Sprieguma regulatori, ko izmanto, lai kontrolētu spriegumu sadales padeves galā

The Rich in America: Power, Control, Wealth and the Elite Upper Class in the United States (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Ievads sprieguma kontrolē

Ir trīs galvenās metodes, ko izmanto, lai kontrolētu spriegumu sadales padeves galā - Izmantojot vadības iekārtu, lai mainītu spriegumu pie padeves gala vai slodzes galā un kontrolētu strāvu līnijā, mainot jaudu faktors.

Sprieguma regulatori, ko izmanto, lai kontrolētu spriegumu sadales padeves galā (uz foto: Quad pastiprinātājs, kas regulē izejas spriegumu noteiktā līmenī, kredīts: Wilson Transformer Company)

Pārvades avotā spriegumu regulē ģeneratoru sprieguma regulatori. Sprieguma vadības ierīcei, kas savienota pie barošanas gala vai barošanas gala, ietilptu:

  1. Izslodzes pārslēgs ar transformatoriem
  2. On-load tap-changing transformers,
  3. Pastiprinātāji,
  4. Moving coil regulators,
  5. Indukcijas regulatori.

Pašreizējās vadības ierīces, kas paredzētas jaudas koeficienta kontrolei, ir vai nu statiskie, vai rotējošie kondensatori. Rotējošie kondensatori reti tiek izmantoti, ja kādreiz tie tiek izmantoti modētai barošanas sistēmās, un tie netiks apspriesti.

Sprieguma maiņas iekārtas

Piespiežoši maināmie transformatori ir konstruēti tā, ka izejas spriegumu var regulēt ar slēdzi, lai palielinātu vai samazinātu spriegumu.

Slēdžus var konstruēt tā, lai laikā, kad tiek nomainīts sprieguma lielums (pārslēgšanas slēdzis), vai lai pārvadātu pilnu nominālo strāvu (strāvas padeves pārnesumu pārslēgs ), strāvas padevei nav jābūt .

Parasti spriegumu maina nominālais spriegums ar pakāpēm - parasti 2, 5% sadales (22/11 kV līdz 400 voltu) transformatoriem, bet smalkāki, teiksim 1, 25 - 1, 5% transformatoriem pārvades apakšstacijās ar pilnu regulēšanas diapazonu līdz ± 10 nominālā izejas sprieguma%.

Tas nozīmē, ka 11 kV līnijai spriegums piegādes galā var būt no 9, 9 kV līdz 12, 1 kV .

Iekraušanas pārslēgs- pārslēdzējs nodrošina sprieguma maiņas laikā elektroenerģijas padeves pārtraukšanu, un tādēļ tie ir vēlami, pat ja tie ir daudz dārgāki. Ja ir uzstādīti pārslēgšanas slēdži, elektrības padeve ir jāatvieno uz laiku, kas vajadzīgs, lai mainītu sprieguma iestatījumu.

Parasti zonas un pārvades apakšstaciju transformatori ir aprīkoti ar pārslēgšanas pārslēga maiņstrāvām, jo ​​ir ļoti liels klientu skaits, kuri tiktu ietekmēti, ja tie būtu jāatvieno katru reizi, kad vajadzēja izdarīt pārslēgu.

Kravas būtiskie elementi un kompensējošās shēmas, kas tiek izmantotas, lai automātiski kontrolētu krāvēju pārslēga pārslēdzēju, ir parādīti 1. attēlā.

Būtībā tas sastāv no sprieguma sensora releja, kas iedarbina pārslēgslēdzēju motora, lai automātiski pārvietotu krāna stāvokli uz augšu vai uz leju, jo spriegums atšķiras no iestatītā vēlamā sprieguma līmeņa. Šo iestatīto līmeni parasti sauc par transformatora vai apakšstacijas " pludiņa spriegumu ".

Sprieguma relejs sajūt gan transformatora izejas spriegumu, gan arī kompensējošo spriegumu, kas atspoguļo nolaišanas laikā paredzēto kritumu, kā parādīts zemāk.

Lai saprastu, kā sistēma darbojas, vispirms apsveriet visvienkāršāko gadījumu, kad transformators izejas spriegums darbina releju .

Transformatora izlaidi mēra ar sprieguma transformatoru. Ja izejas spriegums nokrīt no iestatītā līmeņa ("pludiņa spriegums") sakarā ar pieaugošo slodzi, sprieguma regulēšanas relejs aktivēs krānu nomainītāju un nomainīs vienu pieskārienu pie transformatora, lai paaugstinātu spriegumu un novestu izejas spriegumu atpakaļ līdz vēlamajam līmenim .

