Elektromos vevők feszültségszabályozásának módszerei, eszközei
Az elektromos vevőkészülékek feszültségeltéréseinek néhány előre meghatározott értékének biztosítása érdekében a következő módszereket alkalmazzuk:
1. Feszültség szabályozása az energiaközpont buszaiban;
2. A hálózati elemek feszültségveszteségének mértékének változása;
3. Az átvitt meddőteljesítmény értékének változása.
4. Transzformátorok transzformációs arányának megváltoztatása.
Feszültségszabályozás teljesítményközponti gyűjtősíneken
A tápellátási központban (CPU) a feszültségszabályozás feszültségváltozásokhoz vezet a CPU-hoz csatlakoztatott teljes hálózatban, és központosítottnak nevezik, a többi szabályozási módszer egy bizonyos területen megváltoztatja a feszültséget, és helyi feszültségszabályozási módszernek nevezik. A városi hálózatok feldolgozójaként tekinthető buszok a hőerőmű generátorfeszültségéhez vagy a körzeti alállomások vagy mélybetétes alállomások kisfeszültségű gyűjtősínjei. Ezért a feszültségszabályozási módszerek következnek.
A generátor feszültségénél a generátorok gerjesztőáramának változtatásával automatikusan előáll. A névleges feszültségtől ± 5%-on belüli eltérés megengedett. A regionális alállomások kisfeszültségű oldalán a szabályozás terhelésvezérelt transzformátorokkal (OLTC), lineáris szabályozókkal (LR) és szinkron kompenzátorokkal (SK) történik.
Különböző vásárlói igények esetén a vezérlőberendezések együtt is használhatók. Az ilyen rendszereket ún központosított csoportos feszültségszabályozás.
A processzorbuszokon általában ellenszabályozás történik, vagyis olyan szabályozás, amelyben a legnagyobb terhelések óráiban, amikor a hálózatban a feszültségveszteségek is a legnagyobbak, a feszültség emelkedik, az óra alatt pedig minimális terhelés esetén csökken.
A terheléskapcsolós transzformátorok meglehetősen nagy szabályozási tartományt tesznek lehetővé ± 10-12% -ig, és bizonyos esetekben (TDN típusú transzformátorok magasabb feszültségű, 110 kV-os transzformátorok 9 szabályozási fokozatban akár 16% -ig) Vannak projektek modulálásra terhelésvezérlés, de még mindig drágák, és kivételes esetekben, különösen magas követelmények mellett használják.
A hálózati elemek feszültségveszteségének mértékének változása
A hálózati elemek feszültségveszteségének megváltoztatása történhet az áramkör ellenállásának megváltoztatásával, például a vezetékek és kábelek keresztmetszetének megváltoztatásával, a párhuzamosan csatlakoztatott vezetékek és transzformátorok számának kikapcsolásával vagy bekapcsolásával (lásd Transzformátorok párhuzamos működése).
A vezetékek keresztmetszetének megválasztása, mint ismeretes, a fűtési viszonyok, a gazdaságos áramsűrűség és a megengedett feszültségveszteség, valamint a mechanikai szilárdsági feltételek alapján történik. A hálózat, különösen a nagyfeszültség számítása a megengedett feszültségveszteség alapján nem mindig biztosít normalizált feszültségeltéréseket az elektromos vevők számára. ezért PUE-ban a veszteségeket nem normalizálják, hanem feszültségeltérések.
A hálózati ellenállást kondenzátorok sorba kapcsolásával lehet változtatni (hosszirányú kapacitív kompenzáció).
A hosszanti kapacitív kompenzációt olyan feszültségszabályozási módszernek nevezik, amelyben a vezeték egyes fázisainak szakaszában a statikus kondenzátorokat sorba kötik, hogy feszültségcsúcsokat hozzanak létre.
Ismeretes, hogy egy elektromos áramkör teljes reaktanciáját az induktív és a kapacitív ellenállás közötti különbség határozza meg.
A mellékelt kondenzátorok kapacitásának és ennek megfelelően a kapacitív ellenállás értékének megváltoztatásával lehetőség nyílik a vezeték feszültségveszteségének különböző értékei elérésére, ami megegyezik a megfelelő feszültségnövekedéssel a kapcsokon. az elektromos vevőkről.
A kondenzátorok soros hálózatba kapcsolása alacsony teljesítménytényezők esetén ajánlott felsővezetékes hálózatokban, ahol a feszültségveszteséget elsősorban a reaktív komponense határozza meg.
A longitudinális kompenzáció különösen hatékony az éles terhelésingadozású hálózatokban, mivel működése teljesen automatikus, és az átfolyó áram nagyságától függ.
Figyelembe kell venni azt is, hogy a hosszanti kapacitív kompenzáció a rövidzárlati áramok növekedéséhez vezet a hálózatban, és rezonáns túlfeszültséget okozhat, ami speciális ellenőrzést igényel.
A hosszanti kompenzáció érdekében nem szükséges a hálózat teljes üzemi feszültségére méretezett kondenzátorokat beépíteni, hanem azokat megbízhatóan le kell választani a földeléstől.
