שיטות ואמצעים לוויסות מתח של מקלטי חשמל
על מנת לספק כמה ערכים קבועים מראש של סטיות מתח עבור מקלטים חשמליים, נעשה שימוש בשיטות הבאות:
1. ויסות המתח באוטובוסים של מרכז האנרגיה;
2. שינוי בכמות אובדן המתח באלמנטים ברשת;
3. שינוי בערך ההספק התגובתי המועבר.
4. שינוי יחס הטרנספורמציה של שנאים.
ויסות מתח על פסי חשמל מרכזיים
ויסות מתח במרכז אספקת החשמל (CPU) מוביל לשינויי מתח בכל הרשת המחוברת למעבד ונקרא מרכזי, שאר שיטות הוויסות משנות את המתח באזור מסוים ונקראות שיטות ויסות מתח מקומי. כמעבד של רשתות עירוניות זה יכול להיחשב אוטובוסים למתח הגנרטור של תחנת הכוח התרמית או פסי מתח נמוך של תחנות משנה מחוזיות או תחנות משנה הכנסה עמוקה. לכן, שיטות ויסות מתח פועלות בהתאם.
במתח הגנרטור, הוא מיוצר באופן אוטומטי על ידי שינוי זרם העירור של הגנרטורים. מותרות סטיות מהמתח הנומינלי בתוך ± 5%. בצד המתח הנמוך של תחנות משנה אזוריות, הרגולציה נעשית באמצעות שנאים מבוקרי עומס (OLTCs), ווסתים לינאריים (LRs) ומפצים סינכרוניים (SKs).
לדרישות שונות של לקוחות, ניתן להשתמש בהתקני הבקרה יחד. מערכות כאלה נקראות ויסות מתח קבוצתי מרכזי.
ככלל, מתבצעת ויסות נגדי על אפיקי המעבד, כלומר ויסות כזה שבו בשעות העומסים הגדולים ביותר, כאשר גם הפסדי המתח ברשת הם הגדולים ביותר, המתח עולה, ובמהלך השעה. של עומסים מינימליים, זה יורד.
רובוטריקים עם מתגי עומס מאפשרים טווח די גדול של שליטה עד ± 10-12%, ובמקרים מסוימים (שנאים מסוג TDN עם מתח גבוה יותר של 110 קילו וולט עד 16% ב-9 שלבי ויסות יש פרויקטים של אפנון שליטה בעומס, אבל הם עדיין יקרים ומשמשים במקרים חריגים עם דרישות גבוהות במיוחד.
שינוי במידת אובדן המתח באלמנטים ברשת
שינוי אובדן המתח ברכיבי הרשת יכול להיעשות על ידי שינוי ההתנגדות של המעגל, למשל, שינוי חתך החוטים והכבלים, כיבוי או הפעלה של מספר הקווים והשנאים המחוברים במקביל (ראה- פעולה מקבילה של שנאים).
הבחירה בחתכים של חוטים, כידוע, נעשית על בסיס תנאי חימום, צפיפות זרם כלכלית ואובדן מתח מותר, כמו גם תנאי חוזק מכני. חישוב הרשת, במיוחד המתח הגבוה, המבוסס על אובדן המתח המותר, לא תמיד מספק סטיות מתח מנורמלות עבור המקלטים החשמליים. בגלל זה ב-PUE הפסדים אינם מנורמלים, אבל סטיות מתח.
ניתן לשנות את התנגדות הרשת על ידי חיבור קבלים בסדרה (פיצוי קיבולי אורכי).
פיצוי קיבולי אורכי נקרא שיטה של ויסות מתח שבה קבלים סטטיים מחוברים בסדרה בקטע של כל שלב של הקו כדי לייצר קוצים במתח.
ידוע כי התגובה הכוללת של מעגל חשמלי נקבעת על ידי ההבדל בין התנגדות אינדוקטיבית להתנגדות קיבולית.
על ידי שינוי ערך הקיבול של הקבלים הכלולים, ובהתאם, ערך ההתנגדות הקיבולית, ניתן לקבל ערכים שונים של אובדן המתח בקו, השקול לעליית המתח המקבילה בטרמינלים. של מקלטי החשמל.
חיבור סדרתי של קבלים לרשת מומלץ עבור גורמי הספק נמוכים ברשתות עיליות שבהן אובדן המתח נקבע בעיקר על ידי הרכיב התגובתי שלו.
פיצוי אורך יעיל במיוחד ברשתות עם תנודות עומס חדות, שכן פעולתו אוטומטית לחלוטין ותלויה בעוצמת הזרם הזורם.
כמו כן, יש לקחת בחשבון שפיצוי קיבולי אורכי מוביל לעלייה בזרמי הקצר ברשת ויכול לגרום למתחי יתר תהודה המצריכים בדיקה מיוחדת.
לצורך פיצוי אורכי, אין צורך להתקין קבלים המדורגים למתח ההפעלה המלא של הרשת, אלא עליהם להיות מבודדים בצורה מהימנה מהאדמה.
ראה גם בנושא זה: פיצוי אורכי - משמעות פיזית ויישום טכני
שינוי בערך הכוח התגובתי המועבר
כוח תגובתי יכול להיווצר לא רק על ידי גנרטורים של תחנות כוח, אלא גם על ידי מפצים סינכרוניים ומנועים חשמליים סינכרוניים מתרגשים מדי, כמו גם על ידי קבלים סטטיים המחוברים במקביל לרשת (פיצוי רוחבי).
הספק של מכשירי הפיצוי שיותקנו ברשת נקבע על פי מאזן ההספק התגובתי בצומת נתון של מערכת החשמל בהתבסס על חישובים טכניים וכלכליים.
מנועים סינכרוניים ובנקי קבלים, להיות מקורות כוח תגובתיים, יכולה להיות השפעה משמעותית על משטר המתח ברשת החשמל. במקרה זה, הוויסות האוטומטי של המתח והרשת של מנועים סינכרוניים יכול להתבצע ללא בעיות.
כמקורות של כוח תגובתי בתחנות משנה אזוריות גדולות, משמשים לעתים קרובות מנועים סינכרוניים מיוחדים של בנייה קלה, הפועלים במצב סרק. מנועים כאלה נקראים מפצים סינכרוניים.
הנפוץ ביותר בתעשייה יש סדרה של מנועים חשמליים SK, המיוצרים עבור מתח נומינלי של 380 - 660 V, המיועדים לפעולה רגילה עם מקדם הספק מוביל השווה ל-0.8.
מפצים סינכרוניים רבי עוצמה מותקנים בדרך כלל בתחנות משנה אזוריות, ומנועים סינכרוניים משמשים לעתים קרובות יותר עבור כוננים שונים בתעשייה (משאבות חזקות, מדחסים).
נוכחותם של הפסדי אנרגיה גדולים יחסית במנועים סינכרוניים מקשה על השימוש בהם ברשתות עם עומסים קטנים. חישובים מראים שבמקרה זה בנקים של קבלים סטטיים מתאימים יותר. באופן עקרוני, ההשפעה של קבלי פיצוי shunt על רמות המתח ברשת דומה להשפעה של מנועים סינכרוניים נרגשים מדי.
פרטים נוספים על קבלים מתוארים במאמר. קבלים סטטיים לפיצוי הספק תגובתישם הם נחשבים במונחים של שיפור מקדם הספק.
ישנן מספר תוכניות לאוטומציה של סוללות מפצות. התקנים אלה זמינים מסחרית עם קבלים. תרשים אחד כזה מוצג כאן: דיאגרמות חיווט של בנק קבלים
שינוי יחסי הטרנספורמציה של שנאים
נכון לעכשיו, שנאי כוח עם מתחים של עד 35 קילו וולט מיוצרים להתקנה ברשתות הפצה מכבה את המתג למיתוג ברזי בקרה בפיתול הראשוני.בדרך כלל יש 4 ענפים כאלה בנוסף לראשי, מה שמאפשר לקבל חמישה יחסי טרנספורמציה (מדרגות מתח מ-0 עד + 10%, בענף הראשי - + 5% ).
סידור הברזים מחדש היא דרך הוויסות הזולה ביותר, אך היא מצריכה ניתוק השנאי מהרשת והדבר גורם להפרעה, גם אם קצרת טווח, באספקת החשמל של הצרכנים, לכן הוא משמש רק לוויסות מתח עונתי, כלומר. 1-2 פעמים בשנה לפני עונות הקיץ והחורף.
ישנן מספר שיטות חישוביות וגרפיות לבחירת יחס הטרנספורמציה המועיל ביותר.
הבה נבחן כאן רק את אחד הפשוטים והממחישים ביותר. הליך החישוב הוא כדלקמן:
1. לפי PUE, סטיות מתח מותרות נלקחות עבור משתמש נתון (או קבוצת משתמשים).
2. הביאו את כל ההתנגדויות של הקטע הנחשב של המעגל למתח אחד (לעתים קרובות יותר למתח גבוה).
3. הכרת המתח בתחילת רשת המתח הגבוה, הורידו ממנה את אובדן המתח המופחת הכולל לצרכן עבור מצבי העומס הנדרשים.
שנאי כוח מצוידים ב וסת מתח על עומס (OLTC)... היתרון שלהם טמון בעובדה שהוויסות מתבצע ללא ניתוק השנאי מהרשת. ישנם מספר רב של מעגלים עם ובלי בקרה אוטומטית.
המעבר משלב אחד לאחר מתבצע על ידי שלט רחוק באמצעות כונן חשמלי ללא הפרעה של זרם ההפעלה במעגל מתפתל המתח הגבוה. זה מושג על ידי קצר חשמלי של סעיף הגבלת הזרם המוסדר (משנק).
הרגולטורים האוטומטיים נוחים מאוד ומאפשרים עד 30 החלפות ביום.הרגולטורים מוגדרים בצורה כזו שיש להם מה שנקרא אזור מת, שאמור להיות גדול ב-20 - 40% משלב הבקרה. יחד עם זאת, אסור להם להגיב לשינויי מתח קצרי טווח הנגרמים מקצרים מרחוק, התנעת מנועים חשמליים גדולים וכו'.
מומלץ לבנות את תוכנית התחנות כך שצרכנים עם עקומות עומס הומוגניות וזהות בערך דרישות איכות מתח.