Uređaji za regulaciju napona u industrijskim mrežama

Kako bi se odabrala sredstva za regulaciju napona i njihovo postavljanje u sustav napajanja, potrebno je identificirati razine napona na njegovim različitim točkama, uzimajući u obzir snage koje se prenose kroz njegove pojedinačne dionice, tehničke parametre tih dionica, križ presjek vodova, snaga transformatora, vrste reaktora itd. propisi se temelje ne samo na tehničkim nego i na ekonomskim kriterijima.

Glavna tehnička sredstva za regulaciju napona u sustavima napajanja industrijskih poduzeća su:

• energetski transformatori s uređajima za kontrolu opterećenja (OLTC),

• pojačani transformatori s regulacijom opterećenja,

• kondenzatorske baterije s uzdužnim i poprečnim spojem, sinkroni motori s automatskom regulacijom uzbudne struje,

• statički izvori jalove snage,

• generatori lokalnih elektrana koji se nalaze u većini velikih industrijskih postrojenja.

Na sl.1 prikazuje dijagram centralizirane regulacije napona u distribucijskoj mreži industrijskog poduzeća, provodi ga transformator s uređajem za automatsku regulaciju napona pod opterećenjem ... Transformator je instaliran na glavnoj trafostanici (GPP) poduzeće. Transformatori sa prekidači opterećenja, opremljeni su jedinicama za automatsku regulaciju napona opterećenja (AVR).

Riža. 1. Shema centralizirane regulacije napona u distribucijskoj mreži industrijskog poduzeća

Centralizirana regulacija napona u nekim se slučajevima pokazuje nedostatnom. Stoga se za električne prijemnike koji su osjetljivi na odstupanja napona ugrađuju u distribucijsku mrežu pojačani transformatori ili pojedinačni stabilizatori napona.

Radni transformatori distribucijskih mreža, transformatori T1 — TZ (vidi sliku 1), u pravilu nemaju uređaje za regulaciju napona opterećenja i opremljeni su regulacijskim uređajima bez pobude tipa PBV, koji omogućuju prebacivanje grana snage transformator kada je isključen iz mreže. Ovi uređaji općenito se koriste za sezonsku regulaciju napona.

Važan element koji poboljšava naponski režim u mreži industrijskog poduzeća je uređaji za kompenzaciju jalove snage — kondenzatorske baterije s poprečnim i uzdužnim spojem. Ugradnjom serijski spojenih kondenzatora (UPC) moguće je smanjiti induktivni otpor i gubitak napona u liniji.Za UPK, omjer kapacitivnog otpora kondenzatora xk prema induktivnom otporu voda xl naziva se postotak kompenzacije: C = (xc / chl) x 100 [%].

UPC uređaji parametarski, ovisno o veličini i fazi struje opterećenja, podešavaju napon u mreži. U praksi se pribjegava samo djelomičnoj kompenzaciji reaktancije voda (C < 100%).

Potpuna kompenzacija u slučaju naglih promjena opterećenja iu hitnim načinima rada može uzrokovati prenapone. U tom smislu, pri značajnim vrijednostima C, UPK uređaji moraju biti opremljeni prekidačima koji zaobilaze dio baterija.

Za sustave napajanja razvijaju se CCP s ranžiranjem dijela baterijskih odjeljaka s tiristorskim sklopkama, što će proširiti opseg CCP-a u sustavima napajanja industrijskih poduzeća.

Kondenzatori spojeni paralelno s mrežom generiraju x jalove snage i napona istovremeno jer smanjuju gubitke u mreži. Jalova snaga koju generiraju slične baterije — uređaji za bočnu kompenzaciju, Qk = U22πfC. Dakle, reaktivna snaga koju isporučuje skup unakrsno povezanih kondenzatora uvelike ovisi o naponu na njegovim terminalima.

