วิธีการและวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าของเครื่องรับไฟฟ้า

เพื่อให้ค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าสำหรับเครื่องรับไฟฟ้าใช้วิธีการต่อไปนี้:

1. การควบคุมแรงดันไฟฟ้าในบัสของศูนย์พลังงาน

2. การเปลี่ยนแปลงปริมาณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในองค์ประกอบเครือข่าย

3. การเปลี่ยนแปลงค่าของพลังงานปฏิกิริยาที่ส่ง

4. การเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลง

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าบนบัสบาร์ของศูนย์พลังงาน

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าในศูนย์จ่ายไฟ (CPU) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับ CPU และเรียกว่าแบบรวมศูนย์ วิธีการควบคุมที่เหลือจะเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในบางพื้นที่และเรียกว่าวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่น ในฐานะที่เป็นโปรเซสเซอร์ของเครือข่ายเมืองสามารถพิจารณาได้ บัสสำหรับเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน หรือบัสบาร์แรงต่ำของสถานีไฟฟ้าย่อยในเขตหรือสถานีไฟฟ้าย่อยแบบแทรกลึก ดังนั้นวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าจึงเป็นไปตาม

ที่แรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะถูกผลิตขึ้นโดยอัตโนมัติโดยการเปลี่ยนกระแสกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อนุญาตให้มีการเบี่ยงเบนจากแรงดันไฟฟ้าปกติภายใน± 5% ด้านแรงดันต่ำของสถานีย่อยระดับภูมิภาค การควบคุมทำได้โดยใช้หม้อแปลงควบคุมโหลด (OLTC) ตัวควบคุมเชิงเส้น (LR) และตัวชดเชยแบบซิงโครนัส (SKs)

สำหรับความต้องการของลูกค้าที่แตกต่างกัน สามารถใช้อุปกรณ์ควบคุมร่วมกันได้ ระบบดังกล่าวเรียกว่า การควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบรวมศูนย์.

ตามกฎแล้วจะมีการดำเนินการต่อต้านการควบคุมบนบัสโปรเซสเซอร์นั่นคือกฎระเบียบดังกล่าวซึ่งในช่วงเวลาที่มีการโหลดมากที่สุดเมื่อการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายมีมากที่สุดเช่นกัน แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นและในระหว่างชั่วโมง ของโหลดขั้นต่ำจะลดลง

หม้อแปลงที่มีสวิตช์โหลดช่วยให้ช่วงการควบคุมค่อนข้างใหญ่ถึง ± 10-12% และในบางกรณี (หม้อแปลงประเภท TDN ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 110 kV สูงถึง 16% ใน 9 ขั้นตอนของการควบคุม มีโครงการสำหรับมอดูเลต ควบคุมโหลด แต่ก็ยังมีราคาแพงและใช้ในกรณีพิเศษที่มีความต้องการสูงเป็นพิเศษ

เปลี่ยนระดับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในองค์ประกอบเครือข่าย

การเปลี่ยนแปลงการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในองค์ประกอบเครือข่ายสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความต้านทานของวงจร ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนส่วนตัดขวางของสายไฟและสายเคเบิล การปิดหรือเปิดจำนวนของเส้นและหม้อแปลงที่เชื่อมต่อแบบขนาน (ดู- การทำงานแบบขนานของหม้อแปลง).

ทางเลือกของส่วนตัดขวางของสายไฟนั้นทำขึ้นจากเงื่อนไขความร้อน ความหนาแน่นกระแสเศรษฐกิจ และการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต ตลอดจนเงื่อนไขความแข็งแรงเชิงกล การคำนวณเครือข่าย โดยเฉพาะไฟฟ้าแรงสูง ตามการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต ไม่ได้ให้ค่าความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าปกติสำหรับเครื่องรับไฟฟ้าเสมอไป นั่นเป็นเหตุผล ใน PUE การสูญเสียไม่ได้ทำให้เป็นปกติ แต่ ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้า.

