Pasākumi un tehniskie līdzekļi elektroenerģijas kvalitātes uzlabošanai

Lai saglabātu sprieguma novirzes un svārstības standartiem atbilstošās vērtībās, ir nepieciešama sprieguma regulēšana.

Sprieguma regulēšana ir sprieguma līmeņu maiņas process elektroapgādes sistēmas raksturīgajos punktos ar īpašu tehnisko līdzekļu palīdzību, kas tiek veikts automātiski saskaņā ar iepriekš noteiktu likumu. Sprieguma regulēšanas likumu barošanas centros (CPU) nosaka elektroapgādes organizācija, ja iespējams, ņemot vērā šim centrālajam procesoram pieslēgto lietotāju vairākuma intereses.

Lai nodrošinātu nepieciešamo sprieguma režīmu elektroenerģijas uztvērēju spailēs, tiek izmantotas šādas sprieguma regulēšanas metodes: elektrostaciju un apakšstaciju (CPU) autobusos, izejošās līnijās, savienojuma un papildu.

Regulējot spriegumu uz procesora kopnēm, tās nodrošina tā saukto pretstrāvas regulēšanu.Pretsprieguma regulēšana tiek saprasta kā sprieguma paaugstināšana līdz 5 - 8% no nominālā pie lielākās slodzes un zem sprieguma līdz nominālajam (vai zemākam) pie mazākās slodzes ar rampu atkarībā no slodzes.

Regulēšana tiek veikta, mainot barošanas transformatora transformācijas attiecību... Šim nolūkam transformatori ir aprīkoti ar slodzes sprieguma regulēšanas līdzekļiem (OLTC)... Transformatori ar slodzes slēdžiem ļauj regulēt spriegumu diapazonā no ± 10 līdz ± 16%. ar izšķirtspēju 1,25 — 2,5%. Strāvas transformatori 6 — 20 / 0,4 kV iekārtu izslēgšanas slēdža vadības ierīces (pārslēgšana bez ierosmes) ar diapazonu ± 5% un regulēšanas pakāpi ± 2,5% (1. tabula).

1. tabula. Sprieguma pielaides 6-20 / 0,4 kV transformatoriem ar automātisko slēdzi

Pareiza izvēle transformācijas koeficients transformators ar automātisko slēdzi (piemēram, ar sezonas regulēšanu) nodrošina vislabāko iespējamo sprieguma režīmu, mainoties slodzei.

Vienas vai citas sprieguma regulēšanas metodes izmantošanas lietderību nosaka vietējie apstākļi, atkarībā no tīkla un tā ķēdes garuma, reaktīvās jaudas rezerves utt.

Sprieguma novirzes indikators ir atkarīgs no sprieguma zuduma tīklā, ir atkarīgs no tīkla pretestības un slodzes.Praksē tīkla pretestības izmaiņas ir saistītas ar sprieguma izmaiņām tajā, izvēloties vadu un kabeļu dzīslu šķērsgriezumus, ņemot vērā elektroenerģijas uztvērēju sprieguma novirzes (saskaņā ar pieļaujamie sprieguma zudumi), kā arī izmantojot kondensatoru virknes pieslēgumu gaisvadu līnijās (gareniskās kompensācijas iekārtas — UPK).

Sērijveidā pieslēgtie kondensatori kompensē daļu no līnijas induktīvās pretestības, tādējādi samazinot līnijā reaktīvo komponentu un radot kādu papildu spriegumu tīklā atkarībā no slodzes.

Kondensatoru sērijveida pieslēgšana ir ieteicama tikai nozīmīgai slodzes reaktīvai jaudai (tgφ > 0,75-1,0). Ja reaktīvās jaudas koeficients ir tuvu nullei, līnijas sprieguma zudums galvenokārt nosaka aktīvā pretestība un aktīvā jauda. Šādos gadījumos induktīvās pretestības kompensācija ir nepraktiska.

UPC izmantošana ir ļoti efektīva krasu slodzes svārstību gadījumā, jo kondensatoru regulējošā iedarbība (pievienotā sprieguma vērtība) ir proporcionāla slodzes strāvai un mainās automātiski, praktiski bez inerces. Tāpēc gaisvadu līnijās ar spriegumu 35 kV un zemāk jāizmanto kondensatoru sērijveida pieslēgums, kas piegādā pēkšņi mainīgas slodzes ar salīdzinoši zemu jaudas koeficientu. Tos izmanto arī rūpnieciskajos tīklos ar krasi mainīgām slodzēm.

