Dispozitive de reglare a tensiunii în rețele industriale

Pentru a alege mijloacele de reglare a tensiunii și plasarea acestora în sistemul de alimentare, este necesar să se identifice nivelurile de tensiune în diferitele sale puncte, ținând cont de puterile transmise prin secțiunile sale individuale, de parametrii tehnici ai acestor secțiuni, de crucea. secțiunea liniilor, puterea transformatoarelor, tipurile de reactoare etc. reglementările se bazează nu numai pe criterii tehnice, ci și pe criterii economice.

Principalele mijloace tehnice de reglare a tensiunii în sistemele de alimentare cu energie electrică ale întreprinderilor industriale sunt:

• transformatoare de putere cu dispozitive de control al sarcinii (OLTC),

• transformatoare superioare cu reglare a sarcinii,

• baterii de condensatoare cu conexiune longitudinală și transversală, motoare sincrone cu reglare automată a curentului de excitație,

• surse statice de putere reactiva,

• generatoare locale de centrale electrice întâlnite în majoritatea centralelor industriale mari.

În fig.1 prezintă o diagramă de reglare centralizată a tensiunii în rețeaua de distribuție a unei întreprinderi industriale, aceasta este realizată de un transformator cu un dispozitiv de reglare automată a tensiunii sub sarcină... Transformatorul este instalat la stația de coborâre principală (GPP) din intreprinderea. Transformatoare cu întrerupătoare de sarcină, sunt echipate cu unități de reglare automată a tensiunii de sarcină (AVR).

Orez. 1. Schemă de reglare centralizată a tensiunii în rețeaua de distribuție a unei întreprinderi industriale

Reglarea centralizată a tensiunii în unele cazuri se dovedește a fi insuficientă. Prin urmare, pentru receptoarele electrice care sunt sensibile la abaterile de tensiune, acestea sunt instalate în rețeaua de distribuție transformatoare de creștere sau stabilizatoare de tensiune individuale.

Transformatoarele de lucru ale rețelelor de distribuție, transformatoarele T1 — TZ (vezi Fig. 1), de regulă, nu au dispozitive de reglare a tensiunii de sarcină și sunt echipate cu dispozitive de control fără excitație, tip PBV, care permit comutarea ramurilor de putere. transformator atunci când este deconectat de la rețea. Aceste dispozitive sunt utilizate în general pentru reglarea sezonieră a tensiunii.

Un element important care îmbunătățește regimul de tensiune în rețeaua unei întreprinderi industriale este dispozitive de compensare a puterii reactive — baterii condensatoare cu conexiune transversală și longitudinală. Instalarea condensatoarelor conectate în serie (UPC) face posibilă reducerea rezistenței inductive și a pierderilor de tensiune în linie.Pentru UPK, raportul dintre rezistența capacitivă a condensatoarelor xk și rezistența inductivă a liniei xl se numește procent de compensare: C = (xc / chl) x 100 [%].

Dispozitivele UPC reglează parametric tensiunea în rețea, în funcție de mărimea și faza curentului de sarcină. În practică, se recurge la compensarea parțială a reactanței liniei (C < 100%).

Compensarea completă în cazul schimbărilor bruște de sarcină și în modurile de urgență poate provoca supratensiuni. În acest sens, la valori semnificative de C, dispozitivele UPK trebuie să fie echipate cu întrerupătoare care ocolesc o parte a bateriilor.

Pentru sistemele de alimentare cu energie, CCP-urile sunt în curs de dezvoltare cu manevrarea unei părți din secțiunile bateriei cu comutatoare cu tiristoare, ceea ce va extinde domeniul de aplicare a CCP-urilor în sistemele de alimentare cu energie ale întreprinderilor industriale.

Condensatoarele conectate în paralel cu rețeaua generează x putere reactivă și tensiune simultan, deoarece reduc pierderile în rețea. Putere reactivă generată de baterii similare — dispozitive de compensare laterală, Qk = U22πfC. Astfel, puterea reactivă furnizată de banca de condensatoare interconectate depinde în mare măsură de tensiunea la bornele sale.

