Zariadenia na reguláciu napätia v priemyselných sieťach

Pre výber prostriedkov regulácie napätia a ich umiestnenie v napájacej sústave je potrebné identifikovať napäťové úrovne v jeho jednotlivých bodoch s prihliadnutím na výkony prenášané jeho jednotlivými úsekmi, technické parametre týchto úsekov, krížový úsek vedení, výkon transformátorov, typy reaktorov atď. nie sú založené len na technických, ale aj na ekonomických kritériách.

Hlavné technické prostriedky regulácie napätia v napájacích systémoch priemyselných podnikov sú:

• výkonové transformátory so zariadeniami na riadenie záťaže (OLTC),

• stupňovité transformátory s reguláciou záťaže,

• kondenzátorové batérie s pozdĺžnym a priečnym zapojením, synchrónne motory s automatickou reguláciou budiaceho prúdu,

• statické zdroje jalového výkonu,

• generátory miestnych elektrární, ktoré sa nachádzajú vo väčšine veľkých priemyselných závodov.

Na obr.1 je schéma centralizovanej regulácie napätia v distribučnej sieti priemyselného podniku, vykonáva sa transformátorom so zariadením na automatickú reguláciu napätia pod záťažou... Transformátor je inštalovaný na hlavnej znižovacej rozvodni (GPP) hl. podniku. Transformátory s záťažové spínače, sú vybavené jednotkami automatickej regulácie záťažového napätia (AVR).

Ryža. 1. Schéma centralizovanej regulácie napätia v distribučnej sieti priemyselného podniku

Centralizovaná regulácia napätia sa v niektorých prípadoch ukazuje ako nedostatočná. Preto sa pre elektrické prijímače, ktoré sú citlivé na odchýlky napätia, inštalujú do distribučnej siete zvyšovacie transformátory alebo jednotlivé stabilizátory napätia.

Pracovné transformátory distribučných sietí, transformátory T1 — TZ (pozri obr. 1) spravidla nemajú zariadenia na reguláciu napätia záťaže a sú vybavené riadiacimi zariadeniami bez budenia typu PBV, ktoré umožňujú spínanie vetiev el. transformátora, keď je odpojený od siete. Tieto zariadenia sa vo všeobecnosti používajú na sezónnu reguláciu napätia.

Dôležitým prvkom, ktorý zlepšuje napäťový režim v sieti priemyselného podniku je zariadenia na kompenzáciu jalového výkonu — kondenzátorové batérie s priečnym a pozdĺžnym spojením. Inštalácia sériovo zapojených kondenzátorov (UPC) umožňuje znížiť indukčný odpor a stratu napätia vo vedení.Pre UPK sa pomer kapacitného odporu kondenzátorov xk k indukčnému odporu vedenia xl nazýva percento kompenzácie: C = (xc / chl) x 100 [%].

Zariadenia UPC parametricky v závislosti od veľkosti a fázy záťažového prúdu upravujú napätie v sieti. V praxi sa využíva iba čiastočná kompenzácia reaktancie vedenia (C < 100 %).

Úplná kompenzácia v prípade náhlych zmien záťaže a v núdzových režimoch môže spôsobiť prepätia. V tomto ohľade pri významných hodnotách C musia byť zariadenia UPK vybavené spínačmi, ktoré obchádzajú časť batérií.

Pre napájacie systémy sa vyvíjajú CCP s posunom časti batériových sekcií s tyristorovými spínačmi, čím sa rozšíri rozsah CCP v napájacích systémoch priemyselných podnikov.

Kondenzátory zapojené paralelne so sieťou generujú x jalový výkon a napätie súčasne, pretože znižujú straty v sieti. Jalový výkon generovaný podobnými batériami — bočné kompenzačné zariadenia, Qk = U22πfC. Takže jalový výkon dodávaný skupinou prepojených kondenzátorov do značnej miery závisí od napätia na jej svorkách.

