Dispositius de regulació de tensió en xarxes industrials

Per triar els mitjans de regulació de la tensió i la seva col·locació en el sistema d'alimentació, cal identificar els nivells de tensió en els seus diferents punts, tenint en compte les potències transmeses a través de les seves seccions individuals, els paràmetres tècnics d'aquests trams, la creu. secció de les línies, la potència dels transformadors, els tipus de reactors, etc. La normativa es basa no només en criteris tècnics sinó també econòmics.

Els principals mitjans tècnics de regulació de tensió en sistemes d'alimentació d'empreses industrials són:

• transformadors de potència amb dispositius de control de càrrega (OLTC),

• transformadors augmentadors amb regulació de càrrega,

• bancs de condensadors amb connexió longitudinal i transversal, motors síncrons amb regulació automàtica del corrent d'excitació,

• fonts estàtiques de potència reactiva,

• generadors de centrals elèctriques locals que es troben a la majoria de grans plantes industrials.

A la fig.La figura 1 mostra un esquema de regulació centralitzada de tensió a la xarxa de distribució d'una empresa industrial, es realitza mitjançant un transformador amb un dispositiu de regulació automàtica de tensió sota càrrega... El transformador s'instal·la a la subestació reductora principal (GPP) de l'empresa. Transformadors amb interruptors de càrrega, estan equipats amb unitats de regulació automàtica de tensió de càrrega (AVR).

Arròs. 1. Esquema de regulació centralitzada de tensió a la xarxa de distribució d'una empresa industrial

La regulació centralitzada de la tensió en alguns casos resulta ser insuficient. Per tant, per als receptors elèctrics que són sensibles a les desviacions de tensió, s'instal·len a la xarxa de distribució transformadors augmentadors o estabilitzadors de tensió individuals.

Els transformadors de treball de xarxes de distribució, transformadors T1 - TZ (vegeu la figura 1), per regla general, no tenen dispositius per regular la tensió de càrrega i estan equipats amb dispositius de control sense excitació, tipus PBV, que permeten canviar les branques de la potència. transformador quan està desconnectat de la xarxa. Aquests dispositius s'utilitzen generalment per a la regulació de voltatge estacional.

Un element important que millora el règim de tensió a la xarxa d'una empresa industrial és Dispositius de compensació de potència reactiva — bateries de condensadors amb connexió transversal i longitudinal. La instal·lació de condensadors connectats en sèrie (UPC) permet reduir la resistència inductiva i les pèrdues de tensió a la línia.Per a UPK, la relació entre la resistència capacitiva dels condensadors xk i la resistència inductiva de la línia xl s'anomena percentatge de compensació: C = (xc / chl) x 100 [%].

Els dispositius UPC paramètricament, en funció de la magnitud i fase del corrent de càrrega, ajusten la tensió a la xarxa. A la pràctica, només es recorre a una compensació parcial de la reactància de la línia (C < 100%).

La compensació total en cas de canvis sobtats de càrrega i en modes d'emergència pot provocar sobretensions. En aquest sentit, a valors significatius de C, els dispositius UPK han d'anar equipats amb interruptors que passin de baixa part de les bateries.

Per als sistemes d'alimentació, s'estan desenvolupant CCP amb la derivació de part de les seccions de la bateria amb interruptors de tiristor, la qual cosa ampliarà l'abast dels CCP en els sistemes d'alimentació d'empreses industrials.

Els condensadors connectats en paral·lel a la xarxa generen x potència reactiva i voltatge simultàniament ja que redueixen les pèrdues de la xarxa. Potència reactiva generada per bateries similars — dispositius de compensació lateral, Qk = U22πfC. Així, la potència reactiva subministrada pel banc de condensadors connectats depèn en gran mesura de la tensió als seus terminals.