Savukārt, kad slodze nokrīt, izejas spriegums sāks pieaugt un sprieguma regulēšanas relejs liks transformatoram mainīt vienu pieskārienu atpakaļ, lai samazinātu spriegumu, un atkal nogādās to vēlamajā līmenī.

Mēs varam arī kompensēt no apakšstacijas izejošo padevēju kritienu, cirkulējot strāvas transformatora jaudu, izmantojot regulējamas pretestības un pretestības vērtības (kas ir iestatītas tā, lai atspoguļotu barošanas iekārtas pretestības un pretestības vērtības) sprieguma sensora ķēdē.

Sprieguma regulēšanas releja modeļa pretestības Z c kritiens būtu jāatspoguļo barošanas ierīces sprieguma kritums, ja tas ir pareizi iestatīts.

1.a attēls - slodzes un vadības shēmas

1.b attēls. Slodzes un vadības ķēžu fāzes shēmas

Kur:

Galvenās shēmas Vadības shēmas
E SNosūces beigu spriegumse TSprieguma transformatora izejas spriegums
E ZLīnijas sprieguma kritumse C.Kompensatora sprieguma kritums
E RSaņem gala spriegumue VRegulēšanas releja spriegums
R LLīnijas pretestībaR CKompensācijas pretestība
X LLinea reaktantsX CKompensora pretestība
Es lIelādēt pašreizējoi CCT sekundārā strāva

Sprieguma sensora relejs tagad izraisa transformatora maiņu , reaģējot uz sprieguma svārstībām pie slodzes padeves galā, nevis tikai uz apakšstacijas transformatoru spailēm. Pieaugot slodzei, tas nozīmētu, ka krāni var mainīties agrāk, nekā vienīgi nosakot transformatora izejas spriegumu vienatnē un transformatora izejas spriegums būtu lielāks, bet barošanas iekārtas noslodzes galā spriegums tiktu saglabāts vēlamajā līmenī.

To var redzēt 1. attēlā redzamajā diagrammā.

Sprieguma transformatora izeja e t ir E S, zonas transformatora gala sprieguma atspīdums. Atņemot no sprieguma fazora e t sprieguma fazoru e z, kas ir proporcionāls līnijas sprieguma kritumam E Z, iegūtais spriegums ev (kas kontrolē krānu nomaiņas ierīces braukšanas mehānismu) pārstāvēs slodzes spriegumu E R visos apstākļos .

Šī līnijas sprieguma krituma kompensācija tiek saukta par "līnijas krituma kompensāciju" ("LDC") . Parasti tā tiek iestatīta kā sprieguma procentos palielināšanās pie noteiktas transformatora slodzes vērtības.

Kopumā, ja LDC ir nulle, transformatora sprieguma regulēšanas relejs mainīs krānus tikai uz transformatora gala spriegumu. Ja LDC ir iestatīta kāda pozitīva vērtība, transformatora sprieguma regulēšanas relejs mainīs krānus, pamatojoties uz transformatora gala spriegumu, kas ir mazāks par līnijas kritiena sprieguma vērtību.

Sprieguma regulatoru veidi

Regulatori

Vienkāršākā un visbiežāk izmantotais sprieguma palielināšanas veids sadales līnijās, ja jauda nav problēma, bet ja sprieguma svārstības ir pārmērīgas (piemēram, lauku padevēji), izmantojot automātisko transformatoru, parasti vienkārši (bet ne precīzi) sauc par "sprieguma regulators" (jo, kā mēs tālāk apspriedīsim, pastāv daudzi regulatoru veidi).

Auto transformatoram ir viena kopējā spole, nevis atsevišķa primārā un sekundārā spole, kā ar tradicionālajiem transformatoriem.

Izejas spriegumu var pastiprināt, ja ir vairāk pagrieziena uz izejas pieskārienu vai samazināts ("bucked"), jo ir mazāk ieslēgtas izejas tapa stāvoklī, kā parādīts 2. attēlā.

2. attēls. Sprieguma regulators (automātiskais transformators)

Krānus automātiski maina ar iepriekš aprakstītu pārslēgšanas pārslēgu. Vēl viena ierīce sprieguma kontrolei, ko var izmantot pats vai kopā ar transformatoru, ir regulators, no kura ir divi veidi:

  • Indukcijas sprieguma regulatori
  • Moving coil voltage regulators

Indukcijas regulators sastāv no statora un rotora un ir konstruēts tāpat kā brūču rotora indukcijas motors ar elastīgiem savienojumiem, kas nāk no rotējošā rotora.

(Stacionārā) vārpstas leņķiskais stāvoklis attiecībā pret statora korpusu ir regulējams ar manuālu vai ar mehānisku piedziņu vērstu riteni.

Indukcijas sprieguma regulators

Viens tinums (stators) ir savienots ar šunti pa līnijām, kurām nepieciešams kontrolēt to spriegumu, savukārt otra tinuma (rotora) daļa ir savienota ar slodzi vai gaisvadu līniju. Atkarībā no statora un rotora relatīvās leņķiskās pozīcijas šunta tinums sērijas tinumā inducē spriegumu (v 1 ), kur inducētais spriegums var būt fāzē ar sistēmas spriegumu vai līdz fāzei var būt līdz 180 ° .

Rezultātā izejas spriegums var mainīties diapazonā no:

(V + v 1 ) līdz (V - v 1 )

kur:

  • V ir ieejas spriegums
  • v 1 ir injicēts sērijas spriegums

Parastā trīs fāzu ierīcei ir trūkums, ka tā ievieš fāzu pārslēgšanos starp ieejas un izejas spriegumiem visos lielumos, izņemot pilno impulsu un pilnu spriegumu . Tam nav nekādas sekas, ja to izmanto individuālai piegādei, bet to neizmanto savstarpēji savienotajos tīklos.

Kustīgais spoles regulators tiek veidots ar diviem cieši saistītu šunta un sērijas spoļu pāra attiecīgi A 1 - S 1 un A 2 - S 2, kā parādīts 3. Attēlā.

3. attēls. Kustīgas spoles regulatora shēma

Četras spoles ir montētas uz parastu magnētisko ķēdi, un augšpusē atrodas kustīgā spole M. Kustīgā spole M īslaicīgi ieslēdzas uz sevi un tās kustības robežās ieskauj vienu vai otru no fiksēto spoļu pāra.

Šunta spoles A 1 un A 2 ir savienotas ar to sprieguma polaritātes piedevu, un sērijveida spolēm S 1 un S 2 ir pretestība pret spriegumiem. Īsas apaļas spoles M savstarpēja induktivitāte, kad tā atrodas augšējā pozīcijā, samazina spriegumu A 1 līdz minimālajam un palielina to maksimāli pie A 2 .

Šajā gadījumā spriegums, kas inducēts S1, ir minimāls, un maksimālais ir S 2 . Izvades sprieguma kontroles diapazons ir atkarīgs no S 2 : A 2 un S 1 : A 1 attiecībām .

Pastiprinātāji

Vēl viens mazāk izplatīts paņēmiens nelielu līnijas spriegumu korekciju veikšanai izmanto līnijas pastiprinātājpārveidotājus. Ir divu veidu pasākumi:

  1. In fāzes pastiprinātāji transformatori
  2. Quadrature (quadrature) (kvadrātveida) pastiprinātāji transformatori

In fāzu regulējošo pastiprinātāja transformatoru izmanto, lai injicētu mainīgu spriegumu līnijas ķēdē sprieguma regulēšanas nolūkos . Šis aprīkojums tiks izmantots, ja lādējamā līnijā ir vēlams iegūt papildu sprieguma kontroli, un nav vēlēšanās iegādāties jaunu transformatoru.

Tipisks vinčas režīms fāzes pastiprinātājam ir parādīts 4. attēlā. Trifāžu sistēmas aktīvie vadītāji ir attiecīgi apzīmēti ar AA ', BB', CC ' un attiecīgie sprieguma līmeņi ir parādīti uz phasor diagrammas.

4. attēls. Atsevišķa fāzu sprieguma regulējošā pastiprinātāja transformatora vinča

Trīs sērijas transformatoriem "a" ir savi sekundārie tinumi "b", kas savienoti līnijās A-A ', B-B', C-C '. Šo transformatoru "c" primāros tinumus satraukti no trīsfāzu transformatora "e" mainīgajiem izvadiem, kuru primārie tinumi ir savienoti pāri līnijai ABC zvaigžņu konfigurācijā.

Krāna pārveidotāja "x" mainīšana starp termināliem "d līdz f" mainīs līniju A-A ", B-B", C-C "caur transformatoriem" a "ievadīto spriegumu.

