Toimenpiteet ja tekniset keinot sähköenergian laadun parantamiseksi

Jännitteen poikkeamien ja vaihteluiden pitämiseksi standardien mukaisten arvojen sisällä tarvitaan jännitteen säätöä.

Jännitteensäätö on prosessi, jossa jännitetasoja muutetaan virransyöttöjärjestelmän ominaispisteissä erityisten teknisten välineiden avulla, joka suoritetaan automaattisesti ennalta määrätyn lain mukaan. Tehokeskusten (CPU) jännitteensäätölain määrittää virransyöttöorganisaatio ottaen huomioon suurimman osan kyseiseen prosessoriin kytkettyjen käyttäjien edut, mikäli mahdollista.

Tarvittavan jännitetilan varmistamiseksi sähköenergiavastaanottimien liittimissä käytetään seuraavia jännitteensäätömenetelmiä: voimalaitosten ja sähköasemien väylissä (CPU), lähtevillä linjoilla, liitos- ja lisälinjoilla.

Kun prosessoriväylien jännitettä säädetään, ne tarjoavat ns. vastavirtasäädön.Vastajännitteen säätö ymmärretään jännitteen nostamiseksi 5 - 8 %:iin nimellisarvosta suurimmalla kuormalla ja alijännitteellä nimellisarvoon (tai alempaan) pienimmällä kuormalla rampilla kuormasta riippuen.

Säätö tapahtuu muuttamalla syöttömuuntajan muunnossuhdetta… Tätä tarkoitusta varten muuntajat on varustettu on-load-jännitteen säätölaitteella (OLTC)… On-load-kytkimellä varustetut muuntajat mahdollistavat jännitteen säätelyn alueella ± 10 - ± 16 %. resoluutiolla 1,25 — 2,5 %. Tehomuuntajat 6 — 20 / 0,4 kV laitteiden kytkinohjauslaitteet irtikytkentäkytkimestä (kytkentä ilman viritystä) alueella ± 5 % ja säätöportaan ± 2,5 % (taulukko 1).

Taulukko 1. Jännitevarat 6-20 / 0,4 kV muuntajille katkaisijalla

Oikea valinta muunnostekijä katkaisijalla varustettu muuntaja (esim. kausisäädöllä) tarjoaa parhaan mahdollisen jännitetilan kuorman muuttuessa.

Jommankumman jännitteensäätömenetelmän käytön tarkoituksenmukaisuus määräytyy paikallisten olosuhteiden mukaan, riippuen verkon ja sen piirin pituudesta, loistehoreservistä jne.

Jännitepoikkeaman ilmaisin riippuu verkon jännitehäviöstä, riippuu verkon resistanssista ja kuormituksesta.Käytännössä verkon resistanssin muutos liittyy siinä olevan jännitteen muutokseen johtojen ja kaapelisydämien poikkileikkauksia valittaessa, kun otetaan huomioon sähkötehon vastaanottimien jännitteen poikkeamat (mukaan sallitut jännitehäviöt), sekä käytettäessä kondensaattorien sarjakytkentää ilmajohdoissa (pitkittäiskompensointiasennukset - UPK).

Sarjaan kytketyt kondensaattorit kompensoivat osan johdon induktiivisesta resistanssista, mikä vähentää reaktiivista komponenttia linjassa ja luo verkkoon lisäjännitettä kuormituksesta riippuen.

Kondensaattorien sarjakytkentää suositellaan vain, jos kuorman loisteho on merkittävä (tgφ > 0,75-1,0). Jos loistehokerroin on lähellä nollaa, linjan jännitehäviö Pääosin aktiivinen vastus ja aktiivinen teho määräävät. Näissä tapauksissa induktiivinen vastuksen kompensointi on epäkäytännöllistä.

UPC:n käyttö on erittäin tehokasta kuormituksen jyrkissä vaihteluissa, koska kondensaattoreiden säätövaikutus (lisäjännitteen arvo) on verrannollinen kuormitusvirtaan ja muuttuu automaattisesti käytännössä ilman inertiaa. Siksi kondensaattoreiden sarjakytkentää tulisi käyttää ilmajohdoissa, joiden jännite on 35 kV ja alle ja jotka syöttävät yhtäkkiä vaihtuvia kuormia suhteellisen pienellä tehokertoimella. Niitä käytetään myös teollisuusverkoissa, joissa kuormitukset vaihtelevat voimakkaasti.

