Spänningsregleringsanordningar i industriella nätverk

För att välja medel för spänningsreglering och deras placering i strömförsörjningssystemet är det nödvändigt att identifiera spänningsnivåerna vid dess olika punkter, med hänsyn till de krafter som överförs genom dess individuella sektioner, de tekniska parametrarna för dessa sektioner, korset sektion av ledningarna, kraften hos transformatorerna, typerna av reaktorer etc. Reglerna bygger inte bara på tekniska utan också på ekonomiska kriterier.

De viktigaste tekniska medlen för spänningsreglering i strömförsörjningssystem för industriföretag är:

• krafttransformatorer med lastkontrollanordningar (OLTC),

• step-up transformatorer med lastreglering,

• kondensatorbanker med längsgående och tvärgående anslutning, synkronmotorer med automatisk reglering av excitationsströmmen,

• statiska källor för reaktiv effekt,

• lokala kraftverksgeneratorer som finns i de flesta stora industrianläggningar.

I fig.1 visar ett diagram över centraliserad spänningsreglering i ett industriföretags distributionsnätverk, det utförs av en transformator med en automatisk spänningsregleringsanordning under belastning... Transformatorn är installerad vid huvudtransformatorstationen (GPP) av företaget. Transformatorer med lastbrytare, är utrustade med enheter för automatisk lastspänningsreglering (AVR).

Ris. 1. System för centraliserad spänningsreglering i ett industriföretags distributionsnät

Centraliserad spänningsreglering visar sig i vissa fall vara otillräcklig. Därför, för elektriska mottagare som är känsliga för spänningsavvikelser, installeras de i distributionsnätets step-up transformatorer eller individuella spänningsstabilisatorer.

Arbetande transformatorer av distributionsnätverk, transformatorer T1 - TZ (se fig. 1), har som regel inga enheter för reglering av lastspänningen och är utrustade med styrenheter utan excitation, typ PBV, som tillåter omkoppling av kraftens grenar transformator när är frånkopplad från nätverket. Dessa enheter används vanligtvis för säsongsbunden spänningsreglering.

Ett viktigt element som förbättrar spänningsregimen i ett industriföretags nätverk är anordningar för reaktiv effektkompensation — kondensatorbatterier med tvärgående och längsgående anslutning. Installationen av kondensatorer kopplade i serie (UPC) gör det möjligt att minska induktivt motstånd och spänningsförlust i ledningen.För UPK kallas förhållandet mellan det kapacitiva motståndet för kondensatorerna xk och det induktiva motståndet för linjen xl för kompensationsprocenten: C = (xc / chl) x 100 [%].

UPC-enheter justerar parametriskt, beroende på storleken och fasen av belastningsströmmen, spänningen i nätverket. I praktiken tillgrips endast partiell kompensation av linjereaktans (C < 100 %).

Full kompensation vid plötsliga belastningsändringar och i nödlägen kan orsaka överspänningar. I detta avseende, vid betydande värden av C, måste UPK-enheter vara utrustade med strömbrytare som kringgår en del av batterierna.

För strömförsörjningssystem utvecklas CCP:er med shuntning av delar av batterisektionerna med tyristoromkopplare, vilket kommer att utöka omfattningen av CCP:er i industriföretagens strömförsörjningssystem.

Kondensatorer kopplade parallellt med nätverket genererar x reaktiv effekt och spänning samtidigt eftersom de minskar nätverksförlusterna. Reaktiv effekt genererad av liknande batterier — sidokompensationsanordningar, Qk = U22πfC. Således beror den reaktiva effekten som levereras av banken av korsanslutna kondensatorer till stor del på spänningen över dess terminaler.

När du väljer kondensatorernas effekt baseras den på behovet av att säkerställa en spänningsavvikelse som motsvarar normerna vid det beräknade värdet för den aktiva belastningen, vilket bestäms av skillnaden i linjära förluster före och efter påslagning av kondensatorerna:

där P1, Q2, P2, Q2 är aktiva och reaktiva effekter som överförs på linjen före och efter installationen av kondensatorer, rs, xc — nätverksresistans.

Med tanke på invariansen för den aktiva effekten som sänds längs linjen (P1 = P2), har vi:

Den reglerande effekten av att ansluta en kondensatorbank parallellt med nätverket är proportionell mot xc, dvs spänningsökningen hos användaren i slutet av linjen är större än i dess början.

Huvudmedlet för spänningsreglering i industriföretagens distributionsnät är laststyrda transformatorer... Styrkranarna för sådana transformatorer är placerade på högspänningslindningen. Strömbrytaren placeras vanligtvis i en gemensam tank med magnetkrets och drivs av en elmotor. Ställdonet är utrustat med gränslägesbrytare som öppnar den elektriska kretsen för att försörja motorn när strömbrytaren når gränsläget.

I fig. 2 visar a ett diagram över en flernivåomkopplare av typen RNT-9, som har åtta lägen och ett inställningsdjup på ± 10%. Övergången mellan stegen åstadkommes genom att manövrera intilliggande steg till reaktorn.

Ris. 2. Strömtransformatorers kopplingsanordningar: a — brytare av RNT-typ, R — reaktor, RO — reglerande del av lindningen, PC — strömbrytarens rörliga kontakter, b — strömbrytare av RNTA-typ, TC — strömbegränsningsresistans, PGR-omkopplare för grovjustering, PTR — finjusteringsomkopplare

Den inhemska industrin tillverkar också brytare i RNTA-serien med aktivt strömbegränsande motstånd med mindre justeringssteg på 1,5 % vardera. Visat i fig. 2b har RNTA-omkopplaren sju finjusteringssteg (PTR) och ett grovavstämningssteg (PGR).

För närvarande tillverkar elindustrin även statiska brytare för krafttransformatorer, vilket möjliggör höghastighetsspänningsreglering i industriella nätverk.

I fig. 3 visar ett av krafttransformatorns frånkopplingssystem som behärskas av den elektriska industrin — en "genomresistor"-omkopplare.

Figuren visar kontrollområdet för transformatorn, som har åtta uttag anslutna till sin utgångsterminal med hjälp av bipolära grupper VS1-VS8. Utöver dessa grupper finns en bipolär tyristorkopplingsgrupp kopplad i serie med strömbegränsaren R.

Ris. 3. Statisk strömbrytare med strömbegränsare

Funktionsprincipen för omkopplaren är som följer: vid byte från kran till kran, för att undvika en kortslutning av sektionen eller en öppen krets, släcks den utgående bipolära gruppen helt genom att överföra strömmen till kranen med ett motstånd , och sedan överförs strömmen till önskad kran. Till exempel, när du byter från kran VS3 till VS4, inträffar följande cykel: VS slås på.

Kortslutningsströmmen i sektionen begränsas av strömbegränsningsmotståndet R, tyristorerna VS3 är avstängda, VS4 är på, tyristorerna VS är avstängda. Andra kommutationer görs på samma sätt. Bipolära tyristorgrupper VS10 och VS11 vänder den reglerande zonen. Omkopplaren har ett förstärkt tyristorblock VS9, som realiserar regulatorns nollposition.

En funktion hos omkopplaren är närvaron av en automatisk styrenhet (ACU), som utfärdar styrkommandon till VS9 i intervallet när transformatorn slås på på tomgång.BAU fungerar under en tid, det tar källorna som matar tyristorgrupperna VS1 — VS11 och VS för att gå in i läge, eftersom transformatorn själv fungerar som strömförsörjning för omkopplarstyrsystemet.