อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายอุตสาหกรรม

ในการเลือกวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการจัดวางในระบบจ่ายไฟจำเป็นต้องระบุระดับแรงดันไฟฟ้าที่จุดต่าง ๆ โดยคำนึงถึงกำลังที่ส่งผ่านแต่ละส่วนพารามิเตอร์ทางเทคนิคของส่วนเหล่านี้ ส่วนของเส้น กำลังของหม้อแปลง ประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ ฯลฯ กฎระเบียบไม่ได้ขึ้นอยู่กับทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับเกณฑ์ทางเศรษฐกิจด้วย

วิธีการทางเทคนิคหลักของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในระบบจ่ายไฟของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมคือ:

• หม้อแปลงไฟฟ้าพร้อมอุปกรณ์ควบคุมโหลด (OLTC)

• หม้อแปลงแบบ step-up พร้อมการควบคุมโหลด

• ธนาคารตัวเก็บประจุที่มีการเชื่อมต่อตามยาวและตามขวาง, มอเตอร์ซิงโครนัสพร้อมการควบคุมอัตโนมัติของกระแสกระตุ้น,

• แหล่งพลังงานปฏิกิริยาคงที่

• เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าในท้องถิ่นที่พบในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ส่วนใหญ่

ในรูป1 แสดงไดอะแกรมของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบรวมศูนย์ในเครือข่ายการกระจายขององค์กรอุตสาหกรรม ดำเนินการโดยหม้อแปลงที่มีอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติภายใต้โหลด... หม้อแปลงถูกติดตั้งที่สถานีย่อยหลักแบบ step-down (GPP) ของ องค์กร หม้อแปลงด้วย สวิตช์โหลดมีหน่วยควบคุมแรงดันไฟฟ้าโหลดอัตโนมัติ (AVR)

ข้าว. 1. โครงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าจากส่วนกลางในเครือข่ายการกระจายขององค์กรอุตสาหกรรม

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าจากส่วนกลางในบางกรณีไม่เพียงพอ ดังนั้นสำหรับเครื่องรับไฟฟ้าที่ไวต่อการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าจึงติดตั้งในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-up ของเครือข่ายการกระจายหรือตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแต่ละตัว

หม้อแปลงทำงานของเครือข่ายการกระจาย, หม้อแปลง T1 — TZ (ดูรูปที่ 1) ตามกฎแล้วไม่มีอุปกรณ์สำหรับควบคุมแรงดันโหลดและติดตั้งอุปกรณ์ควบคุมโดยไม่มีการกระตุ้นประเภท PBV ซึ่งอนุญาตให้เปลี่ยนสาขาของพลังงาน หม้อแปลงเมื่อถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย โดยทั่วไปอุปกรณ์เหล่านี้ใช้สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าตามฤดูกาล

องค์ประกอบสำคัญที่ปรับปรุงระบอบแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายขององค์กรอุตสาหกรรมคือ อุปกรณ์ชดเชยพลังงานปฏิกิริยา — แบตเตอรี่ตัวเก็บประจุที่มีการเชื่อมต่อตามขวางและตามยาว การติดตั้งตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม (UPC) ทำให้สามารถลดความต้านทานไฟฟ้าเหนี่ยวนำและการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายได้สำหรับ UPK อัตราส่วนของความต้านทานตัวเก็บประจุของตัวเก็บประจุ xk ต่อความต้านทานอุปนัยของเส้น xl เรียกว่าเปอร์เซ็นต์การชดเชย: C = (xc / chl) x 100 [%]

อุปกรณ์ UPC ปรับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายขึ้นอยู่กับขนาดและเฟสของกระแสโหลด ในทางปฏิบัติ จะใช้วิธีชดเชยค่ารีแอกแตนซ์เพียงบางส่วนเท่านั้น (C < 100%)

การชดเชยเต็มจำนวนในกรณีที่โหลดเปลี่ยนกะทันหันและในโหมดฉุกเฉินอาจทำให้เกิดไฟกระชากได้ ในเรื่องนี้ที่ค่า C ที่สำคัญอุปกรณ์ UPK จะต้องติดตั้งสวิตช์ที่ข้ามส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่

สำหรับระบบจ่ายไฟ CCP กำลังได้รับการพัฒนาโดยแบ่งส่วนของส่วนแบตเตอรี่ด้วยสวิตช์ไทริสเตอร์ ซึ่งจะขยายขอบเขตของ CCP ในระบบจ่ายไฟขององค์กรอุตสาหกรรม

ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานกับเครือข่ายสร้างพลังงานปฏิกิริยา x และแรงดันไฟฟ้าพร้อมกัน เนื่องจากช่วยลดการสูญเสียของเครือข่าย พลังงานปฏิกิริยาที่เกิดจากแบตเตอรี่ที่คล้ายกัน — อุปกรณ์ชดเชยด้านข้าง, Qk = U22πfC ดังนั้น พลังงานปฏิกิริยาที่ส่งโดยธนาคารของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบไขว้จึงขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมันเป็นส่วนใหญ่

เมื่อเลือกกำลังของตัวเก็บประจุจะขึ้นอยู่กับความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าค่าเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับบรรทัดฐานที่ค่าที่คำนวณได้ของโหลดที่ใช้งานอยู่ซึ่งกำหนดโดยความแตกต่างของการสูญเสียเชิงเส้นก่อนและหลังการเปิดตัวเก็บประจุ:

โดยที่ P1, Q2, P2, Q2 เป็นกำลังงานและปฏิกิริยาที่ส่งบนสายก่อนและหลังการติดตั้งตัวเก็บประจุ rs, xc - ความต้านทานของเครือข่าย

เมื่อพิจารณาถึงค่าคงที่ของกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานซึ่งส่งไปตามเส้น (P1 = P2) เรามี:

ผลการควบคุมของการเชื่อมต่อธนาคารตัวเก็บประจุแบบขนานกับเครือข่ายนั้นแปรผันตาม xc นั่นคือ แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของผู้ใช้ที่ปลายสายนั้นมากกว่าที่จุดเริ่มต้น

วิธีการหลักในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายการกระจายของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมคือ หม้อแปลงควบคุมโหลด... ก๊อกควบคุมของหม้อแปลงดังกล่าวตั้งอยู่บนขดลวดไฟฟ้าแรงสูง สวิตช์มักจะอยู่ในถังทั่วไปที่มีวงจรแม่เหล็กและขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า แอคชูเอเตอร์ติดตั้งลิมิตสวิตช์ที่เปิดวงจรไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟให้มอเตอร์เมื่อสวิตช์ถึงตำแหน่งจำกัด

ในรูป 2, a แสดงไดอะแกรมของสวิตช์หลายระดับของประเภท RNT-9 ซึ่งมีแปดตำแหน่งและความลึกของการปรับ ± 10% การเปลี่ยนระหว่างสเตจทำได้โดยการหลบหลีกสเตจที่อยู่ติดกับเครื่องปฏิกรณ์

ข้าว. 2. อุปกรณ์สวิตช์ของหม้อแปลงไฟฟ้า: a - สวิตช์ของประเภท RNT, R - เครื่องปฏิกรณ์, RO - ส่วนควบคุมของขดลวด, PC - หน้าสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้ของสวิตช์, b - สวิตช์ของประเภท RNTA, TC - ความต้านทาน จำกัด กระแส สวิตช์ PGR สำหรับการปรับหยาบ PTR - สวิตช์ปรับละเอียด

อุตสาหกรรมพื้นเมืองยังผลิตสวิตช์ซีรีย์ RNTA ที่มีความต้านทานจำกัดกระแสที่ใช้งานอยู่ โดยมีขั้นตอนการปรับที่เล็กลงทีละ 1.5% แสดงในรูป 2b สวิตช์ RNTA มีขั้นตอนการปรับละเอียดเจ็ดขั้น (PTR) และขั้นตอนการปรับหยาบ (PGR)

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมไฟฟ้ายังผลิตสแตติกสวิตซ์สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า ทำให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าความเร็วสูงในเครือข่ายอุตสาหกรรมได้

ในรูป 3 แสดงหนึ่งในระบบตัดการเชื่อมต่อของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ควบคุมโดยอุตสาหกรรมไฟฟ้า — สวิตช์ "ผ่านตัวต้านทาน"

รูปแสดงพื้นที่ควบคุมของหม้อแปลงซึ่งมีก๊อกแปดตัวเชื่อมต่อกับขั้วต่อเอาต์พุตโดยใช้กลุ่มสองขั้ว VS1-VS8 นอกจากกลุ่มเหล่านี้แล้ว ยังมีกลุ่มสวิตชิ่งไบโพลาร์ไทริสเตอร์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวจำกัดกระแส R

ข้าว. 3. สวิตช์คงที่พร้อมตัว จำกัด กระแส

หลักการทำงานของสวิตช์มีดังนี้: เมื่อเปลี่ยนจากก๊อกเป็นก๊อกเพื่อหลีกเลี่ยงการลัดวงจรของส่วนหรือวงจรเปิดกลุ่มไบโพลาร์เอาต์พุตจะดับลงอย่างสมบูรณ์โดยการถ่ายโอนกระแสไปยังก๊อกด้วยตัวต้านทาน จากนั้นกระแสจะถูกถ่ายโอนไปยัง faucet ที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น เมื่อเปลี่ยนจาก faucet VS3 เป็น VS4 วงจรต่อไปนี้จะเกิดขึ้น: VS เปิด

กระแสลัดวงจรของส่วนถูกจำกัดโดยตัวต้านทานจำกัดกระแส R, ไทริสเตอร์ VS3 ปิดอยู่, VS4 เปิดอยู่, ไทริสเตอร์ VS ปิดอยู่ การเปลี่ยนอื่น ๆ จะทำในลักษณะเดียวกัน กลุ่มไบโพลาร์ไทริสเตอร์ VS10 และ VS11 กลับเขตควบคุม สวิตช์มีบล็อกไทริสเตอร์ที่แข็งแกร่งขึ้น VS9 ซึ่งตระหนักถึงตำแหน่งศูนย์ของตัวควบคุม

คุณสมบัติของสวิตช์คือการมีชุดควบคุมอัตโนมัติ (ACU) ซึ่งออกคำสั่งควบคุมไปยัง VS9 ในช่วงที่หม้อแปลงเปิดโดยไม่ได้ใช้งานBAU ทำงานได้ระยะหนึ่งต้องใช้แหล่งป้อนไทริสเตอร์กลุ่ม VS1 — VS11 และ VS เพื่อเข้าสู่โหมดเนื่องจากตัวหม้อแปลงทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับระบบควบคุมสวิตช์