Mga hakbang at teknikal na paraan upang mapabuti ang kalidad ng elektrikal na enerhiya

Upang mapanatili ang mga paglihis ng boltahe at pagbabagu-bago sa loob ng mga halagang sumusunod sa pamantayan, kinakailangan ang regulasyon ng boltahe.

Ang regulasyon ng boltahe ay isang proseso ng pagbabago ng mga antas ng boltahe sa mga punto ng katangian ng sistema ng supply ng kuryente sa tulong ng mga espesyal na teknikal na paraan, na awtomatikong isinasagawa ayon sa isang paunang natukoy na batas. Ang batas sa regulasyon ng boltahe sa mga power center (CPU) ay tinutukoy ng organisasyon ng power supply, na isinasaalang-alang ang mga interes ng karamihan ng mga user na konektado sa CPU na iyon, kung maaari.

Upang matiyak ang kinakailangang rehimen ng boltahe sa mga terminal ng mga receiver ng elektrikal na enerhiya, ang mga sumusunod na pamamaraan ng regulasyon ng boltahe ay ginagamit: sa mga bus ng mga power plant at substation (CPU), sa mga papalabas na linya, magkasanib at karagdagang.

Kapag kinokontrol ang boltahe sa mga bus ng processor, nagbibigay sila ng tinatawag na countercurrent na regulasyon.Ang regulasyon ng counter voltage ay nauunawaan bilang pagtaas ng boltahe sa 5 - 8% ng nominal sa pinakamataas na load at sa ilalim ng boltahe sa nominal (o mas mababa) sa pinakamababang load na may rampa depende sa load.

Ginagawa ang regulasyon sa pamamagitan ng pagpapalit ng transformation ratio ng supply transformer... Para sa layuning ito, ang mga transformer ay nilagyan ng on-load voltage regulation means (OLTC)... Ang mga transformer na may on-load switch ay nagpapahintulot sa regulasyon ng boltahe sa hanay na ± 10 hanggang ± 16% na may resolution 1.25 — 2.5%. Mga power transformer 6 — 20 / 0.4 kV equipment switch control device ng off-circuit switch (switching without excitation) na may saklaw na ± 5% at isang adjustment step na ± 2.5% (Talahanayan 1).

Talahanayan 1. Mga allowance ng boltahe para sa 6-20 / 0.4 kV na mga transformer na may circuit breaker

Tamang pagpipilian salik ng pagbabago ang isang transpormer na may circuit breaker (halimbawa sa pana-panahong regulasyon) ay nagbibigay ng pinakamahusay na posibleng boltahe na rehimen kapag nagbago ang pagkarga.

Ang kahusayan ng paggamit ng isa o ibang paraan ng regulasyon ng boltahe ay tinutukoy ng mga lokal na kondisyon, depende sa haba ng network at circuit nito, reactive power reserve, atbp.

Ang tagapagpahiwatig ng paglihis ng boltahe ay nakasalalay sa pagkawala ng boltahe sa network, depende sa paglaban ng network at ang pagkarga.Sa pagsasagawa, ang pagbabago sa paglaban ng network ay nauugnay sa isang pagbabago sa boltahe dito kapag pumipili ng mga cross-section ng mga wire at cable core, na isinasaalang-alang ang mga deviations sa boltahe ng mga receiver ng electric power (ayon sa ang pinahihintulutang pagkalugi ng boltahe), pati na rin kapag gumagamit ng serye na koneksyon ng mga capacitor sa mga overhead na linya (mga pag-install ng longitudinal compensation - UPK).

Ang mga capacitor na konektado sa serye ay nagbabayad para sa ilan sa inductive resistance ng linya, kaya binabawasan ang reaktibong bahagi sa linya at lumilikha ng ilang karagdagang boltahe sa network, depende sa pagkarga.

Ang koneksyon ng serye ng mga capacitor ay inirerekomenda lamang para sa makabuluhang load reactive power (tgφ > 0.75-1.0). Kung ang reactive power factor ay malapit sa zero, pagkawala ng boltahe ng linya ay pangunahing tinutukoy ng aktibong paglaban at aktibong kapangyarihan. Sa mga kasong ito, hindi praktikal ang inductive resistance compensation.

Ang paggamit ng UPC ay napaka-epektibo sa kaso ng matalim na pagbabagu-bago sa pagkarga, dahil ang regulating effect ng mga capacitor (ang halaga ng idinagdag na boltahe) ay proporsyonal sa kasalukuyang load at awtomatikong nagbabago nang halos walang pagkawalang-galaw. Samakatuwid, ang serye na koneksyon ng mga capacitor ay dapat gamitin sa mga overhead na linya ng boltahe na 35 kV at mas mababa, na nagbibigay ng biglaang alternating load na may medyo mababang power factor. Ginagamit din ang mga ito sa mga pang-industriyang network na may matinding pabagu-bagong mga karga.

