Langkah-langkah dan cara teknikal untuk meningkatkan kualiti tenaga elektrik

Untuk memastikan sisihan dan turun naik voltan dalam nilai yang mematuhi piawaian, peraturan voltan diperlukan.

Peraturan voltan adalah proses mengubah tahap voltan pada titik ciri sistem bekalan kuasa dengan bantuan cara teknikal khas, yang dijalankan secara automatik mengikut undang-undang yang telah ditetapkan. Undang-undang peraturan voltan di pusat kuasa (CPU) ditentukan oleh organisasi bekalan kuasa, dengan mengambil kira kepentingan majoriti pengguna yang disambungkan ke CPU itu, jika boleh.

Untuk memastikan rejim voltan yang diperlukan di terminal penerima tenaga elektrik, kaedah peraturan voltan berikut digunakan: dalam bas loji kuasa dan pencawang (CPU), pada saluran keluar, sambungan dan tambahan.

Apabila mengawal voltan pada bas pemproses, mereka menyediakan apa yang dipanggil peraturan arus balas.Peraturan voltan pembilang difahamkan sebagai meningkatkan voltan kepada 5 - 8% daripada nominal pada beban tertinggi dan di bawah voltan kepada nominal (atau lebih rendah) pada beban terendah dengan tanjakan bergantung pada beban.

Pengawalseliaan dilakukan dengan menukar nisbah transformasi pengubah bekalan… Untuk tujuan ini, pengubah dilengkapi dengan alat peraturan voltan atas beban (OLTC)… Transformer dengan suis pada beban membenarkan peraturan voltan dalam julat ± 10 hingga ± 16% dengan resolusi 1.25 — 2.5%. Transformer kuasa 6 — Peranti kawalan suis peralatan 20 / 0.4 kV suis luar litar (menukar tanpa pengujaan) dengan julat ± 5% dan langkah pelarasan ± 2.5% (Jadual 1).

Jadual 1. Elaun voltan untuk transformer 6-20 / 0.4 kV dengan pemutus litar

Pilihan yang tepat faktor transformasi pengubah dengan pemutus litar (contohnya dengan peraturan bermusim) memberikan rejim voltan terbaik apabila beban berubah.

Kesesuaian menggunakan satu atau satu lagi kaedah peraturan voltan ditentukan oleh keadaan setempat, bergantung pada panjang rangkaian dan litarnya, rizab kuasa reaktif, dsb.

Penunjuk sisihan voltan bergantung kepada kehilangan voltan dalam rangkaian, bergantung pada rintangan rangkaian dan beban.Dalam praktiknya, perubahan dalam rintangan rangkaian dikaitkan dengan perubahan dalam voltan di dalamnya apabila memilih keratan rentas wayar dan teras kabel, dengan mengambil kira sisihan dalam voltan penerima kuasa elektrik (mengikut kehilangan voltan yang dibenarkan), serta apabila menggunakan sambungan siri kapasitor dalam talian atas (pemasangan pampasan membujur - UPK).

Kapasitor yang disambungkan secara bersiri mengimbangi beberapa rintangan induktif talian, dengan itu mengurangkan komponen reaktif dalam talian dan mencipta beberapa voltan tambahan dalam rangkaian, bergantung pada beban.

Sambungan siri kapasitor disyorkan hanya untuk kuasa reaktif beban yang ketara (tgφ > 0.75-1.0). Jika faktor kuasa reaktif hampir kepada sifar, kehilangan voltan talian ditentukan terutamanya oleh rintangan aktif dan kuasa aktif. Dalam kes ini, pampasan rintangan induktif adalah tidak praktikal.

Penggunaan UPC adalah sangat berkesan dalam kes turun naik mendadak dalam beban, kerana kesan pengawalseliaan kapasitor (nilai voltan tambahan) adalah berkadar dengan arus beban dan berubah secara automatik dengan praktikal tiada inersia. Oleh itu, sambungan siri kapasitor hendaklah digunakan dalam talian atas voltan 35 kV dan ke bawah, membekalkan secara tiba-tiba beban berselang-seli dengan faktor kuasa yang agak rendah. Ia juga digunakan dalam rangkaian perindustrian dengan beban yang turun naik secara mendadak.

Sebagai tambahan kepada langkah-langkah yang dibincangkan di atas untuk mengurangkan rintangan rangkaian, langkah-langkah untuk menukar beban rangkaian, terutamanya yang reaktif, membawa kepada pengurangan kehilangan voltan dan oleh itu kepada peningkatan voltan hujung talian. Ini boleh dilakukan dengan menggunakan pemasangan pampasan sisi (menyambungkan bank kapasitor selari dengan beban) dan sumber kuasa reaktif berkelajuan tinggi (RPS), membangunkan jadual sebenar perubahan kuasa reaktif.

Untuk meningkatkan rejim voltan rangkaian, untuk mengurangkan sisihan voltan dan turun naik, adalah mungkin untuk menggunakan motor segerak yang berkuasa dengan kawalan pengujaan automatik.

Untuk menambah baik sedemikian penunjuk kualiti kuasa adalah disyorkan untuk menyambungkan penerima elektrik yang memesongkan CE pada titik sistem dengan nilai kuasa litar pintas tertinggi. Dan penggunaan cara untuk mengehadkan arus litar pintas dalam rangkaian yang mengandungi beban tertentu hendaklah dijalankan hanya dalam had yang diperlukan untuk memastikan operasi peranti pensuisan dan peralatan elektrik yang boleh dipercayai.

Cara utama untuk mengurangkan pengaruh voltan bukan sinusoidal. Antara cara teknikal digunakan: peranti penapis: bertukar selari dengan beban penapis resonan jalur sempit, peranti pampasan penapis (FCD), peranti pengimbang penapis (FSU), IRM yang mengandungi FCD, peralatan khas yang dicirikan oleh tahap rendah penjanaan harmonik yang lebih tinggi, pengubah "tak tepu", penukar berbilang fasa dengan ciri tenaga yang lebih baik.

Dalam rajah.1, a menunjukkan gambar rajah penapis pasif melintang (selari) dengan harmonik yang lebih tinggi. Sambungan penapis ialah litar kearuhan dan kemuatan yang disambungkan secara bersiri, ditala kepada frekuensi harmonik tertentu.

nasi. 1. Gambar rajah skematik penapis dengan harmonik yang lebih tinggi: a — pasif, b — penapis aktif (AF) sebagai sumber voltan, c — AF sebagai sumber arus, VP — penukar injap, F5, F7 — masing-masing sambungan penapis ke 5 7 dan Harmonik ke-7, tis — voltan talian, tiAF — voltan AF, timah — voltan beban, Azc — arus talian, AzAf — arus dijana oleh AF, Azn — arus beban

Rintangan sambungan penapis kepada arus harmonik yang lebih tinggi Xfp = XLn-NS° C/n, di mana XL, Xc ialah rintangan reaktor dan bank kapasitor masing-masing kepada arus frekuensi kuasa, n — bilangan komponen harmonik.

Apabila frekuensi meningkat, kearuhan reaktor meningkat secara berkadar dan bank kapasitor menurun secara songsang dengan nombor harmonik. Pada frekuensi salah satu harmonik, rintangan induktif reaktor menjadi sama dengan kapasitansi bank kapasitor dan resonans voltan... Dalam kes ini, rintangan sambungan penapis n arus frekuensi resonan adalah sifar dan ia menggerakkan sistem elektrik pada frekuensi ini. Nombor harmonik yar bagi kekerapan resonans dikira dengan formula

Penapis yang ideal menapis sepenuhnya arus harmonik kepada frekuensi yang sambungannya ditala.Walau bagaimanapun, dalam amalan, kehadiran rintangan aktif pada reaktor dan bank kapasitor dan penalaan sambungan penapis yang tidak tepat membawa kepada penapisan harmonik yang tidak lengkap. Penapis selari ialah satu siri bahagian, setiap satu ditala untuk bergema bagi frekuensi harmonik tertentu.

Bilangan pautan dalam penapis boleh sewenang-wenangnya. Dalam amalan, penapis yang terdiri daripada dua atau empat bahagian yang ditala pada frekuensi harmonik ke-5, ke-7, ke-11, ke-13, ke-23 dan ke-25 biasanya digunakan. Penapis melintang disambungkan di tempat harmonik yang lebih tinggi muncul dan pada titik di mana ia dikuatkan. Penapis silang adalah kedua-dua sumber kuasa reaktif dan cara mengimbangi beban reaktif.

