أجهزة تنظيم الجهد في الشبكات الصناعية

من أجل اختيار وسائل تنظيم الجهد ووضعها في نظام إمداد الطاقة ، من الضروري تحديد مستويات الجهد في نقاطها المختلفة ، مع مراعاة القوى المنقولة من خلال أقسامها الفردية ، والمعلمات التقنية لهذه الأقسام ، والصليب قسم الخطوط ، قوة المحولات ، أنواع المفاعلات ، إلخ. لا تستند اللوائح التنظيمية فقط على المعايير الفنية ولكن أيضًا على المعايير الاقتصادية.

الوسائل التقنية الرئيسية لتنظيم الجهد في أنظمة إمداد الطاقة للمؤسسات الصناعية هي:

• محولات الطاقة مع أجهزة التحكم في الحمل (OLTC) ،

• محولات تصعيد مع تنظيم الحمل ،

• بنوك مكثف مع اتصال طولي وعرضي ، محركات متزامنة مع تنظيم تلقائي لتيار الإثارة ،

• مصادر ثابتة للطاقة التفاعلية ،

• مولدات محطات الطاقة المحلية الموجودة في معظم المنشآت الصناعية الكبيرة.

في التين.يوضح الشكل 1 مخططًا لتنظيم الجهد المركزي في شبكة التوزيع الخاصة بمؤسسة صناعية ، ويتم تنفيذه بواسطة محول بجهاز تنظيم الجهد الأوتوماتيكي تحت الحمل ... يتم تثبيت المحول في المحطة الفرعية الرئيسية (GPP) في المؤسسة. محولات مع مفاتيح التحميل، مزودة بوحدات تنظيم جهد الحمل الأوتوماتيكي (AVR).

أرز. 1. مخطط تنظيم الجهد المركزي في شبكة التوزيع لمؤسسة صناعية

تبين أن تنظيم الجهد المركزي في بعض الحالات غير كافٍ. لذلك ، بالنسبة للمستقبلات الكهربائية الحساسة لانحرافات الجهد ، يتم تثبيتها في محولات تصعيد شبكة التوزيع أو مثبتات الجهد الفردية.

لا تحتوي محولات شبكات التوزيع العاملة ، المحولات T1 - TZ (انظر الشكل 1) ، كقاعدة عامة ، على أجهزة لتنظيم جهد الحمل ومجهزة بأجهزة تحكم بدون إثارة ، من النوع PBV ، والتي تسمح بتبديل فروع الطاقة المحول عند فصله عن الشبكة. تستخدم هذه الأجهزة بشكل عام لتنظيم الجهد الموسمي.

من العناصر المهمة التي تعمل على تحسين نظام الجهد في شبكة مؤسسة صناعية أجهزة تعويض الطاقة التفاعلية - بطاريات مكثفة ذات اتصال عرضي وطولي. يتيح تركيب المكثفات المتصلة في سلسلة (UPC) تقليل المقاومة الاستقرائية وفقدان الجهد في الخط.بالنسبة لـ UPK ، تسمى نسبة المقاومة السعوية للمكثفات xk إلى المقاومة الاستقرائية للخط xl نسبة التعويض: C = (xc / chl) x 100 [٪].

أجهزة UPC حدوديًا ، اعتمادًا على حجم وطور تيار الحمل ، اضبط الجهد في الشبكة. في الممارسة العملية ، يتم اللجوء إلى التعويض الجزئي فقط لمفاعلية الخط (C <100٪).

يمكن أن يؤدي التعويض الكامل في حالة التغيرات المفاجئة في الحمل وفي أوضاع الطوارئ إلى حدوث زيادات حادة. في هذا الصدد ، عند القيم المهمة لـ C ، يجب أن تكون أجهزة UPK مجهزة بمفاتيح تتجاوز جزءًا من البطاريات.

بالنسبة لأنظمة الإمداد بالطاقة ، يتم تطوير نقاط التحكم في التوصيل من خلال تحويل جزء من أقسام البطارية باستخدام مفاتيح الثايرستور ، مما سيؤدي إلى توسيع نطاق نقاط التحكم الحرجة في أنظمة إمداد الطاقة للمؤسسات الصناعية.

تقوم المكثفات المتصلة بالتوازي مع الشبكة بتوليد x طاقة رد الفعل والجهد في نفس الوقت لأنها تقلل من خسائر الشبكة. الطاقة التفاعلية الناتجة عن البطاريات المماثلة - أجهزة التعويض الجانبي ، Qk = U22πfC. وبالتالي ، فإن القدرة التفاعلية التي يوفرها بنك المكثفات المتصالبة تعتمد إلى حد كبير على الجهد عبر أطرافها.

