Priemonės ir techninės priemonės elektros energijos kokybei gerinti

Norint išlaikyti įtampos nuokrypius ir svyravimus pagal standartus atitinkančias vertes, reikia reguliuoti įtampą.

Įtampos reguliavimas – tai įtampos lygių keitimo charakteringuose maitinimo sistemos taškuose, naudojant specialias technines priemones, procesas, kuris atliekamas automatiškai pagal iš anksto nustatytą dėsnį. Įtampos reguliavimo įstatymą galios centruose (CPU) nustato elektros energijos tiekimo organizacija, jei įmanoma, atsižvelgdama į daugumos prie to procesoriaus prisijungusių vartotojų interesus.

Norint užtikrinti reikiamą įtampos režimą elektros energijos imtuvų gnybtuose, naudojami šie įtampos reguliavimo būdai: elektrinių ir pastočių (CPU) magistralėse, išeinančiose linijose, jungtinėse ir papildomose.

Reguliuodami įtampą procesoriaus magistralėse, jos užtikrina vadinamąjį priešpriešinės srovės reguliavimą.Priešpriešinės įtampos reguliavimas suprantamas kaip įtampos padidinimas iki 5 - 8% vardinės esant didžiausiai apkrovai ir esant žemai įtampai iki vardinės (arba mažesnės) esant mažiausiai apkrovai su rampa, priklausomai nuo apkrovos.

Reguliavimas atliekamas keičiant maitinimo transformatoriaus transformacijos santykį... Šiuo tikslu transformatoriuose yra įtaisytos įtampos reguliavimo priemonės (OLTC)... Transformatoriai su apkrovos jungikliais leidžia reguliuoti įtampą nuo ± 10 iki ± 16 %. su skiriamąja geba 1,25 — 2,5%. Galios transformatoriai 6 — 20 / 0,4 kV įrangos jungiklio valdymo įtaisai išjungto jungiklio (perjungimo be žadinimo) diapazonu ± 5 % ir reguliavimo žingsniu ± 2,5 % (1 lentelė).

1 lentelė. 6-20 / 0,4 kV transformatorių su grandinės pertraukikliu leidžiamoji įtampa

Teisingas pasirinkimas transformacijos faktorius transformatorius su automatiniu jungikliu (pavyzdžiui, su sezoniniu reguliavimu), keičiantis apkrovai užtikrina geriausią įmanomą įtampos režimą.

Vieno ar kito įtampos reguliavimo būdo panaudojimo tikslingumą lemia vietos sąlygos, priklausomai nuo tinklo ir jo grandinės ilgio, reaktyviosios galios rezervo ir kt.

Įtampos nuokrypio indikatorius priklauso nuo įtampos nuostolių tinkle, priklauso nuo tinklo varžos ir apkrovos.Praktikoje tinklo varžos pokytis siejamas su įtampos jame pokyčiu renkantis laidų ir kabelių gyslų skerspjūvius, atsižvelgiant į elektros energijos imtuvų įtampos nuokrypius (pagal leistinus įtampos nuostolius), taip pat naudojant nuoseklųjį kondensatorių jungimą oro linijose (išilginiai kompensavimo įrenginiai – UPK).

Kondensatoriai, sujungti nuosekliai, kompensuoja dalį linijos indukcinės varžos, taip sumažinant reaktyviąją dedamąją linijoje ir sukuriant tam tikrą papildomą įtampą tinkle, priklausomai nuo apkrovos.

Kondensatorių nuoseklus jungimas rekomenduojamas tik esant didelei apkrovos reaktyviajai galiai (tgφ > 0,75-1,0). Jei reaktyviosios galios koeficientas yra artimas nuliui, linijos įtampos praradimas daugiausia lemia aktyvioji varža ir aktyvioji galia. Tokiais atvejais indukcinės varžos kompensavimas yra nepraktiškas.

UPC naudojimas yra labai efektyvus esant staigiems apkrovos svyravimams, nes kondensatorių reguliuojantis poveikis (pridėtos įtampos vertė) yra proporcingas apkrovos srovei ir kinta automatiškai, praktiškai be inercijos. Todėl 35 kV ir žemesnės įtampos oro linijose, tiekiančiose staigias kintamas apkrovas su santykinai mažu galios koeficientu, reikėtų naudoti nuoseklų kondensatorių jungimą. Jie taip pat naudojami pramoniniuose tinkluose su smarkiai svyruojančiomis apkrovomis.

Be pirmiau aptartų tinklo varžos mažinimo priemonių, tinklo apkrovų, ypač reaktyviųjų, keitimo priemonės sumažina įtampos nuostolius, taigi ir padidina linijos galo įtampą. Tai galima padaryti taikant šoninius kompensavimo įrenginius (lygiagrečiai su apkrova jungiančius kondensatorių baterijas) ir greitosios reaktyviosios galios šaltinius (RPS), parengiant faktinį reaktyviosios galios pokyčių grafiką.

Siekiant pagerinti tinklo įtampos režimą, sumažinti įtampos nuokrypius ir svyravimus, galima naudoti galingus sinchroninius variklius su automatiniu žadinimo valdymu.

Norint pagerinti tokius elektros kokybės rodikliai CE iškreipiančius elektros imtuvus rekomenduojama jungti didžiausių trumpojo jungimo galios verčių sistemos taškuose. O trumpojo jungimo srovių ribojimo priemonių naudojimas tinkluose, kuriuose yra specifinių apkrovų, turėtų būti vykdomas tik tomis ribomis, kurios būtinos patikimam perjungimo įtaisų ir elektros įrangos veikimui užtikrinti.

Pagrindiniai nesinusinės įtampos įtakos mažinimo būdai. Tarp techninių priemonių naudojami: filtrų įtaisai: perjungimas lygiagrečiai su siauros juostos rezonansinių filtrų apkrova, filtrų kompensavimo įtaisai (FCD), filtrų balansavimo įtaisai (FSU), IRM su FCD, speciali įranga, kuriai būdingas žemas aukštesnių harmonikų generavimas, „nesočiųjų“ transformatorių, daugiafazių keitiklių su pagerintomis energetinėmis charakteristikomis.

Fig.1, a parodyta skersinio (lygiagretaus) pasyvaus filtro su aukštesnėmis harmonikomis diagrama. Filtro jungtis yra nuosekliai sujungta induktyvumo ir talpos grandinė, suderinta pagal tam tikros harmonikos dažnį.

Ryžiai. 1. Filtrų su aukštesnėmis harmonikomis schemos: a — pasyvus, b — aktyvusis filtras (AF) kaip įtampos šaltinis, c — AF kaip srovės šaltinis, VP — vožtuvo keitiklis, F5, F7 — atitinkamai filtrų jungtys prie 5 7 ir 7-oji harmonika, tis – linijos įtampa, tiAF – AF įtampa, tin – apkrovos įtampa, Azc – linijos srovė, AzAf – AF generuojama srovė, Azn – apkrovos srovė

Filtro jungties varža didesnėms harmoninėms srovėms Xfp = XLn-NS° C/n, kur XL, Xc – atitinkamai reaktoriaus ir kondensatoriaus bloko varžos galios dažnio srovei, n – harmoninės dedamosios skaičius.

Didėjant dažniui, proporcingai didėja reaktoriaus induktyvumas, o kondensatoriaus blokas mažėja atvirkščiai su harmoniniu skaičiumi. Esant vienos iš harmonikų dažniui, reaktoriaus indukcinė varža tampa lygi kondensatoriaus baterijos talpai ir įtampos rezonansas... Šiuo atveju filtro jungties varža n rezonansinio dažnio srovė lygi nuliui ir jis tokiu dažniu manevruoja elektros sistemą. Rezonanso dažnio harmoninis skaičius yar apskaičiuojamas pagal formulę

Idealus filtras visiškai filtruoja harmonines sroves pagal dažnius, kuriems pritaikytos jo jungtys.Tačiau praktikoje reaktorių ir kondensatorių blokų aktyviosios varžos ir netikslus filtrų jungčių derinimas lemia nepilną harmonikų filtravimą Lygiagretusis filtras yra sekcijų serija, kurių kiekviena sureguliuota taip, kad rezonuotų konkrečiam harmoniniam dažniui.

Nuorodų skaičius filtre gali būti savavališkas. Praktikoje dažniausiai naudojami filtrai, susidedantys iš dviejų ar keturių sekcijų, suderintų su 5, 7, 11, 13, 23 ir 25 harmonikų dažniais. Skersiniai filtrai jungiami tiek tose vietose, kur atsiranda aukštesnės harmonikos, tiek ir tose vietose, kur jos stiprėja. Kryžminis filtras yra ir reaktyviosios galios šaltinis, ir reaktyviųjų apkrovų kompensavimo priemonė.

