Spanningsregelapparatuur in industriële netwerken

Om middelen voor spanningsregeling en hun plaatsing in het voedingssysteem te kiezen, is het noodzakelijk om de spanningsniveaus op de verschillende punten te identificeren, rekening houdend met de vermogens die worden overgedragen door de afzonderlijke secties, de technische parameters van deze secties, het kruis sectie van de lijnen, het vermogen van de transformatoren, de soorten reactoren, etc. regelgeving is niet alleen gebaseerd op technische, maar ook op economische criteria.

De belangrijkste technische middelen voor spanningsregeling in voedingssystemen van industriële ondernemingen zijn:

• vermogenstransformatoren met load control devices (OLTC),

• step-up transformatoren met lastregeling,

• condensatorbanken met langs- en dwarsaansluiting, synchrone motoren met automatische regeling van de bekrachtigingsstroom,

• statische bronnen van reactief vermogen,

• generatoren van lokale elektriciteitscentrales die in de meeste grote industriële fabrieken worden aangetroffen.

In afb.1 toont een diagram van gecentraliseerde spanningsregeling in het distributienetwerk van een industriële onderneming, het wordt uitgevoerd door een transformator met een automatisch spanningsregelapparaat onder belasting... De transformator is geïnstalleerd op het hoofdonderstation (GPP) van de onderneming. Transformatoren met laad schakelaars, zijn uitgerust met AVR-units (Automatic Load Voltage Regulation).

Rijst. 1. Schema voor centrale spanningsregeling in het distributienet van een industriële onderneming

Gecentraliseerde spanningsregeling blijkt in sommige gevallen onvoldoende. Daarom worden voor elektrische ontvangers die gevoelig zijn voor spanningsafwijkingen, ze geïnstalleerd in het distributienetwerk step-up transformatoren of individuele spanningsstabilisatoren.

Werkende transformatoren van distributienetwerken, transformatoren T1 - TZ (zie Fig. 1), hebben in de regel geen apparaten voor het regelen van de belastingsspanning en zijn uitgerust met besturingsapparaten zonder excitatie, type PBV, waarmee de takken van de stroom kunnen worden geschakeld transformator wanneer deze is losgekoppeld van het netwerk. Deze apparaten worden over het algemeen gebruikt voor seizoensgebonden spanningsregeling.

Een belangrijk element dat het spanningsregime in het netwerk van een industriële onderneming verbetert, is apparaten voor blindvermogencompensatie — condensatorbatterijen met dwars- en langsaansluiting. De installatie van in serie geschakelde condensatoren (UPC) maakt het mogelijk om inductieve weerstand en spanningsverlies in de lijn te verminderen.Voor UPK wordt de verhouding van de capacitieve weerstand van de condensatoren xk tot de inductieve weerstand van de lijn xl het compensatiepercentage genoemd: C = (xc / chl) x 100 [%].

UPC-apparaten passen parametrisch, afhankelijk van de grootte en fase van de belastingsstroom, de spanning in het netwerk aan. In de praktijk wordt slechts een gedeeltelijke compensatie van lijnreactantie (C < 100%) toegepast.

Volledige compensatie bij plotselinge veranderingen in de belasting en in noodmodi kan spanningspieken veroorzaken. In dit opzicht moeten UPK-apparaten bij significante waarden van C worden uitgerust met schakelaars die een deel van de batterijen omzeilen.

Voor voedingssystemen worden CCP's ontwikkeld met shunting van een deel van de batterijsecties met thyristorschakelaars, waardoor de reikwijdte van CCP's in de voedingssystemen van industriële ondernemingen zal worden uitgebreid.

Condensatoren die parallel aan het netwerk zijn aangesloten, genereren tegelijkertijd x reactief vermogen en spanning, omdat ze netwerkverliezen verminderen. Reactief vermogen gegenereerd door vergelijkbare batterijen — apparaten voor laterale compensatie, Qk = U22πfC. Het reactieve vermogen dat wordt geleverd door de reeks onderling verbonden condensatoren hangt dus grotendeels af van de spanning over de klemmen.