En triar la potència dels condensadors, es basa en la necessitat d'assegurar una desviació de tensió que correspongui a les normes al valor calculat de la càrrega activa, que es determina per la diferència de pèrdues lineals abans i després d'encendre els condensadors:

on P1, Q2, P2, Q2 són potències actives i reactives transmeses a la línia abans i després de la instal·lació de condensadors, rs, xc - resistència de xarxa.

Tenint en compte la invariància de la potència activa transmesa al llarg de la línia (P1 = P2), tenim:

L'efecte regulador de la connexió d'un banc de condensadors en paral·lel a la xarxa és proporcional a xc, és a dir, l'augment de tensió a l'usuari al final de la línia és més gran que al principi.

Els principals mitjans de regulació de la tensió a les xarxes de distribució d'empreses industrials són els transformadors controlats per càrrega... Les aixetes de control d'aquests transformadors es troben al bobinat d'alta tensió. L'interruptor se sol col·locar en un dipòsit comú amb un circuit magnètic i accionat per un motor elèctric. L'actuador està equipat amb interruptors de límit que obren el circuit elèctric per alimentar el motor quan l'interruptor arriba a la posició final.

A la fig. 2, a mostra un diagrama d'un interruptor multinivell del tipus RNT-9, que té vuit posicions i una profunditat d'ajust de ± 10%. La transició entre les etapes s'aconsegueix maniobrant les etapes adjacents al reactor.

Arròs. 2. Dispositius de commutació dels transformadors de potència: a — interruptor de tipus RNT, R — reactor, RO — part reguladora del bobinat, PC — contactes mòbils de l'interruptor, b — interruptor de tipus RNTA, TC — resistència limitadora de corrent, Interruptor PGR per a un ajust gruixut, PTR - interruptor d'ajustament fi

La indústria nativa també fabrica interruptors de la sèrie RNTA amb resistència limitadora de corrent activa amb passos d'ajust més petits de l'1,5% cadascun. Es mostra a la fig. 2b, l'interruptor RNTA té set passos d'afinació fina (PTR) i un pas d'afinació gruixuda (PGR).

Actualment, la indústria elèctrica també produeix interruptors estàtics per a transformadors de potència, que permeten la regulació de voltatge d'alta velocitat a les xarxes industrials.

A la fig. La figura 3 mostra un dels sistemes de desconnexió del transformador de potència dominats per la indústria elèctrica: un interruptor "a través de la resistència".

La figura mostra l'àrea de control del transformador, que té vuit preses connectades al seu terminal de sortida mitjançant grups bipolars VS1-VS8. A més d'aquests grups, hi ha un grup de commutació de tiristors bipolar connectat en sèrie amb el limitador de corrent R.

Arròs. 3. Interruptor estàtic amb limitador de corrent

El principi de funcionament de l'interruptor és el següent: en canviar d'aixeta a aixeta, per evitar un curtcircuit de la secció o un circuit obert, el grup bipolar de sortida s'extingeix completament transferint el corrent a l'aixeta amb una resistència. , i després el corrent es transfereix a l'aixeta requerida. Per exemple, quan es canvia de l'aixeta VS3 a VS4, es produeix el cicle següent: VS s'encén.

El corrent de curtcircuit de la secció està limitat per la resistència limitadora de corrent R, els tiristors VS3 estan apagats, VS4 està activat, els tiristors VS estan apagats. Altres commutacions es fan de la mateixa manera. Els grups de tiristors bipolars VS10 i VS11 inverteixen la zona reguladora. L'interruptor té un bloc de tiristors reforçat VS9, que realitza la posició zero del regulador.

Una característica de l'interruptor és la presència d'una unitat de control automàtic (ACU), que emet ordres de control a VS9 en l'interval en què el transformador està encès al ralentí.BAU funciona durant un temps, cal que les fonts que alimenten els grups de tiristors VS1 - VS11 i VS entrin en mode, ja que el transformador serveix com a font d'alimentació per al sistema de control de l'interruptor.