sterujące do VS9 w przedziale, w którym transformator jest włączany na biegu jałowym.BAU działa przez jakiś czas, wymaga wejścia w tryb źródeł zasilających grupy tyrystorowe VS1 — VS11 i VS, ponieważ sam transformator służy jako źródło zasilania dla układu sterowania przełącznikiem.