Pri výbere výkonu kondenzátorov sa vychádza z potreby zabezpečiť odchýlku napätia, ktorá zodpovedá normám pri vypočítanej hodnote aktívneho zaťaženia, ktorá je určená rozdielom lineárnych strát pred a po zapnutí kondenzátorov:

kde P1, Q2, P2, Q2 sú činné a jalové výkony prenášané na linke pred a po inštalácii kondenzátorov, rs, xc — odpor siete.

Ak vezmeme do úvahy nemennosť činného výkonu prenášaného pozdĺž vedenia (P1 = P2), máme:

Regulačný efekt zapojenia kondenzátorovej banky paralelne do siete je úmerný xc, t.j. zvýšenie napätia v užívateľovi na konci linky je väčšie ako na jej začiatku.

Hlavným prostriedkom regulácie napätia v distribučných sieťach priemyselných podnikov sú záťažovo riadené transformátory... Riadiace odbočky takýchto transformátorov sú umiestnené na vysokonapäťovom vinutí. Spínač býva umiestnený v spoločnej nádrži s magnetickým obvodom a poháňaný elektromotorom. Pohon je vybavený koncovými spínačmi, ktoré otvoria elektrický obvod na napájanie motora, keď spínač dosiahne koncovú polohu.

Na obr. 2 je znázornená schéma viacúrovňového spínača typu RNT-9, ktorý má osem polôh a hĺbku nastavenia ± 10%. Prechod medzi stupňami sa uskutočňuje manévrovaním susedných stupňov k reaktoru.

Ryža. 2. Spínacie zariadenia výkonových transformátorov: a — spínač typu RNT, R — tlmivka, RO — regulačná časť vinutia, PC — pohyblivé kontakty spínača, b — spínač typu RNTA, TC — odpor obmedzujúci prúd, PGR prepínač pre hrubé nastavenie, PTR — prepínač jemného ladenia

Pôvodný priemysel tiež vyrába spínače série RNTA s aktívnym odporom obmedzujúcim prúd s menšími krokmi nastavenia, každý po 1,5 %. Znázornené na obr. 2b má prepínač RNTA sedem krokov jemného ladenia (PTR) a krok hrubého ladenia (PGR).

V súčasnosti sa v elektrotechnickom priemysle vyrábajú aj statické spínače pre výkonové transformátory, umožňujúce vysokorýchlostnú reguláciu napätia v priemyselných sieťach.

Na obr. 3 je znázornený jeden zo systémov odpájania výkonového transformátora ovládaný elektrotechnickým priemyslom – „cez odporový“ spínač.

Obrázok ukazuje riadiacu oblasť transformátora, ktorý má osem odbočiek pripojených k výstupnej svorke pomocou bipolárnych skupín VS1-VS8. Okrem týchto skupín existuje bipolárna tyristorová spínacia skupina zapojená do série s obmedzovačom prúdu R.

Ryža. 3. Statický spínač s obmedzovačom prúdu

Princíp činnosti spínača je nasledujúci: pri prepínaní z kohútika na kohútik, aby sa predišlo skratu sekcie alebo otvorenému okruhu, výstupná bipolárna skupina úplne zhasne prenosom prúdu do kohútika pomocou odporu. a potom sa prúd prenesie do požadovaného kohútika. Napríklad pri prepnutí z faucetu VS3 na VS4 nastane nasledujúci cyklus: VS sa zapne.

Skratový prúd sekcie je obmedzený prúdovým obmedzovacím odporom R, tyristory VS3 sú vypnuté, VS4 zapnuté, tyristory VS sú vypnuté. Ostatné komutácie sa vykonávajú rovnakým spôsobom. Bipolárne tyristorové skupiny VS10 a VS11 obrátia regulačnú zónu. Spínač má zosilnený tyristorový blok VS9, ktorý realizuje nulovú polohu regulátora.

Vlastnosťou spínača je prítomnosť automatickej riadiacej jednotky (ACU), ktorá vydáva riadiace príkazy VS9 v intervale, keď je transformátor zapnutý na voľnobeh.BAU nejaký čas funguje, zdrojom napájajúcim tyristorové skupiny VS1 — VS11 a VS trvá prechod do režimu, keďže samotný transformátor slúži ako napájanie riadiaceho systému spínačov.