عند اختيار قوة المكثفات ، فإنه يعتمد على الحاجة إلى ضمان انحراف الجهد الذي يتوافق مع المعايير بالقيمة المحسوبة للحمل النشط ، والتي يتم تحديدها من خلال الاختلاف في الخسائر الخطية قبل وبعد تشغيل المكثفات:

حيث P1 ، Q2 ، P2 ، Q2 هي قوى نشطة وتفاعلية تنتقل على الخط قبل وبعد تركيب المكثفات ، rs ، xc - مقاومة الشبكة.

بالنظر إلى ثبات القوة النشطة المنقولة على طول الخط (P1 = P2) ، لدينا:

يتناسب التأثير التنظيمي لتوصيل بنك مكثف بالتوازي مع الشبكة مع xc ، أي أن زيادة الجهد في المستخدم في نهاية الخط أكبر مما كانت عليه في بدايته.

الوسيلة الرئيسية لتنظيم الجهد في شبكات التوزيع للمؤسسات الصناعية هي المحولات التي يتم التحكم فيها بالحمل ... توجد صنابير التحكم في هذه المحولات على الملف عالي الجهد. عادة ما يتم وضع المفتاح في خزان مشترك به دائرة مغناطيسية ويتم تشغيله بواسطة محرك كهربائي. المشغل مجهز بمفاتيح حدية تفتح الدائرة الكهربائية لتزويد المحرك عندما يصل المفتاح إلى وضع الحد.

في التين. 2 ، يُظهر مخططًا لمفتاح متعدد المستويات من النوع RNT-9 ، والذي يحتوي على ثمانية مواضع وعمق ضبط بنسبة ± 10٪. يتم تحقيق الانتقال بين المراحل عن طريق مناورة المراحل المجاورة للمفاعل.

أرز. 2. أجهزة تبديل محولات الطاقة: أ - مفتاح من نوع RNT ، مفاعل R ، RO - تنظيم جزء من الملف ، PC - جهات اتصال متحركة للمفتاح ، ب - مفتاح من نوع RNTA ، TC - مقاومة الحد الحالية ، مفتاح PGR للضبط الخشن ، PTR - مفتاح ضبط دقيق

تقوم الصناعة المحلية أيضًا بتصنيع مفاتيح سلسلة RNTA ذات مقاومة الحد الحالية النشطة مع خطوات ضبط أصغر تبلغ 1.5٪ لكل منها. يظهر في الشكل. في الشكل 2 ب ، يحتوي مفتاح RNTA على سبع خطوات ضبط دقيق (PTR) وخطوة ضبط خشن (PGR).

حاليًا ، تنتج الصناعة الكهربائية أيضًا مفاتيح تبديل ثابتة لمحولات الطاقة ، مما يتيح تنظيم الجهد عالي السرعة في الشبكات الصناعية.

في التين. يوضح الشكل 3 أحد أنظمة فصل محولات الطاقة التي تتقنها الصناعة الكهربائية - مفتاح "من خلال المقاوم".

يوضح الشكل منطقة التحكم في المحول ، والتي تحتوي على ثمانية صنابير متصلة بمحطة الإخراج الخاصة به عن طريق مجموعات ثنائية القطب VS1-VS8. بالإضافة إلى هذه المجموعات ، هناك مجموعة تبديل الثايرستور ثنائية القطب متصلة في سلسلة مع المحدد الحالي R.

أرز. 3. مفتاح ثابت مع المحدد الحالي

مبدأ تشغيل المفتاح هو كما يلي: عند التبديل من الصنبور إلى النقر ، لتجنب حدوث ماس كهربائي في القسم أو الدائرة المفتوحة ، يتم إطفاء مجموعة الإخراج ثنائية القطب تمامًا عن طريق نقل التيار إلى الصنبور باستخدام المقاوم ، ومن ثم يتم نقل التيار إلى الصنبور المطلوب. على سبيل المثال ، عند التبديل من صنبور VS3 إلى VS4 ، تحدث الدورة التالية: يتم تشغيل VS.

يتم تحديد تيار الدائرة القصيرة للقسم بواسطة المقاوم الحالي المحدد R ، والثايرستور VS3 متوقف ، VS4 قيد التشغيل ، الثايرستور VS متوقف. عمليات التبديل الأخرى تتم بنفس الطريقة. تعكس مجموعات الثايرستور ثنائي القطب VS10 و VS11 المنطقة التنظيمية. يحتوي المفتاح على كتلة ثايرستور مقواة VS9 ، والتي تدرك الموضع الصفري للمنظم.

تتمثل إحدى ميزات المحول في وجود وحدة تحكم تلقائية (ACU) ، والتي تصدر أوامر تحكم إلى VS9 في الفاصل الزمني عندما يتم تشغيل المحول في وضع الخمول.تعمل BAU لبعض الوقت ، فهي تأخذ المصادر التي تغذي مجموعات الثايرستور VS1 - VS11 و VS للدخول إلى الوضع ، لأن المحول نفسه يعمل كمصدر طاقة لنظام التحكم في التبديل.