Filtro parametrai parenkami taip, kad jungtys būtų suderintos rezonansu su filtruojamų harmonikų dažniais, o jų talpa leistų generuoti reikiamą reaktyviąją galią pramoniniu dažniu. Kai kuriais atvejais kondensatoriaus baterija yra prijungta lygiagrečiai su filtru, kad kompensuotų reaktyviąją galią. Toks įrenginys vadinamas kompensaciniu filtru (PKU)... Filtrų kompensavimo įrenginiai atlieka ir harmonikų filtravimo, ir reaktyviosios galios kompensavimo funkciją.

Šiuo metu be pasyviųjų siaurajuosčių filtrų jie naudoja ir aktyvius filtrus (AF)... Aktyvusis filtras – tai kintamosios srovės-nuolatinės srovės keitiklis su talpiniu arba indukciniu elektros energijos kaupimu nuolatinės srovės pusėje, kuris suformuoja tam tikrą įtampos arba srovės vertę. per impulsų moduliavimą. Jame yra integruoti maitinimo jungikliai, prijungti pagal standartines schemas.AF prijungimas prie tinklo kaip įtampos šaltinis parodytas fig. 1, b, kaip srovės šaltinis - pav. 1, c.

Sisteminio disbalanso mažinimas žemos įtampos tinkluose vykdomas racionaliai paskirstant vienfazes apkrovas tarp fazių taip, kad šių apkrovų varžos būtų maždaug lygios viena kitai. Jeigu įtampos disbalanso nepavyksta sumažinti naudojant grandinių sprendimus, tuomet naudojami specialūs įrenginiai: asimetrinis kondensatorių baterijų perjungimas (2 pav.) arba vienfazių apkrovų balansavimo grandinės (3 pav.).

Ryžiai. 2. Kondensatorių banko balansavimo įtaisas

Ryžiai. 3. Speciali balun grandinė

Jeigu asimetrija kinta pagal tikimybių dėsnį, tai redukcijai naudojami automatiniai balansavimo įtaisai, kurių vieno schema parodyta fig. 4. Reguliuojami simetriški įtaisai yra brangūs ir sudėtingi, o jų taikymas kelia naujų problemų (ypač nesinusinės įtampos). Todėl teigiamos balunų naudojimo patirties Rusijoje nėra.

Ryžiai. 4. Tipinė balun grandinė

Apsaugai nuo viršįtampių, viršįtampių ribotuvai... Nuo trumpalaikių įtampos kritimų ir įtampos kritimų galima naudoti dinaminius įtampos iškraipymo kompensatorius (DKIN), kurie išsprendžia daugelį elektros kokybės problemų, įskaitant kritimus (įskaitant impulsą) ir maitinimo įtampos šuolių.

Pagrindiniai DKIN privalumai:

• be baterijų ir visų su jomis susijusių problemų,

• reakcijos laikas trumpiems maitinimo pertrūkiams 2 ms,

• DKIN įrenginio efektyvumas yra didesnis nei 99 % esant 50 % apkrovai ir daugiau nei 98,8 % esant 100 % apkrovai,

• mažas energijos suvartojimas ir mažos eksploatacinės išlaidos,

• harmoninių komponentų kompensavimas, virpėjimas,

• sinusoidinė išėjimo įtampa,

• apsauga nuo visų tipų trumpųjų jungimų,

• didelis patikimumas.

Konkrečių apkrovų (šoko, netiesinių voltų amperų charakteristikų, asimetrinių) maitinimo imtuvų tinklo neigiamo poveikio lygio sumažinimas pasiekiamas normalizuojant ir skirstant maitinimą į specifines ir „tyliąsias“ apkrovas.

Be atskiro įėjimo paskirstymo konkrečioms apkrovoms, racionaliai sukonstruoti maitinimo schemas galimi ir kiti sprendimai:

• keturių sekcijų pagrindinės 6–10 kV įtampos žeminimo pastotės schema su transformatoriais su padalintomis antrinėmis apvijomis ir su dvigubais reaktoriais, skirta atskiram „tyliosios“ ir specifinės apkrovos tiekimui,

• pagrindinės pakopinės pastotės (GPP) transformatorių perkėlimas lygiagrečiam darbui, įjungiant 6-10 kV sekcinį jungiklį, kai leistinos trumpojo jungimo srovės. Ši priemonė taip pat gali būti taikoma laikinai, pavyzdžiui, paleidžiant didelius variklius,

• apšvietimo apkrovos įgyvendinimas parduotuvės elektros tinkluose atskirai nuo staigaus kintamo maitinimo (pavyzdžiui, nuo suvirinimo įrenginių).