Parameter penapis dipilih sedemikian rupa sehingga sambungan ditala dalam resonans dengan frekuensi harmonik yang ditapis, dan kapasitansinya memungkinkan untuk menjana kuasa reaktif yang diperlukan pada frekuensi industri. Dalam sesetengah kes, bank kapasitor disambungkan selari dengan penapis untuk mengimbangi kuasa reaktif. Peranti sedemikian dipanggil penapis pampasan (PKU)... Peranti pampasan penapis melaksanakan kedua-dua fungsi penapisan harmonik dan fungsi pampasan kuasa reaktif.

Pada masa ini, sebagai tambahan kepada penapis jalur sempit pasif, mereka juga menggunakan penapis aktif (AF)... Penapis aktif ialah penukar AC-DC dengan storan kapasitif atau induktif tenaga elektrik di sebelah DC, yang membentuk nilai voltan atau arus tertentu melalui modulasi nadi. Ia termasuk suis kuasa bersepadu yang disambungkan mengikut skema standard.Sambungan AF ke rangkaian sebagai sumber voltan ditunjukkan dalam rajah. 1, b, sebagai sumber semasa — dalam rajah. 1, c.

Pengurangan ketidakseimbangan sistematik dalam rangkaian voltan rendah dilakukan dengan pengagihan rasional beban fasa tunggal antara fasa sedemikian rupa sehingga rintangan beban ini adalah lebih kurang sama antara satu sama lain. Jika ketidakseimbangan voltan tidak dapat dikurangkan menggunakan penyelesaian litar, maka peranti khas digunakan: pensuisan asimetri bank kapasitor (Rajah 2) atau litar pengimbangan (Rajah 3) beban fasa tunggal.

nasi. 2. Peranti pengimbangan bank kapasitor

nasi. 3. Litar balun khas

Jika asimetri berubah mengikut undang-undang kebarangkalian, maka peranti pengimbangan automatik digunakan untuk mengurangkan, rajah salah satunya ditunjukkan dalam rajah. 4. Peranti simetri boleh laras adalah mahal dan kompleks dan penggunaannya menimbulkan masalah baru (khususnya voltan bukan sinus). Oleh itu, tidak ada pengalaman positif dengan penggunaan balun di Rusia.

nasi. 4. Litar balun biasa

Untuk perlindungan lonjakan, penahan lonjakan... Terhadap penurunan voltan jangka pendek dan penurunan voltan, pemampas herotan voltan dinamik (DKIN) boleh digunakan, yang menyelesaikan banyak masalah kualiti kuasa, termasuk penurunan (termasuk impuls) dan lonjakan voltan bekalan.

Kelebihan utama DKIN:

• tanpa bateri dan semua masalah yang berkaitan dengannya,

• masa tindak balas untuk gangguan kuasa pendek 2 ms,

• kecekapan peranti DKIN adalah lebih daripada 99% pada beban 50% dan lebih daripada 98.8% pada beban 100%,

• penggunaan tenaga yang rendah dan kos operasi yang rendah,

• pampasan komponen harmonik, jitter,

• voltan keluaran sinusoidal,

• perlindungan terhadap semua jenis litar pintas,

• kebolehpercayaan yang tinggi.

Mengurangkan tahap kesan negatif pada rangkaian penerima kuasa beban tertentu (kejutan, dengan ciri volt-ampere bukan linear, asimetri) dicapai dengan normalisasi dan pembahagian bekalan kuasa mereka kepada beban khusus dan "senyap".

Sebagai tambahan kepada peruntukan input berasingan untuk beban tertentu, penyelesaian lain adalah mungkin untuk pembinaan rasional skim bekalan kuasa:

• skim empat keratan pencawang injak turun utama pada voltan 6-10 kV dengan transformer dengan belitan sekunder berpecah dan dengan reaktor berganda untuk bekalan berasingan "senyap" dan beban tertentu,

• pemindahan transformer pencawang injak turun utama (GPP) kepada operasi selari dengan menghidupkan suis keratan 6-10 kV apabila arus litar pintas dibenarkan. Langkah ini juga boleh digunakan buat sementara waktu, contohnya semasa tempoh permulaan enjin besar,

• melaksanakan beban pencahayaan dalam rangkaian kuasa kedai secara berasingan daripada bekalan kuasa berselang-seli secara mendadak (contohnya, daripada peranti kimpalan).