Kvadratu pastiprinātāji vai fāzes leņķa vadības bloki injicē spriegumu, kuram ir galvenā sastāvdaļa pie 900, kas ir elektriski esošajam līnijas spriegumam. Tas tiek panākts , apvienojot spriegumus no dažādām fāzēm, nevis tajā pašā fāzē .

Vispārējā savienojuma metode parādīta 5. attēlā. Tie būtībā ir iepriekš aprakstītajā posmā esošā pastiprinātāja variācija.

5. attēls - fāzu leņķa pārvietošanās transformatora apturēšanas iekārta - kvadratu pastiprinātājs

Pārvietojot krānītāja mainītāja mehānismu "x" no terminālā "g" uz "f", līnijas spriegums tiks palielināts ("impulss"), un, pārejot no "g" uz "d", līnijas spriegums tiks samazināts ("buck ")

Fāzes leņķa regulēšanas iekārta var būt nepieciešama, ja divos sistēmas punktos ir savienotas divas dažādu pretestību ķēdes ar mainīgām slodzēm . Sākot no punkta, kurā līnijām ir savi galu savienojumi kopā ar citiem atvienoto līniju citiem galiem, atšķirīgās līnijas pretestības nozīmē to, ka starp abiem spriegumiem citos līniju galos būs fāzes atšķirība, kad katrai no tām ir strāva

Šī fāzes nobīdes mainās atkarībā no slodzes uz abām barošanas līnijām. Kad divas barošanas līnijas ir pievienotas sistēmai, starpība spriegumos, ko izraisa fāzes nobīde to galos, izraisīs cirkulācijas strāvas plūsmu.

Ja kvadratu pastiprinātājs tiek izmantots vienas šīs līnijas beigās, ir iespējams mainīt strāvas sadalījumu padevējos un samazināt cirkulējošo strāvu .

Jaudas koeficienta korekcija

Lai gan sprieguma kontrole, izmantojot maiņstrāvas pārveidotājus, ir izplatīšanas sistēmu parastais paņēmiens, jaudas koeficienta koriģējošie kondensatori var ietekmēt arī regulēšanas spriegumu .

Phasor diagramma 6. attēlā parādīta ietekme uz sprieguma regulēšanu , pievienojot kondensatorus slodzei un tādējādi mainot jaudas koeficientu .

Sprieguma vērtības, kas tiek piegādātas bez pievienotajiem kondensatoriem, tiek parādītas ar pilnām līnijām (E S ) un ar kondensatoriem, kas samazina strāvas novilcināšanas leņķi no Φ līdz Φ 1 punktveida līnijās (E S1 ). Piezīme, kā E S1 ir mazāks par E S, ti, sprieguma regulēšana ir mazāka.

6. attēls. Sprieguma diagrammas diagramma

Spriegumiem pirms kondensatoru pievienošanas:

  • OI = slodzes strāva nepieskaņotā fāzes leņķī
  • OE R = pieņemšanas spriegums vai slodzes spriegums
  • E R E S = līnijas sprieguma kritums sakarā ar līnijas strāvu I
  • OE S = nosūtīšanas beigu spriegums

Kad kondensatori ir pieslēgti, slodzes strāvas i "fāzes" komponente paliek nemainīga, bet kvadrātiskās daļas komponents tiek samazināts, iegūstot jaunu slodzes strāvu I.

Pieņemot, ka slodzes spriegums ER ir nemainīgs, tad:

  • OI 1 = slodzes strāva pie koriģētā fāzes leņķa
  • OE R = pieņemšanas spriegums vai slodzes spriegums
  • E R E S1 = līnijas sprieguma kritums līnijas strāvas I1 dēļ
  • OE S1 = jauns nosūtīšanas beigu spriegums

Var redzēt, ka phasor OE S1 ir mazāks par OE S, tāpēc sūtīšanas galā ir nepieciešams zemāks spriegums, lai saglabātu slodzes spriegumu nemainīgu. Parasta pieredze ir saglabāt nosūtošo gala spriegumu nemainīgi un kondensatoru ieslēgšanai un izslēgšanai uztvērēja galā, lai pielāgotu saņēmēja gala spriegumu.

Atsauce // TAFE Chisholm institūta dizaina apgādes sistēmas

Saistītie elektriskie ceļveži un izstrādājumi

MEKLĒŠANA: raksti, programmatūra un ceļveži