كيفية تقليل الجهد غير الجيبي

يعتمد عدد من مستهلكي الكهرباء بشكل غير خطي على الاستهلاك الحالي على الجهد المطبق ، بسبب استهلاكهم لتيار غير جيبي من الشبكة ... هذا التيار المتدفق من النظام عبر عناصر الشبكة يسبب عدم - انخفاض الجهد الجيبي فيها ، والذي "يطبق" الجهد المطبق ويشوه. يحدث تشوه الجهد الجيبي في جميع العقد من مزود الطاقة إلى جهاز الاستقبال الكهربائي غير الخطي.

مصادر التشويه التوافقي هي:

• أفران القوس لإنتاج الصلب ،

• محولات الصمامات ،

• محولات ذات خصائص فولت أمبير غير خطية ،

• محولات التردد

• أفران الحث ،

• الآلات الكهربائية الدوارة،

• مدعوم من محولات الصمامات ،

• أجهزة استقبال التلفزيون ،

• مصابيح فلورسنت،

• مصابيح الزئبق.

تتميز المجموعات الثلاث الأخيرة بمستوى منخفض من التشويه التوافقي للمستقبلات الفردية ، لكن عددًا كبيرًا منها يحدد مستوى كبير من التوافقيات حتى في شبكات الجهد العالي.

أنظر أيضا: مصادر التوافقيات في الشبكات الكهربائية و أسباب ظهور التوافقيات الأعلى في أنظمة الطاقة الحديثة

يمكن تقسيم طرق تقليل الجهد غير الجيبي إلى ثلاث مجموعات:

أ) حلول السلسلة: توزيع الأحمال غير الخطية على نظام ناقل منفصل ، توزيع الأحمال في وحدات مختلفة من SES مع توصيل المحركات الكهربائية بالتوازي معها ، تجميع المحولات وفقًا لمخطط مضاعفة الطور ، توصيل تحميل إلى نظام طاقة أعلى ،

ب) استخدام أجهزة الترشيح ، والتضمين بالتوازي مع حمولة مرشحات الرنين ضيقة النطاق ، وإدراج أجهزة تعويض المرشح (FCD) ؛

ج) استخدام معدات خاصة تتميز بانخفاض مستوى توليد التوافقيات العالية ، واستخدام المحولات "غير المشبعة" ، واستخدام محولات متعددة الأطوار ذات خصائص طاقة محسنة.

تطوير الأساس الأولي لإلكترونيات الطاقة وأدت الأساليب الجديدة للتشكيل عالي التردد إلى إنشاء فئة جديدة من الأجهزة في السبعينيات ، تحسين جودة الكهرباء - المرشحات النشطة (AF) ... نشأ على الفور تصنيف المرشحات النشطة إلى سلسلة ومتوازية ، وكذلك مصادر التيار والجهد ، مما أدى إلى أربع دوائر رئيسية.

يحدد كل من الهياكل الأربعة (الشكل 1. 6) دائرة المرشح عند تردد التشغيل: المفاتيح الموجودة في المحول ونوع المفاتيح نفسها (مفتاح ثنائي الاتجاه أو اتجاه واحد). كجهاز تخزين للطاقة في محول يعمل كمصدر حالي (الشكل 1. أ ، د) ، يتم استخدامه الحث، وفي المحول ، الذي يعمل كمصدر للجهد (الشكل 1. ب ، ج) ، يتم استخدام السعة.

شكل 1.الأنواع الرئيسية للمرشحات النشطة: أ - مصدر التيار الموازي. ب - مصدر الجهد المتوازي ؛ ج - مصدر الجهد المتسلسل ؛ د - المصدر الحالي للسلسلة

من المعروف أن مقاومة المرشح Z عند التردد w تساوي

عندما ХL = ХC أو wL = (1 / wC) عند التردد w ، صدى الجهدمما يعني أن مقاومة المرشح للمكون التوافقي والجهد مع التردد w تساوي الصفر ، وفي هذه الحالة سوف يمتص الفلتر المكونات التوافقية ذات التردد w ولن تخترق الشبكة. يعتمد مبدأ تصميم المرشحات الرنانة على هذه الظاهرة.

