Zařízení pro regulaci napětí v průmyslových sítích

Pro volbu prostředků regulace napětí a jejich umístění v napájecí soustavě je nutné identifikovat napěťové úrovně na jejích různých místech s přihlédnutím k výkonům přenášeným jejími jednotlivými sekcemi, technickými parametry těchto sekcí, křížením úseky vedení, výkon transformátorů, typy reaktorů atd. předpisy vycházejí nejen z technických, ale i ekonomických kritérií.

Hlavními technickými prostředky regulace napětí v napájecích systémech průmyslových podniků jsou:

• výkonové transformátory se zařízeními pro řízení zátěže (OLTC),

• stupňovité transformátory s regulací zátěže,

• kondenzátorové baterie s podélným a příčným zapojením, synchronní motory s automatickou regulací budicího proudu,

• statické zdroje jalového výkonu,

• generátory místních elektráren, které se nacházejí ve většině velkých průmyslových závodů.

Na Obr.1 schéma centralizované regulace napětí v distribuční síti průmyslového podniku, je prováděna transformátorem se zařízením pro automatickou regulaci napětí pod zátěží... Transformátor je instalován na hlavní snižovací rozvodně (GPP) hl. podnik. Transformátory s zátěžové spínače, jsou vybaveny jednotkami automatické regulace zátěžového napětí (AVR).

Rýže. 1. Schéma centralizované regulace napětí v distribuční síti průmyslového podniku

Centralizovaná regulace napětí se v některých případech ukazuje jako nedostatečná. Proto se u elektrických přijímačů, které jsou citlivé na odchylky napětí, instalují do distribuční sítě zvyšovací transformátory nebo jednotlivé stabilizátory napětí.

Pracovní transformátory distribučních sítí, transformátory T1 — TZ (viz obr. 1) zpravidla nemají zařízení pro regulaci napětí zátěže a jsou vybaveny ovládacími zařízeními bez buzení typu PBV, které umožňují spínání větví výkonu. transformátoru, když je odpojen od sítě. Tato zařízení se obecně používají pro sezónní regulaci napětí.

Důležitým prvkem, který zlepšuje napěťový režim v síti průmyslového podniku je zařízení pro kompenzaci jalového výkonu — kondenzátorové baterie s příčným a podélným spojením. Instalace kondenzátorů zapojených do série (UPC) umožňuje snížit indukční odpor a ztrátu napětí ve vedení.Pro UPK se poměr kapacitního odporu kondenzátorů xk k indukčnímu odporu vedení xl nazývá procento kompenzace: C = (xc / chl) x 100 [%].

Zařízení UPC parametricky v závislosti na velikosti a fázi zatěžovacího proudu upravují napětí v síti. V praxi se uchýlí pouze k částečné kompenzaci reaktance vedení (C < 100 %).

Plná kompenzace v případě náhlých změn zátěže a v nouzových režimech může způsobit přepětí. V tomto ohledu při významných hodnotách C musí být zařízení UPK vybavena spínači, které obcházejí část baterií.

Pro napájecí systémy jsou vyvíjeny CCP se shuntováním části bateriových sekcí tyristorovými spínači, což rozšíří pole působnosti CCP v napájecích systémech průmyslových podniků.

Kondenzátory zapojené paralelně se sítí generují x jalového výkonu a napětí současně, protože snižují ztráty v síti. Jalový výkon generovaný podobnými bateriemi — boční kompenzační zařízení, Qk = U22πfC. Jalový výkon dodávaný skupinou propojených kondenzátorů tedy do značné míry závisí na napětí na jejích svorkách.

Při volbě výkonu kondenzátorů se vychází z potřeby zajistit odchylku napětí, která odpovídá normám při vypočtené hodnotě činné zátěže, která je určena rozdílem lineárních ztrát před a po zapnutí kondenzátorů:

kde P1, Q2, P2, Q2 jsou činné a jalové výkony přenášené na vedení před a po instalaci kondenzátorů, rs, xc — odpor sítě.

S ohledem na neměnnost činného výkonu přenášeného po vedení (P1 = P2) máme:

Regulační účinek připojení kondenzátorové banky paralelně k síti je úměrný xc, tj. nárůst napětí u uživatele na konci linky je větší než na jejím začátku.

Hlavním prostředkem regulace napětí v distribučních sítích průmyslových podniků jsou zátěžově řízené transformátory... Ovládací odbočky takových transformátorů jsou umístěny na vinutí vysokého napětí. Spínač bývá umístěn ve společné nádrži s magnetickým obvodem a poháněn elektromotorem. Pohon je vybaven koncovými spínači, které otevírají elektrický obvod pro napájení motoru, když spínač dosáhne koncové polohy.

Na Obr. 2 je znázorněno schéma víceúrovňového spínače typu RNT-9, který má osm poloh a hloubku přestavení ± 10 %. Přechod mezi stupni se provádí manévrováním sousedních stupňů k reaktoru.

Rýže. 2. Spínací přístroje výkonových transformátorů: a — spínač typu RNT, R — tlumivka, RO — regulační část vinutí, PC — pohyblivé kontakty spínače, b — spínač typu RNTA, TC — odpor omezující proud, Přepínač PGR pro hrubé nastavení, PTR — přepínač jemného ladění

Nativní průmysl také vyrábí spínače řady RNTA s aktivním odporem omezujícím proud s menšími kroky nastavení, každý po 1,5 %. Znázorněno na Obr. 2b, přepínač RNTA má sedm kroků jemného ladění (PTR) a krok hrubého ladění (PGR).

V současné době vyrábí elektrotechnický průmysl také statické spínače pro výkonové transformátory, umožňující vysokorychlostní regulaci napětí v průmyslových sítích.

Na Obr. 3 ukazuje jeden z odpojovacích systémů výkonového transformátoru ovládaný elektrotechnickým průmyslem – „průchozí odporový“ spínač.

Na obrázku je znázorněna řídicí oblast transformátoru, který má na výstupní svorku připojeno osm odboček pomocí bipolárních skupin VS1-VS8. Kromě těchto skupin je s proudovým omezovačem R zapojena sériově bipolární tyristorová spínací skupina.

Rýže. 3. Statický spínač s omezovačem proudu

Princip činnosti spínače je následující: při přepínání z odbočky na odbočku, aby se zabránilo zkratu sekce nebo otevřenému obvodu, je výstupní bipolární skupina zcela zhasnuta přenosem proudu do odbočky pomocí rezistoru a poté je proud převeden do požadovaného faucetu. Například při přechodu z faucetu VS3 na VS4 dojde k následujícímu cyklu: VS se zapne.

Zkratový proud sekce je omezen proudovým omezovacím odporem R, tyristory VS3 jsou vypnuté, VS4 zapnuté, tyristory VS vypnuté. Ostatní komutace se provádějí stejným způsobem. Bipolární tyristorové skupiny VS10 a VS11 obracejí regulační zónu. Spínač má zesílený tyristorový blok VS9, který realizuje nulovou polohu regulátoru.

Charakteristickým rysem spínače je přítomnost automatické řídicí jednotky (ACU), která vydává řídicí povely VS9 v intervalu, kdy je transformátor zapnut na volnoběh.BAU nějakou dobu funguje, přejde do režimu zdrojům napájejících tyristorové skupiny VS1 — VS11 a VS, protože samotný transformátor slouží jako zdroj napájení pro řídicí systém spínačů.