Papildus iepriekš apspriestajiem tīkla pretestības samazināšanas pasākumiem tīkla slodžu maiņas pasākumi, jo īpaši reaktīvās, samazina sprieguma zudumus un tādējādi palielina līnijas gala spriegumu. To var izdarīt, izmantojot sānu kompensācijas instalācijas (savienojot kondensatoru blokus paralēli slodzei) un ātrgaitas reaktīvās jaudas avotus (RPS), izstrādājot faktisko reaktīvās jaudas izmaiņu grafiku.

Lai uzlabotu tīkla sprieguma režīmu, samazinātu sprieguma novirzes un svārstības, iespējams izmantot jaudīgus sinhronos motorus ar automātisku ierosmes vadību.

Lai uzlabotu tādus elektroenerģijas kvalitātes rādītāji ieteicams pieslēgt elektriskos uztvērējus, kas kropļo CE sistēmas punktos ar visaugstākajām īssavienojuma jaudas vērtībām. Un līdzekļu izmantošana īssavienojuma strāvu ierobežošanai tīklos, kuros ir noteiktas slodzes, būtu jāveic tikai tādās robežās, kas nepieciešamas, lai nodrošinātu komutācijas ierīču un elektrisko iekārtu drošu darbību.

Galvenie veidi, kā samazināt nesinusoidālā sprieguma ietekmi. Starp tehniskajiem līdzekļiem tiek izmantoti: filtru ierīces: pārslēgšana paralēli šaurjoslas rezonanses filtru slodzei, filtru kompensācijas ierīces (FCD), filtru balansēšanas ierīces (FSU), IRM satur FCD, speciāls aprīkojums, kam raksturīgs zems augstāku harmoniku ģenerēšana, "nepiesātinātie" transformatori, daudzfāzu pārveidotāji ar uzlabotiem enerģijas raksturlielumiem.

attēlā.1, a parāda diagrammu šķērsvirziena (paralēlā) pasīvā filtra ar augstākām harmonikām. Filtra savienojums ir virknē savienota induktivitātes un kapacitātes ķēde, kas noregulēta uz noteiktas harmonikas frekvenci.

Rīsi. 1. Filtru shematiskās diagrammas ar augstākām harmonikām: a — pasīvais, b — aktīvais filtrs (AF) kā sprieguma avots, c — AF kā strāvas avots, VP — vārstu pārveidotājs, F5, F7 — attiecīgi filtru savienojumi ar 5 7. un 7. harmonikas, tis — līnijas spriegums, tiAF — AF spriegums, tin — slodzes spriegums, Azc — līnijas strāva, AzAf — AF ģenerētā strāva, Azn — slodzes strāva

Filtra savienojuma pretestība lielākām harmoniskām strāvām Xfp = XLn-NS° C/n, kur XL, Xc ir attiecīgi reaktora un kondensatora bloka pretestības pret jaudas frekvences strāvu, n — harmonikas komponentes skaitlis.

Palielinoties frekvencei, reaktora induktivitāte proporcionāli palielinās, un kondensatora banka samazinās apgriezti harmoniskajam skaitlim. Pie vienas harmonikas frekvences reaktora induktīvā pretestība kļūst vienāda ar kondensatora bloka kapacitāti un sprieguma rezonanse... Šajā gadījumā filtra pieslēguma pretestība n rezonanses frekvences strāva ir nulle un tas manevrē elektrisko sistēmu šajā frekvencē. Rezonanses frekvences harmonisko skaitli yar aprēķina pēc formulas

Ideāls filtrs pilnībā filtrē harmoniskās strāvas līdz frekvencēm, kurām ir noregulēti tā savienojumi.Tomēr praksē aktīvo pretestību klātbūtne uz reaktoriem un kondensatoru blokiem un neprecīza filtra savienojumu noregulēšana noved pie nepilnīgas harmoniku filtrēšanas Paralēlais filtrs ir sekciju virkne, no kurām katra ir noregulēta, lai rezonētu noteiktai harmonikas frekvencei.

Saišu skaits filtrā var būt patvaļīgs. Praksē parasti tiek izmantoti filtri, kas sastāv no divām vai četrām sekcijām, kas noregulētas uz 5., 7., 11., 13., 23. un 25. harmonikas frekvencēm. Šķērsfiltri ir savienoti gan vietās, kur parādās augstākās harmonikas, gan vietās, kur tās tiek pastiprinātas. Crossover filtrs ir gan reaktīvās jaudas avots, gan līdzeklis reaktīvo slodžu kompensēšanai.