في الشبكات ذات الأحمال غير الخطية ، كقاعدة عامة ، تنشأ التوافقيات للسلسلة الأساسية ، والتي يكون رقم ترتيبها ν 3 ، 5 ، 7 ،. … ..

الشكل 2. دائرة مكافئة لمرشح رنين القدرة

مع الأخذ في الاعتبار أن XLν = ХL ، ХCv = (XC / ν) ، حيث XL و Xc هما مقاومات المفاعل وبنك المكثف عند التردد الأساسي ، نحصل على:

عامل تصفية سيتم إنشاؤه ، بالإضافة إلى تصفية التوافقيات قوة رد الفعل، ويعوض فقدان طاقة الشبكة والجهد ، ويسمى مرشح التعويض (PKU).

إذا كان الجهاز ، بالإضافة إلى تصفية التوافقيات الأعلى ، يقوم بوظائف موازنة الجهد ، فإن هذا الجهاز يسمى موازنة المرشح (FSU) ... من الناحية الهيكلية ، فإن وحدات التوافقية هي مرشح غير متماثل متصل بجهد خط الشبكة. يتم تحديد اختيار جهد الخط الذي تتصل به دارات مرشح FSU ، وكذلك نسب الطاقة للمكثفات المضمنة في مراحل المرشح ، من خلال شروط موازنة الجهد.

ويترتب على ما سبق أن الأجهزة مثل PKU و FSU تعمل في وقت واحد على عدة أجهزة مؤشرات جودة الطاقة (غير جيبية ، عدم تناسق ، انحراف الجهد). تسمى هذه الأجهزة لتحسين جودة الطاقة الكهربائية بأجهزة تحسين متعددة الوظائف (MOU).

نشأت النفعية في تطوير مثل هذه الأجهزة بسبب حقيقة أن الأحمال المتغيرة فجأة من النوع أفران القوس الصلب يسبب تشويهًا متزامنًا للجهد لعدد من المؤشرات. يوفر استخدام مذكرة التفاهم فرصة لحل مشكلة ضمان جودة الكهرباء بشكل شامل ، أي في وقت واحد لعدة مؤشرات.

تتضمن فئة هذه الأجهزة مصادر طاقة تفاعلية ثابتة عالية السرعة (IRM).

وفقًا لمبدأ تنظيم القدرة التفاعلية ، يمكن تقسيم IRM إلى مجموعتين: مصادر الطاقة التفاعلية الثابتة عالية السرعة للتعويض المباشر ، ومصادر الطاقة التفاعلية الثابتة عالية السرعة للتعويض غير المباشر ... تظهر هياكل IRM في الشكل 3 ، أ ، ب ، على التوالي. يمكن لمثل هذه الأجهزة ، التي لها سرعة استجابة عالية ، أن تقلل من تقلبات الجهد. يوفر الضبط المتدرج ووجود المرشحات التوازن وتقليل المستويات التوافقية الأعلى.

في التين. في الشكل 3 ، يتم تقديم دائرة تعويض مباشر حيث يتم تبديل مصدر الطاقة التفاعلية "المتحكم فيه" عن طريق الثايرستور مخزن تكثيف الكرهباء. تحتوي البطارية على عدة أقسام وتسمح لك بتغيير الطاقة التفاعلية المتولدة. في التين. في الشكل 3 ب ، تتنوع طاقة IRM عن طريق ضبط المفاعل. باستخدام طريقة التحكم هذه ، يستهلك المفاعل الطاقة التفاعلية الزائدة الناتجة عن المرشحات.لذلك ، تسمى الطريقة بالتعويض غير المباشر.

الشكل 3. كتلة المخططات لـ IRM متعددة الوظائف مع تعويض مباشر (أ) وغير مباشر (ب)

التعويض غير المباشر له عيبان رئيسيان: امتصاص الطاقة الزائدة يسبب خسائر إضافية ، وتغيير قوة المفاعل باستخدام زاوية التحكم في الصمام يؤدي إلى توليد إضافي من التوافقيات الأعلى.