Bilang karagdagan sa mga hakbang na tinalakay sa itaas upang bawasan ang resistensya ng network, ang mga hakbang upang baguhin ang mga load ng network, lalo na ang mga reaktibo, ay humahantong sa pagbawas sa mga pagkalugi ng boltahe at samakatuwid ay sa pagtaas ng boltahe sa dulo ng linya. Magagawa ito sa pamamagitan ng paglalapat ng mga lateral compensation installation (pagkonekta sa mga capacitor bank na kahanay ng load) at high-speed reactive power sources (RPS), pagbuo ng aktwal na iskedyul ng reactive power changes.

Upang mapabuti ang rehimen ng boltahe ng network, upang mabawasan ang mga paglihis ng boltahe at pagbabagu-bago, posible na gumamit ng makapangyarihang kasabay na mga motor na may awtomatikong kontrol sa paggulo.

Upang mapabuti ang tulad mga tagapagpahiwatig ng kalidad ng kapangyarihan inirerekumenda na ikonekta ang mga de-koryenteng receiver na nagpapaikut-ikot sa CE sa mga punto ng system na may pinakamataas na halaga ng short-circuit na kapangyarihan. At ang paggamit ng mga paraan para sa paglilimita ng mga short-circuit na alon sa mga network na naglalaman ng mga partikular na load ay dapat na isagawa lamang sa loob ng mga limitasyon na kinakailangan upang matiyak ang maaasahang operasyon ng mga switching device at electrical equipment.

Ang mga pangunahing paraan upang mabawasan ang impluwensya ng non-sinusoidal boltahe. Kabilang sa mga teknikal na paraan ay ginagamit: mga aparato ng filter: paglipat nang kahanay sa pagkarga ng mga narrow-band resonant na mga filter, mga filter-compensating device (FCD), mga filter balancing device (FSU), IRM na naglalaman ng FCD, mga espesyal na kagamitan na nailalarawan sa mababang antas ng henerasyon ng mas mataas na harmonika, "unsaturated" na mga transformer, multiphase converter na may pinahusay na mga katangian ng enerhiya.

Sa fig.1, a ay nagpapakita ng isang diagram ng isang transverse (parallel) passive filter na may mas mataas na harmonics. Ang koneksyon ng filter ay isang circuit ng inductance at capacitance na konektado sa serye, na nakatutok sa dalas ng isang partikular na harmonic.

kanin. 1. Schematic diagram ng mga filter na may mas mataas na harmonics: a — passive, b — active filter (AF) bilang pinagmumulan ng boltahe, c — AF bilang kasalukuyang pinagmumulan, VP — valve converter, F5, F7 — ayon sa pagkakabanggit ng mga koneksyon sa filter sa 5 7th at 7th harmonics, tis — boltahe ng linya, tiAF — boltahe ng AF, lata — boltahe ng pag-load, Azc — kasalukuyang linya, AzAf — kasalukuyang nabuo ng AF, Azn — kasalukuyang pag-load

Ang paglaban ng koneksyon ng filter sa mas mataas na harmonic na alon Xfp = XLn-NS° C/n, kung saan ang XL, Xc ay ang mga resistensya ng reaktor at ang capacitor bank ayon sa pagkakabanggit sa kasalukuyang dalas ng kuryente, n - ang bilang ng bahagi ng harmonic.

Habang tumataas ang dalas, ang inductance ng reactor ay tumataas nang proporsyonal at ang capacitor bank ay bumababa nang baligtad sa maharmonya na numero. Sa dalas ng isa sa mga harmonika, ang inductive resistance ng reactor ay nagiging katumbas ng capacitance ng capacitor bank at boltahe resonance... Sa kasong ito, ang paglaban ng koneksyon ng filter n ang resonant frequency current ay zero at ito ay nagmamaniobra sa electrical system sa frequency na ito. Ang harmonic number yar ng resonance frequency ay kinakalkula ng formula

Ang perpektong filter ay ganap na nagsasala ng mga harmonic na alon sa mga frequency kung saan ang mga koneksyon nito ay nakatutok.Sa pagsasagawa, gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga aktibong resistensya sa mga reactor at capacitor bank at hindi tumpak na pag-tune ng mga koneksyon ng filter ay humahantong sa hindi kumpletong pag-filter ng mga harmonika.

Ang bilang ng mga link sa filter ay maaaring maging arbitrary. Sa pagsasagawa, karaniwang ginagamit ang mga filter na binubuo ng dalawa o apat na seksyon na nakatutok sa mga frequency ng ika-5, ika-7, ika-11, ika-13, ika-23 at ika-25 na harmonika. Ang mga transverse na filter ay konektado pareho sa mga lugar kung saan lumilitaw ang mas mataas na mga harmonika at sa mga punto kung saan sila ay pinalaki. Ang crossover filter ay parehong pinagmumulan ng reactive power at isang paraan ng compensating reactive load.