ความต้านทานเครือข่ายสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม (การชดเชยตัวเก็บประจุตามยาว)

การชดเชยตัวเก็บประจุตามยาวเรียกว่าวิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งตัวเก็บประจุแบบคงที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมในส่วนของแต่ละเฟสของสายเพื่อสร้างแรงดันไฟกระชาก

เป็นที่ทราบกันดีว่าค่ารีแอกแตนซ์ทั้งหมดของวงจรไฟฟ้านั้นพิจารณาจากความแตกต่างระหว่างความต้านทานแบบอุปนัยและแบบคาปาซิทีฟ

โดยการเปลี่ยนค่าความจุของตัวเก็บประจุที่รวมอยู่และตามด้วยค่าของความต้านทานแบบ capacitive คุณสามารถรับค่าต่าง ๆ ของการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายซึ่งเทียบเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นที่ขั้ว ของเครื่องรับไฟฟ้า

แนะนำให้ใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุกับเครือข่ายสำหรับตัวประกอบพลังงานต่ำในเครือข่ายค่าโสหุ้ย ซึ่งการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบปฏิกิริยาเป็นหลัก

การชดเชยตามยาวมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครือข่ายที่มีการผันผวนของโหลดอย่างรวดเร็ว เนื่องจากการทำงานของมันเป็นไปโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์และขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสที่ไหล

ควรคำนึงถึงว่าการชดเชยตัวเก็บประจุตามยาวทำให้เกิดกระแสลัดวงจรเพิ่มขึ้นในเครือข่ายและอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเกินซึ่งต้องมีการตรวจสอบเป็นพิเศษ

เพื่อจุดประสงค์ในการชดเชยตามยาว ไม่จำเป็นต้องติดตั้งตัวเก็บประจุที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบของเครือข่าย แต่จะต้องแยกได้อย่างน่าเชื่อถือจากสายดิน

ดูเพิ่มเติมในหัวข้อนี้: การชดเชยตามยาว — ความหมายทางกายภาพและการใช้งานทางเทคนิค

การเปลี่ยนแปลงค่าของพลังงานปฏิกิริยาที่ส่ง

พลังงานปฏิกิริยาสามารถสร้างขึ้นได้ไม่เพียง แต่จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงตัวชดเชยแบบซิงโครนัสและมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่ตื่นเต้นมากเกินไปรวมถึงตัวเก็บประจุแบบคงที่ที่เชื่อมต่อแบบขนานกับเครือข่าย (การชดเชยตามขวาง)

กำลังของอุปกรณ์ชดเชยที่จะติดตั้งในเครือข่ายถูกกำหนดโดยความสมดุลของพลังงานปฏิกิริยาในโหนดที่กำหนดของระบบไฟฟ้าตามการคำนวณทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์

มอเตอร์ซิงโครนัสและคาปาซิเตอร์แบงค์ แหล่งพลังงานปฏิกิริยาอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อระบอบแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายไฟฟ้า ในกรณีนี้ การควบคุมอัตโนมัติของแรงดันไฟฟ้าและเครือข่ายของมอเตอร์ซิงโครนัสสามารถดำเนินการได้โดยไม่มีปัญหาใดๆ

ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานปฏิกิริยาในสถานีย่อยระดับภูมิภาคขนาดใหญ่มักใช้มอเตอร์แบบซิงโครนัสพิเศษของโครงสร้างเบาซึ่งทำงานในโหมดว่าง เครื่องยนต์ดังกล่าวเรียกว่า ตัวชดเชยแบบซิงโครนัส.

อุตสาหกรรมที่แพร่หลายที่สุดมีชุดมอเตอร์ไฟฟ้า SK ซึ่งผลิตขึ้นสำหรับแรงดันไฟฟ้า 380 — 660 V ออกแบบมาสำหรับการทำงานปกติโดยมีตัวประกอบกำลังไฟฟ้าชั้นนำเท่ากับ 0.8

ตัวชดเชยซิงโครนัสที่ทรงพลังมักจะติดตั้งในสถานีย่อยระดับภูมิภาค และมอเตอร์ซิงโครนัสมักใช้สำหรับไดรฟ์ต่างๆ ในอุตสาหกรรม (ปั๊มทรงพลัง คอมเพรสเซอร์)

การสูญเสียพลังงานค่อนข้างมากในมอเตอร์ซิงโครนัสทำให้ยากต่อการใช้งานในเครือข่ายที่มีโหลดน้อย การคำนวณแสดงให้เห็นว่าในกรณีนี้ธนาคารตัวเก็บประจุแบบคงที่มีความเหมาะสมมากกว่า โดยหลักการแล้ว ผลกระทบของตัวเก็บประจุชดเชยการปัดต่อระดับแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายนั้นคล้ายกับผลกระทบของมอเตอร์ซิงโครนัสที่ตื่นเต้นมากเกินไป