Bij het kiezen van het vermogen van de condensatoren is het gebaseerd op de noodzaak om te zorgen voor een spanningsafwijking die overeenkomt met de normen bij de berekende waarde van de actieve belasting, die wordt bepaald door het verschil in lineaire verliezen voor en na het inschakelen van de condensatoren:

waarbij P1, Q2, P2, Q2 actieve en reactieve vermogens zijn die op de lijn worden verzonden voor en na de installatie van condensatoren, rs, xc - netwerkweerstand.

Rekening houdend met de onveranderlijkheid van het actieve vermogen dat langs de lijn wordt uitgezonden (P1 = P2), hebben we:

Het regulerende effect van het parallel aansluiten van een condensatorbank op het netwerk is evenredig met xc, d.w.z. de spanningstoename bij de gebruiker aan het einde van de lijn is groter dan aan het begin.

Het belangrijkste middel voor spanningsregeling in de distributienetwerken van industriële ondernemingen zijn belastingsgestuurde transformatoren. De regelkranen van dergelijke transformatoren bevinden zich op de hoogspanningswikkeling. De schakelaar wordt meestal geplaatst in een gemeenschappelijke tank met een magnetisch circuit en aangedreven door een elektromotor. De actuator is uitgerust met eindschakelaars die het elektrische circuit openen om de motor te voeden wanneer de schakelaar de eindpositie bereikt.

In afb. 2, a toont een diagram van een meerniveauschakelaar van het type RNT-9, die acht standen heeft en een insteldiepte van ± 10%. De overgang tussen trappen wordt bewerkstelligd door aangrenzende trappen naar de reactor te manoeuvreren.

Rijst. 2. Schakelinrichtingen van vermogenstransformatoren: a - schakelaar van het RNT-type, R - reactor, RO - regulerend deel van de wikkeling, PC - beweegbare contacten van de schakelaar, b - schakelaar van het RNTA-type, TC - stroombegrenzingsweerstand, PGR-schakelaar voor grofafstelling, PTR - schakelaar voor fijnafstelling

De inheemse industrie produceert ook schakelaars uit de RNTA-serie met actieve stroombegrenzende weerstand met kleinere instelstappen van elk 1,5%. Getoond in afb. 2b, heeft de RNTA-schakelaar zeven fijnafstemstappen (PTR) en een grofafstemstap (PGR).

Momenteel produceert de elektrische industrie ook statische schakelaars voor vermogenstransformatoren, waardoor snelle spanningsregeling in industriële netwerken mogelijk wordt.

In afb. 3 toont een van de ontkoppelingssystemen voor stroomtransformatoren die door de elektrische industrie worden beheerst - een "door weerstand" -schakelaar.

De afbeelding toont het besturingsgebied van de transformator, waarvan acht kranen zijn aangesloten op de uitgangsklem door middel van bipolaire groepen VS1-VS8. Naast deze groepen is er een bipolaire thyristorschakelgroep die in serie is geschakeld met de stroombegrenzer R.

Rijst. 3. Statische schakelaar met stroombegrenzer

Het werkingsprincipe van de schakelaar is als volgt: bij het overschakelen van kraan naar kraan, om kortsluiting van de sectie of een open circuit te voorkomen, wordt de bipolaire uitgangsgroep volledig gedoofd door de stroom naar de kraan over te dragen met een weerstand , en vervolgens wordt de stroom overgebracht naar de gewenste kraan. Bij het overschakelen van kraan VS3 naar VS4 vindt bijvoorbeeld de volgende cyclus plaats: VS gaat aan.

De kortsluitstroom van de sectie wordt begrensd door de stroombegrenzingsweerstand R, thyristors VS3 zijn uit, VS4 is aan, thyristors VS zijn uit. Andere commutaties worden op dezelfde manier gedaan. Bipolaire thyristorgroepen VS10 en VS11 keren de regelzone om. De schakelaar heeft een versterkt thyristorblok VS9, dat de nulstand van de regelaar realiseert.

Een kenmerk van de schakelaar is de aanwezigheid van een automatische besturingseenheid (ACU), die stuurcommando's aan VS9 geeft in het interval wanneer de transformator inactief wordt ingeschakeld.BAU werkt enige tijd, de bronnen die de thyristorgroepen VS1 - VS11 en VS voeden, zijn nodig om in de modus te komen, aangezien de transformator zelf dient als voeding voor het schakelbesturingssysteem.