Устройства за регулиране на напрежението в промишлени мрежи

За да се изберат средства за регулиране на напрежението и тяхното поставяне в електрозахранващата система, е необходимо да се идентифицират нивата на напрежение в различните му точки, като се вземат предвид мощностите, предавани през отделните му участъци, техническите параметри на тези секции, напречното сечение на линиите, мощността на трансформаторите, типовете реактори и т.н. регламентите се основават не само на технически, но и на икономически критерии.

Основното технически средства за регулиране на напрежението в електрозахранващи системи промишлени предприятия са:

• силови трансформатори с устройства за управление на натоварване (OLTC),

• ускорителни трансформатори с регулиране на натоварването,

• кондензаторни батерии с надлъжна и напречна връзка, синхронни двигатели с автоматично регулиране на тока на възбуждане,

• статични източници на реактивна мощност,

• генератори на местни електроцентрали, открити в повечето големи промишлени предприятия.

На фиг. 1 показва диаграма на централизирано регулиране на напрежението в разпределителната мрежа на промишлено предприятие, тя се извършва трансформатор с устройство за автоматично регулиране на напрежението под товар… Трансформаторът е инсталиран на главната понижаваща подстанция (GPP) на предприятието. Трансформатори с превключватели на натоварване, са оборудвани с блокове за автоматично регулиране на напрежение под товар (AVR).

Ориз. 1. Схема за централизирано регулиране на напрежението в разпределителната мрежа на индустриално предприятие

Централизираното регулиране на напрежението в някои случаи се оказва недостатъчно. Следователно, за електрически приемници, които са чувствителни към отклонения на напрежението, те се инсталират в разпределителната мрежа усилвателни трансформатори или индивидуални стабилизатори на напрежение.

Работни трансформатори на разпределителни мрежи, трансформатори T1 — TZ (виж фиг. 1), като правило, нямат устройства за регулиране на напрежението при натоварване и са оборудвани с управляващи устройства без възбуждане, тип ПБВ, които позволяват превключване на клоните на мощност трансформатор, когато е изключен от мрежата. Тези устройства обикновено се използват за сезонно регулиране на напрежението.

Важен елемент, който подобрява режима на напрежение в мрежата на индустриално предприятие, е устройства за компенсация на реактивна мощност — кондензаторни батерии с напречно и надлъжно свързване. Инсталирането на последователно свързани кондензатори (UPC) дава възможност за намаляване на индуктивното съпротивление и загубата на напрежение в линията. За UPK съотношението на капацитивното съпротивление на кондензаторите xk към индуктивното съпротивление на линията xl се нарича процент на обезщетение: C = (xc / chl) x 100 [%].

UPC устройствата извършват параметрично, в зависимост от големината и фазата на тока на натоварване, регулиране на напрежението в мрежата. На практика се прибягва само до частично компенсиране на реактивното съпротивление (C <100%) на линията.

Пълната компенсация в случай на внезапни промени на натоварването и в аварийни режими може да причини пренапрежения. В тази връзка, при значителни стойности на C, устройствата UPK трябва да бъдат оборудвани с ключове, които заобикалят част от батериите.

За захранващите системи се разработват ЦКП с маневриране на част от акумулаторните секции с тиристорни ключове, което ще разшири обхвата на ЦК в системите за захранване на промишлени предприятия.

Кондензаторите, свързани паралелно с мрежата, генерират x реактивна мощност и напрежение едновременно, тъй като намаляват загубите в мрежата. Реактивна мощност, генерирана от подобни батерии — странични компенсационни устройства, Qк = U22πfC. По този начин реактивната мощност, доставена от банката от напречно свързани кондензатори, зависи до голяма степен от напрежението на неговите клеми.

При избора на мощност на кондензаторите се изхожда от необходимостта да се осигури отклонение на напрежението, което съответства на нормите при изчислената стойност на активния товар, която се определя от разликата в линейните загуби преди и след включване на кондензаторите:

където P1, Q2, P2, Q2 са активни и реактивни мощности, предавани по линията преди и след инсталирането на кондензатори, rs, xc — мрежово съпротивление.

Като се има предвид неизменността на активната мощност, предавана по линията (P1 = P2), имаме:

Регулиращият ефект от свързването на кондензаторна банка паралелно към мрежата е пропорционален на xc, т.е.увеличаването на напрежението в потребителя в края на линията е по -голямо, отколкото в началото му.

Основните средства за регулиране на напрежението в разпределителните мрежи на промишлените предприятия са трансформатори, управлявани от натоварване… Контролните кранове на такива трансформатори са разположени върху намотката на високо напрежение. Превключвателят обикновено се поставя в общ резервоар с магнитна верига и се задвижва от електродвигател. Задвижващият механизъм е оборудван с крайни превключватели, които отварят електрическата верига за захранване на двигателя, когато превключвателят достигне крайното положение.

На фиг. 2, а показва диаграма на многостепенен превключвател от типа RNT-9, който има осем позиции и дълбочина на регулиране ± 10%. Преходът между етапите се осъществява чрез маневриране на съседни етапи към реактора.

Ориз. 2. Превключващи устройства на силови трансформатори: а — превключвател от тип RNT, R — реактор, RO — регулираща част от намотката, PC — подвижни контакти на превключвателя, b — превключвател от тип RNTA, TC — токово ограничаващо съпротивление, PGR превключвател за грубо регулиране, PTR — превключвател за фина настройка

Родната индустрия също произвежда ключове от серията RNTA с активно съпротивление, ограничаващо тока, с по -малки стъпки на регулиране — по 1,5% всеки. Показано на фиг. 2b, превключвателят RNTA има седем стъпки за фина настройка (PTR) и стъпка за груба настройка (PGR).

В момента електрическата промишленост също произвежда статични превключватели за силови трансформатори, позволяващ високоскоростно регулиране на напрежението в промишлени мрежи.

На фиг. 3 показва една от системите за изключване на захранващия трансформатор, овладяна от електрическата промишленост — превключвател «през ​​резистор».

Фигурата показва контролната зона на трансформатора, който има осем крана, свързани към изходния му терминал посредством биполярни групи VS1-VS8. В допълнение към тези групи има биполярна тиристорна комутационна група, свързана последователно с ограничителя на тока R.

Ориз. 3. Статичен превключвател с ограничител на тока

Принципът на действие на превключвателя е следният: при превключване от кран към кран, за да се избегне късо съединение на секцията или отворена верига, изходящата биполярна група се гаси напълно чрез прехвърляне на тока към кран с резистор, а след това токът се прехвърля в необходимия кран. Например, когато превключвате от крана VS3 към VS4, възниква следният цикъл: VS се включва.

Токът на късо съединение на секцията е ограничен от ограничаващия тока резистор R, тиристорите VS3 са загасени, VS4 е включен, тиристорите VS са изключени. Други комутации се извършват по същия начин. Биполярните тиристорни групи VS10 и VS11 обръщат регулаторната зона. Превключвателят има подсилен тиристорен блок VS9, който реализира нулевата позиция на регулатора.

Характеристика на превключвателя е наличието на автоматичен блок за управление (ACU), който издава управляващи команди към VS9 в интервала, когато трансформаторът е включен на празен ход. BAU работи известно време, необходимо на източниците, захранващи тиристорните групи VS1 — VS11 и VS, да влязат в режим, тъй като самият трансформатор служи като захранване за системата за управление на превключвателя.