Edellä käsiteltyjen verkon resistanssin vähentämistoimenpiteiden lisäksi toimenpiteet verkon kuormituksen muuttamiseen, erityisesti reaktiivisiin, johtavat jännitehäviöiden pienenemiseen ja siten päätejännitteen nousuun. Tämä voidaan tehdä käyttämällä lateraalisia kompensointiasennuksia (kytkemällä kondensaattoriparistot rinnan kuorman kanssa) ja nopeita loisteholähteitä (RPS) kehittämällä varsinaista loistehon muutosten aikataulua.

Verkon jännitetilan parantamiseksi, jännitteen poikkeamien ja vaihteluiden vähentämiseksi on mahdollista käyttää tehokkaita synkronimoottoreita automaattisella viritysohjauksella.

Tällaisten parantamiseksi sähkön laadun indikaattorit on suositeltavaa kytkeä sähköisiä vastaanottimia, jotka vääristävät CE:tä järjestelmän pisteisiin, joissa on korkeimmat oikosulkutehot. Ja välineiden käyttö oikosulkuvirtojen rajoittamiseksi verkoissa, jotka sisältävät tiettyjä kuormia, tulisi suorittaa vain niissä rajoissa, jotka ovat tarpeen kytkinlaitteiden ja sähkölaitteiden luotettavan toiminnan varmistamiseksi.

Tärkeimmät tavat vähentää ei-sinimuotoisen jännitteen vaikutusta. Teknisistä keinoista käytetään: suodatinlaitteita: kytkentä rinnakkain kapeakaistaisten resonanssisuodattimien kuormituksen kanssa, suodattimen kompensointilaitteet (FCD), suodattimen tasapainotuslaitteet (FSU), IRM:ää sisältävä FCD, erikoislaitteet, joille on ominaista alhainen taso korkeampien harmonisten, "tyydyttymättömien" muuntajien, monivaiheisten muuntajien, joilla on parannetut energiaominaisuudet.

KuvassaKuviossa 1 a on kaavio poikittaisesta (rinnakkaisesta) passiivisuotimesta, jossa on korkeammat harmoniset. Suodatinliitäntä on sarjaan kytketty induktanssi- ja kapasitanssipiiri, joka on viritetty tietyn harmonisen taajuudelle.

Riisi. 1. Kaaviokaaviot suodattimista, joilla on korkeampi yliaalto: a — passiivinen, b — aktiivinen suodatin (AF) jännitelähteenä, c — AF virtalähteenä, VP — venttiilimuunnin, F5, F7 — vastaavasti suodatinkytkennät 5:een 7. ja 7. harmoninen, tis — linjajännite, tiAF — AF-jännite, tina — kuormitusjännite, Azc — linjavirta, AzAf — AF:n tuottama virta, Azn — kuormitusvirta

Suodatinliitännän vastus suurempia harmonisia virtoja vastaan ​​Xfp = XLn-NS° C/n, jossa XL, Xc ovat reaktorin ja vastaavasti kondensaattoripariston resistanssit tehotaajuusvirralle, n — harmonisen komponentin numero.

Taajuuden kasvaessa reaktorin induktanssi kasvaa suhteessa ja kondensaattoriparisto pienenee käänteisesti harmonisen luvun kanssa. Yhden harmonisen taajuudella reaktorin induktiivinen resistanssi tulee yhtä suureksi kuin kondensaattoripariston kapasitanssi ja jänniteresonanssi... Tässä tapauksessa suodatinliitännän n resonanssitaajuusvirran resistanssi on nolla ja se ohjaa sähköjärjestelmää tällä taajuudella. Resonanssitaajuuden harmoninen luku yar lasketaan kaavalla

Ihanteellinen suodatin suodattaa harmoniset virrat täysin taajuuksille, joille sen liitännät on viritetty.Käytännössä aktiivisten vastusten esiintyminen reaktoreissa ja kondensaattoriryhmissä sekä suodatinliitäntöjen epätarkka viritys johtavat kuitenkin epätäydelliseen harmonisten suodatukseen.Rinnakkaissuodatin on sarja osia, joista jokainen on viritetty resonoimaan tietylle harmoniselle taajuudelle.

Suodattimen linkkien määrä voi olla mielivaltainen. Käytännössä käytetään yleensä kahdesta tai neljästä osasta koostuvia suodattimia, jotka on viritetty 5., 7., 11., 13., 23. ja 25. harmonisen taajuuksille. Poikittaissuotimet on kytketty sekä kohdissa, joissa korkeammat harmoniset esiintyvät, että kohdissa, joissa niitä vahvistetaan. Jakosuodatin on sekä loistehon lähde että keino kompensoida loiskuormia.