Lásd még ebben a témában: Longitudinális kompenzáció – fizikai jelentés és műszaki megvalósítás
Az átvitt meddőteljesítmény értékének változása
Meddőteljesítményt nemcsak erőművek generátorai, hanem szinkron kompenzátorai és túlgerjesztett szinkron villanymotorok, valamint a hálózattal párhuzamosan kapcsolt statikus kondenzátorok is előállíthatnak (transzverzális kompenzáció).
A hálózatba beépítendő kiegyenlítő készülékek teljesítményét a villamosenergia-rendszer adott csomópontjában a meddőteljesítmény mérleg határozza meg műszaki-gazdasági számítások alapján.
Szinkronmotorok és kondenzátortelepek, lények meddő áramforrások, jelentős hatással lehet az elektromos hálózat feszültségére. Ebben az esetben a szinkronmotorok feszültségének és hálózatának automatikus szabályozása probléma nélkül elvégezhető.
A nagy regionális alállomások meddőteljesítmény-forrásaként gyakran használnak speciális könnyűszerkezetes szinkronmotorokat, amelyek üresjáratban működnek. Az ilyen motorokat ún szinkron kompenzátorok.
A legelterjedtebb és az iparban egy sor SK villanymotor található, amelyeket 380–660 V névleges feszültségre gyártanak, és normál működésre tervezték, 0,8-as vezető teljesítménytényezővel.
Az erős szinkron kompenzátorokat általában a regionális alállomásokon telepítik, a szinkronmotorokat pedig gyakrabban alkalmazzák az ipar különböző hajtásaihoz (erős szivattyúk, kompresszorok).
A viszonylag nagy energiaveszteségek jelenléte a szinkronmotorokban megnehezíti azok használatát kis terhelésű hálózatokban. A számítások azt mutatják, hogy ebben az esetben a statikus kondenzátortelepek alkalmasabbak. Elvileg a söntkompenzációs kondenzátorok hatása a hálózati feszültségszintekre hasonló a túlgerjesztett szinkronmotorok hatásához.
A kondenzátorokról további részletek a cikkben találhatók. Statikus kondenzátorok a meddőteljesítmény kompenzációjáhozahol a teljesítménytényező javítása szempontjából figyelembe veszik.
Számos séma létezik a kompenzáló akkumulátorok automatizálására. Ezek az eszközök a kereskedelemben kondenzátorokkal együtt kaphatók. Egy ilyen diagram látható itt: A kondenzátortelep kapcsolási rajzai
A transzformátorok transzformációs arányának megváltoztatása
Jelenleg 35 kV-ig terjedő feszültségű transzformátorokat gyártanak az elosztó hálózatokba történő beépítéshez kikapcsolja a kapcsolót a primer tekercsben lévő vezérlőcsapok kapcsolásához Általában 4 ilyen ág van a fő mellett, ami lehetővé teszi öt transzformációs arány elérését (0-tól + 10%-ig terjedő feszültséglépések, a főágon - + 5%) ).
A csapok átrendezése a szabályozás legolcsóbb módja, de ehhez a transzformátort le kell választani a hálózatról és ez rövid távon ugyan, de fennakadást okoz a fogyasztók áramellátásában, ezért csak szezonális feszültségszabályozásra, pl. Évente 1-2 alkalommal a nyári és téli szezon előtt.
Számos számítási és grafikus módszer létezik a legelőnyösebb transzformációs arány kiválasztására.
Tekintsük itt csak az egyik legegyszerűbb és legszemléletesebbet. A számítás menete a következő:
1. A PUE szerint a megengedett feszültségeltéréseket egy adott felhasználóra (vagy felhasználói csoportra) veszik.
2. Hozza az áramkör vizsgált szakaszának összes ellenállását egy (gyakrabban magas) feszültségre.
3. A nagyfeszültségű hálózat elején lévő feszültség ismeretében vonja le belőle a fogyasztót érő összes csökkentett feszültségveszteséget a szükséges terhelési módokhoz.
Erőátviteli transzformátorok felszerelt terhelési feszültségszabályozó (OLTC)… Előnyük abban rejlik, hogy a szabályozás a transzformátor hálózatról való leválasztása nélkül történik. Számos áramkör létezik automatikus vezérléssel és anélkül.
Az egyik fokozatból a másikba való átmenet távirányítóval történik, elektromos meghajtással a nagyfeszültségű tekercskörben lévő üzemi áram megszakítása nélkül. Ezt a szabályozott áramkorlátozó szakasz (fojtótekercs) rövidre zárásával érik el.
Az automatikus szabályozók nagyon kényelmesek, és akár napi 30 kapcsolást tesznek lehetővé.A szabályozók úgy vannak beállítva, hogy legyen egy úgynevezett holt zónájuk, aminek 20-40%-kal nagyobbnak kell lennie, mint a szabályozási lépés. Ugyanakkor nem szabad reagálniuk a rövid távú feszültségváltozásokra, amelyeket távoli rövidzárlatok, nagy villanymotorok indítása stb.
Javasoljuk, hogy az alállomási sémát úgy építsék ki, hogy a fogyasztók homogén terhelési görbékkel és megközelítőleg azonos feszültségminőségi követelmények.