מכשירי ויסות מתח ברשתות תעשייתיות

על מנת לבחור אמצעי ויסות מתח והצבתם במערכת אספקת החשמל, יש צורך לזהות את רמות המתח בנקודותיה השונות, תוך התחשבות בהספקים המועברים דרך המקטעים הבודדים שלו, הפרמטרים הטכניים של המקטעים הללו, הצלב. חתך הקווים, עוצמת השנאים, סוגי הכורים וכו'. התקנות מבוססות לא רק על קריטריונים טכניים אלא גם על קריטריונים כלכליים.

האמצעים הטכניים העיקריים לוויסות מתח במערכות אספקת חשמל של מפעלים תעשייתיים הם:

• שנאי כוח עם התקני בקרת עומס (OLTC),

• שנאים מדרגה עם ויסות עומס,

• בנקאי קבלים עם חיבור אורך ורוחב, מנועים סינכרוניים עם ויסות אוטומטי של זרם העירור,

• מקורות סטטיים של כוח תגובתי,

• גנרטורים של תחנות כוח מקומיות שנמצאים ברוב מפעלי התעשייה הגדולים.

באיור.1 מציג תרשים של ויסות מתח מרכזי ברשת ההפצה של מפעל תעשייתי, הוא מתבצע על ידי שנאי עם התקן ויסות מתח אוטומטי תחת עומס... השנאי מותקן בתחנת המשנה הראשית (GPP) של המיזם. רובוטריקים עם מתגי עומס, מצוידים ביחידות אוטומטיות לוויסות מתח עומס (AVR).

אורז. 1. תכנית ויסות מתח מרכזי ברשת החלוקה של מפעל תעשייתי

ויסות מתח מרכזי במקרים מסוימים מתברר כלא מספק. לכן, עבור מקלטים חשמליים הרגישים לסטיות מתח, הם מותקנים בשנאים עולים ברשת ההפצה או מייצבי מתח בודדים.

לשנאים עובדים של רשתות הפצה, שנאים T1 - TZ (ראה איור 1), ככלל, אין מכשירים לוויסות מתח העומס והם מצוידים בהתקני בקרה ללא עירור, סוג PBV, המאפשרים החלפת ענפי הכוח. שנאי כאשר מנותק מהרשת. מכשירים אלה משמשים בדרך כלל לוויסות מתח עונתי.

מרכיב חשוב המשפר את משטר המתח ברשת של מפעל תעשייתי הוא התקני פיצוי כוח תגובתי - סוללות קבלים עם חיבור רוחבי ואורכי. התקנת קבלים מחוברים בסדרה (UPC) מאפשרת להפחית התנגדות אינדוקטיבית ואובדן מתח בקו.עבור UPK, היחס בין ההתנגדות הקיבולית של הקבלים xk להתנגדות האינדוקטיבית של הקו xl נקרא אחוז הפיצוי: C = (xc / chl) x 100 [%].

התקני UPC באופן פרמטרי, בהתאם לגודל ולפאזה של זרם העומס, מתאימים את המתח ברשת. בפועל, פונים רק לפיצוי חלקי של תגובת הקו (C < 100%).

פיצוי מלא במקרה של שינויי עומס פתאומיים ובמצבי חירום עלול לגרום לעליות. בהקשר זה, בערכים משמעותיים של C, מכשירי UPK חייבים להיות מצוידים במתגים שעוקפים חלק מהסוללות.

עבור מערכות אספקת חשמל, CCPs מפותחים עם shunting של חלק מקטעי הסוללה עם מתגי תיריסטורים, מה שירחיב את היקף ה-CCP במערכות אספקת החשמל של מפעלים תעשייתיים.

קבלים המחוברים במקביל לרשת מייצרים x הספק ומתח תגובתי בו זמנית כשהם מפחיתים את הפסדי הרשת. כוח תגובתי שנוצר על ידי סוללות דומות - התקני פיצוי לרוחב, Qk = U22πfC. לפיכך, ההספק התגובתי שמסופק על ידי בנק הקבלים המחוברים תלוי במידה רבה במתח על פני המסופים שלו.