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวเก็บประจุได้อธิบายไว้ในบทความ ตัวเก็บประจุแบบคงที่สำหรับการชดเชยพลังงานปฏิกิริยาโดยพิจารณาในแง่ของการปรับปรุงตัวประกอบกำลัง

มีหลายรูปแบบสำหรับการชดเชยแบตเตอรี่โดยอัตโนมัติ อุปกรณ์เหล่านี้มีจำหน่ายทั่วไปพร้อมตัวเก็บประจุ แผนภาพดังกล่าวแสดงไว้ที่นี่: ไดอะแกรมการเดินสายธนาคารตัวเก็บประจุ

การเปลี่ยนอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลง

ปัจจุบันมีการผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 35 kV เพื่อติดตั้งในเครือข่ายการกระจาย ปิดสวิตช์ สำหรับการสลับก๊อกควบคุมในขดลวดปฐมภูมิ โดยปกติจะมี 4 สาขาดังกล่าวนอกเหนือจากสาขาหลักซึ่งทำให้สามารถรับอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงได้ 5 ระดับ (ขั้นตอนแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง + 10% ที่สาขาหลัก — + 5% ).

การจัดเรียงก๊อกเป็นวิธีที่ถูกที่สุดในการควบคุม แต่ต้องถอดหม้อแปลงออกจากเครือข่ายและสิ่งนี้ทำให้เกิดการหยุดชะงักแม้ว่าจะเป็นช่วงสั้น ๆ ในแหล่งจ่ายไฟของผู้บริโภค ดังนั้นจึงใช้สำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าตามฤดูกาลเท่านั้น เช่น ปีละ 1-2 ครั้ง ก่อนฤดูร้อนและฤดูหนาว

มีวิธีการคำนวณและกราฟิกหลายวิธีสำหรับการเลือกอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงที่ได้เปรียบที่สุด

ให้เราพิจารณาที่นี่เพียงหนึ่งในตัวอย่างที่ง่ายและมีภาพประกอบมากที่สุด ขั้นตอนการคำนวณมีดังนี้:

1. จากข้อมูลของ PUE ค่าความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตจะถูกนำมาใช้สำหรับผู้ใช้ที่กำหนด (หรือกลุ่มผู้ใช้)

2. นำความต้านทานทั้งหมดของส่วนที่พิจารณาของวงจรไปที่แรงดันไฟฟ้าหนึ่ง (บ่อยกว่าถึงสูง)

3. การทราบแรงดันไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้นของเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงให้ลบการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงทั้งหมดไปยังผู้บริโภคสำหรับโหมดโหลดที่ต้องการ

หม้อแปลงไฟฟ้าพร้อม ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะโหลด (OLTC)… ข้อได้เปรียบของพวกเขาอยู่ที่ความจริงที่ว่าการควบคุมนั้นดำเนินการโดยไม่ต้องถอดหม้อแปลงออกจากเครือข่าย มีวงจรจำนวนมากที่มีและไม่มีการควบคุมอัตโนมัติ

การเปลี่ยนจากขั้นตอนหนึ่งไปยังอีกขั้นตอนหนึ่งดำเนินการโดยการควบคุมระยะไกลโดยใช้ไดรฟ์ไฟฟ้าโดยไม่หยุดชะงักของกระแสการทำงานในวงจรไฟฟ้าแรงสูงที่คดเคี้ยว สิ่งนี้ทำได้โดยการลัดวงจรส่วนจำกัดกระแสควบคุม (สำลัก)

ตัวควบคุมอัตโนมัตินั้นสะดวกมากและอนุญาตให้เปลี่ยนได้ถึง 30 ครั้งต่อวันหน่วยงานกำกับดูแลถูกกำหนดในลักษณะที่มีโซนตายซึ่งควรใหญ่กว่าขั้นตอนการควบคุม 20 - 40% ในขณะเดียวกัน ก็ไม่ควรตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในระยะสั้นที่เกิดจากการลัดวงจรระยะไกล การสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ ฯลฯ

ขอแนะนำให้สร้างโครงร่างสถานีย่อยเพื่อให้ผู้บริโภคมีเส้นโค้งโหลดที่เป็นเนื้อเดียวกันและใกล้เคียงกัน ข้อกำหนดด้านคุณภาพแรงดันไฟฟ้า.