Filtra parametri ir izvēlēti tā, lai savienojumi tiktu noregulēti rezonansi ar filtrēto harmoniku frekvencēm, un to kapacitāte ļauj ģenerēt nepieciešamo reaktīvo jaudu rūpnieciskajā frekvencē. Dažos gadījumos paralēli filtram ir pievienota kondensatora banka, lai kompensētu reaktīvo jaudu. Šādu ierīci sauc par kompensējošo filtru (PKU)... Filtru kompensācijas ierīces veic gan harmoniku filtrēšanas, gan reaktīvās jaudas kompensācijas funkciju.

Šobrīd tajos bez pasīvajiem šaurjoslas filtriem tiek izmantoti arī aktīvie filtri (AF)... Aktīvais filtrs ir maiņstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs ar kapacitatīvu vai induktīvu elektroenerģijas uzglabāšanu līdzstrāvas pusē, kas veido noteiktu sprieguma vai strāvas lielumu. caur impulsa modulāciju. Tas ietver integrētus strāvas slēdžus, kas savienoti saskaņā ar standarta shēmām.AF savienojums ar tīklu kā sprieguma avotu ir parādīts attēlā. 1, b, kā strāvas avots - attēlā. 1, c.

Sistemātiskās nelīdzsvarotības samazināšana zemsprieguma tīklos tiek veikta, racionāli sadalot vienfāzes slodzes starp fāzēm tā, lai šo slodžu pretestības būtu aptuveni vienādas viena ar otru. Ja sprieguma nelīdzsvarotību nevar samazināt, izmantojot ķēdes risinājumus, tad tiek izmantotas īpašas ierīces: kondensatoru bloku asimetriskā komutācija (2. att.) vai vienfāzes slodžu balansēšanas ķēdes (3. att.).

Rīsi. 2. Kondensatoru bankas balansēšanas ierīce

Rīsi. 3. Īpaša balun ķēde

Ja asimetrija mainās atbilstoši varbūtības likumam, tad samazināšanai tiek izmantotas automātiskās balansēšanas ierīces, no kurām viena diagramma ir parādīta att. 4. Regulējamas simetriskas ierīces ir dārgas un sarežģītas, un to pielietojums rada jaunas problēmas (jo īpaši nesinusoidālo spriegumu). Tāpēc Krievijā nav pozitīvas pieredzes ar balunu izmantošanu.

Rīsi. 4. Tipiska balun ķēde

Pārsprieguma aizsardzībai, pārsprieguma novadītāji... Pret īslaicīgiem sprieguma kritumiem un sprieguma kritumiem var izmantot dinamiskos sprieguma deformācijas kompensatorus (DKIN), kas atrisina daudzas elektroenerģijas kvalitātes problēmas, tostarp kritumus (tostarp impulsu) un barošanas sprieguma pārspriegumus.

Galvenās DKIN priekšrocības:

• bez baterijām un visām ar tām saistītajām problēmām,

• reakcijas laiks uz īsiem strāvas pārtraukumiem 2 ms,

• DKIN ierīces efektivitāte ir vairāk nekā 99% pie 50% slodzes un vairāk nekā 98,8% pie 100% slodzes,

• zems enerģijas patēriņš un zemas ekspluatācijas izmaksas,

• harmonisko komponentu kompensācija, nervozitāte,

• sinusoidālais izejas spriegums,

• aizsardzība pret visa veida īssavienojumiem,

• augsta uzticamība.

Negatīvās ietekmes līmeņa samazināšana uz noteiktu slodžu jaudas uztvērēju tīklu (šoks, ar nelineāriem volt-ampēru raksturlielumiem, asimetrisks) tiek panākts, normalizējot un sadalot barošanas avotu īpašās un "klusās" slodzēs.

Papildus atsevišķas ievades piešķiršanai konkrētām slodzēm ir iespējami arī citi risinājumi racionālai elektroapgādes shēmu uzbūvei:

• galvenās pazemināšanas apakšstacijas četru sekciju shēma pie sprieguma 6-10 kV ar transformatoriem ar sadalītiem sekundārajiem tinumiem un ar dubultreaktoriem atsevišķai "klusās" un specifiskās slodzes padevei,

• galvenās pazemināšanas apakšstacijas (GPP) transformatoru pārnešana uz paralēlo darbību, ieslēdzot 6-10 kV sekciju slēdzi, kad ir pieļaujamas īssavienojuma strāvas. Šo pasākumu var piemērot arī īslaicīgi, piemēram, lielu dzinēju palaišanas periodos,

• apgaismojuma slodzes ieviešana veikala elektrotīklos atsevišķi no pēkšņas maiņstrāvas avota (piemēram, no metināšanas ierīcēm).