בעת בחירת הספק הקבלים, הוא מבוסס על הצורך להבטיח סטיית מתח התואמת את הנורמות בערך המחושב של העומס הפעיל, אשר נקבע על ידי ההבדל בהפסדים הליניאריים לפני ואחרי הפעלת הקבלים:

כאשר P1, Q2, P2, Q2 הם הספקים אקטיביים ותגובתיים המועברים על הקו לפני ואחרי התקנת קבלים, rs, xc - התנגדות רשת.

בהתחשב בחוסר השונות של ההספק הפעיל המועבר לאורך הקו (P1 = P2), יש לנו:

השפעת הוויסות של חיבור בנק קבלים במקביל לרשת היא פרופורציונלית ל-xc, כלומר עליית המתח אצל המשתמש בסוף הקו גדולה יותר מאשר בתחילתו.

האמצעים העיקריים לוויסות מתח ברשתות ההפצה של מפעלים תעשייתיים הם שנאים מבוקרי עומס... ברזי הבקרה של שנאים כאלה ממוקמים על פיתול המתח הגבוה. המתג ממוקם בדרך כלל במיכל משותף עם מעגל מגנטי ומונע על ידי מנוע חשמלי. המפעיל מצויד במתגי גבול הפותחים את המעגל החשמלי כדי לספק את המנוע כאשר המתג מגיע למצב הגבול.

באיור. 2, א מציג תרשים של מתג רב-מפלסי מסוג RNT-9, בעל שמונה מצבים ועומק התאמה של ± 10%. המעבר בין השלבים מתבצע על ידי תמרון שלבים סמוכים אל הכור.

אורז. 2. התקני מיתוג של שנאי כוח: א - מתג מסוג RNT, R - כור, RO - מווסת חלק מהפיתול, PC - מגעים זזים של המתג, ב - מתג מסוג RNTA, TC - התנגדות מגבילת זרם, מתג PGR לכוונון גס, PTR - מתג כוונון עדין

התעשייה המקומית מייצרת גם מתגים מסדרת RNTA עם התנגדות מגבילת זרם אקטיבית עם שלבי התאמה קטנים יותר של 1.5% כל אחד. מוצג באיור. 2b, למתג RNTA יש שבעה שלבי כוונון עדין (PTR) ושלב כוונון גס (PGR).

נכון להיום, תעשיית החשמל מייצרת גם מתגים סטטיים עבור שנאי כוח, המאפשרים ויסות מתח במהירות גבוהה ברשתות תעשייתיות.

באיור. 3 מציגה את אחת ממערכות ניתוק שנאי הכוח שבהן שולטת תעשיית החשמל - מתג "דרך נגד".

האיור מציג את אזור הבקרה של השנאי, בעל שמונה ברזים המחוברים למסוף המוצא שלו באמצעות קבוצות דו-קוטביות VS1-VS8. בנוסף לקבוצות אלו, קיימת קבוצת מיתוג תיריסטורים דו-קוטבית המחוברת בסדרה עם מגביל הזרם R.

אורז. 3. מתג סטטי עם מגביל זרם

עקרון הפעולה של המתג הוא כדלקמן: בעת מעבר מברז לברז, על מנת למנוע קצר חשמלי של הקטע או מעגל פתוח, קבוצת המוצא הדו-קוטבית נכבית לחלוטין על ידי העברת הזרם לברז עם נגד , ולאחר מכן הזרם מועבר לברז הנדרש. לדוגמה, בעת מעבר מברז VS3 ל-VS4, מתרחש המחזור הבא: VS נדלק.

זרם הקצר של הקטע מוגבל על ידי הנגד המגביל את הזרם R, תיריסטורים VS3 כבויים, VS4 פועל, תיריסטורים VS כבויים. שינויים אחרים נעשים באותו אופן. קבוצות תיריסטורים דו-קוטביים VS10 ו- VS11 הופכות את אזור הרגולציה. למתג יש בלוק תיריסטור מחוזק VS9, המממש את מיקום האפס של הרגולטור.

תכונה של המתג היא נוכחות של יחידת בקרה אוטומטית (ACU), המוציאה פקודות בקרה ל- VS9 במרווח שבו השנאי מופעל במצב סרק.BAU עובד במשך זמן מה, נדרש למקורות המזינים את קבוצות התיריסטורים VS1 - VS11 ו- VS להיכנס למצב, מכיוון שהשנאי עצמו משמש כספק כוח למערכת בקרת המתגים.