Ang mga parameter ng filter ay pinili sa paraang ang mga koneksyon ay nakatutok sa resonance sa mga frequency ng na-filter na mga harmonika, at ang kanilang kapasidad ay ginagawang posible na makabuo ng kinakailangang reaktibong kapangyarihan sa dalas ng industriya. Sa ilang mga kaso, ang isang capacitor bank ay konektado sa parallel sa filter upang mabayaran ang reaktibong kapangyarihan. Ang nasabing device ay tinatawag na compensating filter (PKU)... Ang mga filter compensating device ay gumaganap ng parehong function ng pag-filter ng harmonics at ang function ng reactive power compensation.

Sa kasalukuyan, bilang karagdagan sa mga passive narrowband na filter, gumagamit din sila ng mga aktibong filter (AF)... Ang aktibong filter ay isang AC-DC converter na may capacitive o inductive na imbakan ng elektrikal na enerhiya sa gilid ng DC, na bumubuo ng isang tiyak na boltahe o kasalukuyang halaga. sa pamamagitan ng pulse modulation. Kabilang dito ang pinagsamang mga switch ng kuryente na konektado ayon sa mga karaniwang scheme.Ang koneksyon ng AF sa network bilang pinagmumulan ng boltahe ay ipinapakita sa fig. 1, b, bilang isang kasalukuyang mapagkukunan - sa fig. 1, c.

Ang pagbabawas ng sistematikong kawalan ng timbang sa mga mababang boltahe na network ay isinasagawa sa pamamagitan ng makatwirang pamamahagi ng mga single-phase load sa pagitan ng mga phase sa paraang ang mga resistensya ng mga load na ito ay humigit-kumulang katumbas ng bawat isa. Kung ang kawalan ng balanse ng boltahe ay hindi maaaring mabawasan gamit ang mga solusyon sa circuit, pagkatapos ay ginagamit ang mga espesyal na aparato: asymmetric switching ng mga capacitor bank (Larawan 2) o pagbabalanse ng mga circuit (Larawan 3) ng mga single-phase load.

kanin. 2. Capacitor bank balancing device

kanin. 3. Espesyal na balun circuit

Kung ang kawalaan ng simetrya ay nagbabago ayon sa batas ng posibilidad, kung gayon ang mga awtomatikong pagbabalanse ng mga aparato ay ginagamit upang mabawasan, ang diagram ng isa ay ipinapakita sa fig. 4. Ang mga adjustable na simetriko na aparato ay mahal at kumplikado at ang kanilang aplikasyon ay nagdudulot ng mga bagong problema (sa partikular na non-sinusoidal na boltahe). Samakatuwid, walang positibong karanasan sa paggamit ng mga balun sa Russia.

kanin. 4. Karaniwang balun circuit

Para sa proteksyon ng surge, mga surge arrester... Laban sa panandaliang pagbaba ng boltahe at pagbaba ng boltahe, maaaring gamitin ang mga dynamic na voltage distortion compensator (DKIN), na lumulutas sa maraming problema sa kalidad ng kuryente, kabilang ang mga dips (kabilang ang impulse) at mga surge sa supply voltage.

Ang pangunahing bentahe ng DKIN:

• walang mga baterya at lahat ng mga problema na nauugnay sa kanila,

• oras ng pagtugon para sa maiikling pagkagambala ng kuryente 2 ms,

• ang kahusayan ng DKIN device ay higit sa 99% sa 50% load at higit sa 98.8% sa 100% load,

• mababang pagkonsumo ng enerhiya at mababang gastos sa pagpapatakbo,

• kabayaran ng mga harmonic na bahagi, jitter,

• sinusoidal output boltahe,

• proteksyon laban sa lahat ng uri ng mga short circuit,

• mataas na pagiging maaasahan.

Ang pagbabawas ng antas ng negatibong epekto sa network ng mga power receiver ng mga tiyak na pagkarga (shock, na may mga hindi linear na katangian ng volt-ampere, asymmetric) ay nakamit sa pamamagitan ng kanilang normalisasyon at paghahati ng power supply sa mga tiyak at "tahimik" na mga pagkarga.

Bilang karagdagan sa paglalaan ng isang hiwalay na input para sa mga tiyak na pagkarga, ang iba pang mga solusyon ay posible para sa makatwirang pagtatayo ng mga scheme ng supply ng kuryente:

• four-section scheme ng main step-down substation sa boltahe na 6-10 kV na may mga transformer na may split secondary windings at may double reactors para sa hiwalay na supply ng «silent» at specific load,

• paglipat ng mga transformer ng pangunahing step-down substation (GPP) sa parallel na operasyon sa pamamagitan ng paglipat sa isang 6-10 kV sectional switch kapag pinahihintulutan ang mga short-circuit na alon. Ang panukalang ito ay maaari ding ilapat pansamantala, halimbawa sa panahon ng pagsisimula ng malalaking makina,

• pagpapatupad ng pag-load ng pag-iilaw sa mga network ng kuryente ng tindahan nang hiwalay mula sa biglaang alternating power supply (halimbawa, mula sa mga welding device).