Suodattimen parametrit valitaan siten, että liitännät viritetään resonanssiin suodatettujen harmonisten taajuuksien kanssa ja niiden kapasitanssi mahdollistaa tarvittavan loistehon tuottamisen teollisella taajuudella. Joissakin tapauksissa kondensaattoriryhmä on kytketty rinnan suodattimen kanssa loistehon kompensoimiseksi. Tällaista laitetta kutsutaan kompensoivaksi suodattimeksi (PKU)... Suodattimen kompensointilaitteet suorittavat sekä harmonisten suodatustoiminnon että loistehon kompensoinnin.

Tällä hetkellä niissä käytetään passiivisten kapeakaistaisten suodattimien lisäksi myös aktiivisia suodattimia (AF)... Aktiivinen suodatin on AC-DC-muunnin, jonka DC-puolella on kapasitiivista tai induktiivista sähköenergian varastointia, joka muodostaa tietyn jännitteen tai virran arvon. pulssimodulaation kautta. Se sisältää integroidut virtakytkimet, jotka on kytketty vakiokaavioiden mukaan.AF-liitäntä verkkoon jännitelähteenä on esitetty kuvassa. 1, b, virtalähteenä - kuvassa 1. 1, c.

Pienjänniteverkoissa järjestelmällisen epätasapainon vähentäminen tapahtuu jakamalla yksivaiheiset kuormat rationaalisesti vaiheiden välillä siten, että näiden kuormien resistanssit ovat suunnilleen samat keskenään. Jos jänniteepätasapainoa ei voida pienentää piiriratkaisuilla, käytetään erikoislaitteita: kondensaattoriryhmien epäsymmetrinen kytkentä (kuva 2) tai yksivaihekuormien tasapainotuspiirejä (kuva 3).

Riisi. 2. Kondensaattoripankin tasapainotuslaite

Riisi. 3. Erityinen balun-piiri

Jos epäsymmetria muuttuu todennäköisyyslain mukaan, käytetään vähentämiseen automaattisia tasapainotuslaitteita, joista yhden kaavio on esitetty kuvassa 1. 4. Säädettävät symmetriset laitteet ovat kalliita ja monimutkaisia ​​ja niiden soveltaminen aiheuttaa uusia ongelmia (erityisesti ei-sinimuotoinen jännite). Siksi balunien käytöstä Venäjällä ei ole myönteisiä kokemuksia.

Riisi. 4. Tyypillinen balun-piiri

Ylijännitesuojaksi, ylijännitesuojaksi... Lyhytaikaisia ​​jännitepiikkejä ja jännitehäviöitä vastaan ​​voidaan käyttää dynaamisia jännitteen vääristymän kompensaattoreita (DKIN), jotka ratkaisevat monia virranlaatuongelmia, mukaan lukien laskut (mukaan lukien impulssi) ja syöttöjännitteen ylijännitteet.

DKIN:n tärkeimmät edut:

• ilman paristoja ja kaikkia niihin liittyviä ongelmia,

• vasteaika lyhyille sähkökatkoille 2 ms,

• DKIN-laitteen hyötysuhde on yli 99 % 50 % kuormituksella ja yli 98,8 % 100 % kuormalla,

• alhainen energiankulutus ja alhaiset käyttökustannukset,

• harmonisten komponenttien kompensointi, värinä,

• sinimuotoinen lähtöjännite,

• suoja kaikentyyppisiltä oikosuluilta,

• korkea luotettavuus.

Tiettyjen kuormien tehovastaanottimien verkkoon kohdistuvan negatiivisen vaikutuksen vähentäminen (shokki, epälineaariset jännite-ampeeriominaisuudet, epäsymmetrinen) saavutetaan normalisoimalla ja jakamalla virtalähde erityisiin ja "hiljaisiin" kuormiin.

Tietyille kuormille erillisen tulon allokoinnin lisäksi muutkin ratkaisut ovat mahdollisia tehonsyöttökaavioiden järkevään rakentamiseen:

• neliosainen kaavio pääasennussähköasemasta jännitteellä 6-10 kV muuntajilla, joissa on jaetut toisiokäämit ja kaksoisreaktorit "hiljaisen" ja ominaiskuorman erilliselle syöttämiselle,

• pääsähköaseman (GPP) muuntajien siirto rinnakkaiskäyttöön kytkemällä päälle 6-10 kV osiokytkin, kun oikosulkuvirrat ovat sallittuja. Tätä toimenpidettä voidaan soveltaa myös tilapäisesti, esimerkiksi suurten moottoreiden käynnistysaikoina,

• valaistuskuorman toteuttaminen myymälän sähköverkoissa erillään äkillisestä vaihtovirtalähteestä (esimerkiksi hitsauslaitteista).