Atunci când alegeți puterea condensatoarelor, se bazează pe necesitatea asigurării unei abateri de tensiune care să corespundă normelor la valoarea calculată a sarcinii active, care este determinată de diferența de pierderi liniare înainte și după pornirea condensatoarelor:

unde P1, Q2, P2, Q2 sunt puteri active și reactive transmise pe linie înainte și după instalarea condensatoarelor, rs, xc — rezistența rețelei.

Având în vedere invarianța puterii active transmise de-a lungul liniei (P1 = P2), avem:

Efectul de reglare al conectării unei bănci de condensatoare în paralel cu rețeaua este proporțional cu xc, adică creșterea tensiunii la utilizator la sfârșitul liniei este mai mare decât la începutul acesteia.

Principalele mijloace de reglare a tensiunii în rețelele de distribuție ale întreprinderilor industriale sunt transformatoarele controlate de sarcină... Robinetele de control ale unor astfel de transformatoare sunt amplasate pe înfășurarea de înaltă tensiune. Comutatorul este de obicei plasat într-un rezervor comun cu un circuit magnetic și acționat de un motor electric. Servomotorul este echipat cu întrerupătoare de limită care deschid circuitul electric pentru a alimenta motorul atunci când întrerupătorul atinge poziția limită.

În fig. 2, a prezintă o diagramă a unui comutator multinivel de tip RNT-9, care are opt poziții și o adâncime de reglare de ± 10%. Tranziția între etape se realizează prin manevrarea treptelor adiacente reactorului.

Orez. 2. Dispozitive de comutare ale transformatoarelor de putere: a — comutator de tip RNT, R — reactor, RO — partea de reglare a înfășurării, PC — contacte mobile ale comutatorului, b — întrerupător de tip RNTA, TC — rezistență de limitare a curentului, Comutator PGR pentru reglare grosieră, PTR — comutator de reglare fină

Industria nativă produce, de asemenea, întrerupătoare din seria RNTA cu rezistență activă de limitare a curentului cu pași mai mici de reglare de 1,5% fiecare. Arată în fig. 2b, comutatorul RNTA are șapte pași de reglare fină (PTR) și un pas de reglare grosieră (PGR).

În prezent, industria electrică produce și întrerupătoare statice pentru transformatoare de putere, permițând reglarea tensiunii de mare viteză în rețelele industriale.

În fig. 3 prezintă unul dintre sistemele de deconectare a transformatoarelor de putere stăpânite de industria electrică - un comutator „prin rezistor”.

Figura arată zona de control a transformatorului, care are opt prize conectate la terminalul său de ieșire prin intermediul grupurilor bipolare VS1-VS8. În plus față de aceste grupuri, există un grup de comutare tiristor bipolar conectat în serie cu limitatorul de curent R.

Orez. 3. Comutator static cu limitator de curent

Principiul de funcționare al comutatorului este următorul: la trecerea de la robinet la robinet, pentru a evita un scurtcircuit al secțiunii sau un circuit întrerupt, grupul bipolar de ieșire este complet stins prin transferul curentului la robinet cu o rezistență. , iar apoi curentul este transferat la robinetul necesar. De exemplu, la trecerea de la robinetul VS3 la VS4, are loc următorul ciclu: VS se pornește.

Curentul de scurtcircuit al secțiunii este limitat de rezistența de limitare a curentului R, tiristoarele VS3 sunt oprite, VS4 sunt pornite, tiristoarele VS sunt oprite. Alte comutări se fac în același mod. Grupurile de tiristoare bipolare VS10 și VS11 inversează zona de reglare. Comutatorul are un bloc tiristor întărit VS9, care realizează poziția zero a regulatorului.

O caracteristică a comutatorului este prezența unei unități de control automate (ACU), care emite comenzi de control către VS9 în intervalul în care transformatorul este pornit la relanti.BAU funcționează de ceva timp, este nevoie de sursele care alimentează grupurile de tiristoare VS1 — VS11 și VS pentru a intra în modul, deoarece transformatorul în sine servește ca sursă de alimentare pentru sistemul de control al comutatorului.