Pri odabiru snage kondenzatora temelji se na potrebi da se osigura odstupanje napona koje odgovara normama pri izračunatoj vrijednosti aktivnog opterećenja, što se određuje razlikom u linearnim gubicima prije i nakon uključivanja kondenzatora:

gdje su P1, Q2, P2, Q2 djelatne i jalove snage koje se prenose vodom prije i nakon ugradnje kondenzatora, rs, xc — otpor mreže.

Uzimajući u obzir nepromjenjivost djelatne snage koja se prenosi duž voda (P1 = P2), imamo:

Regulacijski učinak spajanja kondenzatorske baterije paralelno s mrežom proporcionalan je xc, tj. porast napona kod korisnika na kraju voda je veći nego na njegovom početku.

Glavno sredstvo regulacije napona u distribucijskim mrežama industrijskih poduzeća su transformatori s upravljanjem opterećenjem ... Upravljački odvojci takvih transformatora nalaze se na visokonaponskom namotu. Prekidač se obično nalazi u zajedničkom spremniku s magnetskim krugom i pokreće ga elektromotor. Pogon je opremljen graničnim prekidačima koji otvaraju električni krug za napajanje motora kada prekidač dosegne granični položaj.

Na sl. 2, a prikazuje dijagram višerazinskog prekidača tipa RNT-9, koji ima osam položaja i dubinu podešavanja od ± 10%. Prijelaz između stupnjeva se postiže manevriranjem susjednih stupnjeva reaktora.

Riža. 2. Rasklopni uređaji energetskih transformatora: a — sklopka tipa RNT, R — prigušnica, RO — regulacijski dio namota, PC — pomični kontakti sklopke, b — sklopka tipa RNTA, TC — strujni granični otpor, PGR prekidač za grubo podešavanje, PTR — prekidač za fino podešavanje

Domaća industrija također proizvodi sklopke serije RNTA s aktivnim otporom ograničenja struje s manjim koracima podešavanja od 1,5% svaki. Prikazano na sl. 2b, prekidač RNTA ima sedam koraka finog ugađanja (PTR) i korak grubog ugađanja (PGR).

Trenutačno elektroindustrija proizvodi i statičke sklopke za energetske transformatore, omogućujući brzu regulaciju napona u industrijskim mrežama.

Na sl. Slika 3 prikazuje jedan od sustava za odvajanje energetskih transformatora koji je ovladala elektroindustrija — prekidač "prolazni otpornik".

Slika prikazuje kontrolno područje transformatora, koji ima osam slavina spojenih na izlaznu stezaljku pomoću bipolarnih grupa VS1-VS8. Osim ovih skupina, postoji bipolarna sklopna skupina tiristora spojena u seriju s limitatorom struje R.

Riža. 3. Statička sklopka s limitatorom struje

Načelo rada sklopke je sljedeće: pri prebacivanju s slavine na slavinu, kako bi se izbjegao kratki spoj sekcije ili otvoreni krug, izlazna bipolarna skupina potpuno se gasi prijenosom struje na slavinu pomoću otpornika , a zatim se struja prenosi na traženu slavinu. Na primjer, pri prelasku s slavine VS3 na VS4 događa se sljedeći ciklus: VS se uključuje.

Struja kratkog spoja sekcije ograničena je strujnim ograničavajućim otpornikom R, tiristori VS3 su isključeni, VS4 je uključen, tiristori VS su isključeni. Ostale komutacije rade se na isti način. Bipolarne tiristorske skupine VS10 i VS11 preokreću regulacijsku zonu. Prekidač ima ojačani tiristorski blok VS9, koji ostvaruje nulti položaj regulatora.

Značajka prekidača je prisutnost automatske upravljačke jedinice (ACU), koja izdaje upravljačke naredbe VS9 u intervalu kada je transformator uključen u praznom hodu.BAU radi neko vrijeme, potrebni su izvori koji napajaju tiristorske grupe VS1 — VS11 i VS da uđu u način rada, budući da sam transformator služi kao napajanje za sustav upravljanja prekidačem.